Pada organisme multiseluler, sel-sel tidak hidup terisolasi; mereka terorganisir dalam suatu lingkungan kompleks yang kaya akan zat-zat antar sel. Zat-zat ini membentuk matriks ekstraseluler (ECM) dan berbagai sambungan antar sel (intercellular junctions), yang bersama-sama berperan penting dalam menyusun arsitektur jaringan, memberikan dukungan mekanis, dan memfasilitasi komunikasi seluler yang vital bagi kehidupan.

Matriks Ekstraseluler (ECM) pada Sel Hewan: Lebih dari Sekadar “Lem”

Pada sel hewan, ruang ekstraseluler dipenuhi oleh jaringan molekuler kompleks yang disekresikan oleh sel-sel itu sendiri. Komponen utamanya adalah protein, dengan kolagen sebagai protein paling melimpah yang membentuk serat struktural yang kuat dan fleksibel. Serat-serat kolagen ini tertanam dalam jaringan yang kaya akan proteoglikan—molekul inti protein yang terikat dengan rantai polisakarida yang disebut GAG (Glycosaminoglycan). Kombinasi ini membentuk hidrogel yang menahan air, memberikan tekanan turgor, dan melawan gaya kompresi.

ECM berfungsi jauh lebih dari sekadar perekat sel. Ia merupakan media komunikasi dinamis yang mengatur perilaku sel. Mekanisme komunikasi ini dimediasi oleh protein membran spesifik yang disebut integrin. Integrin bertindak sebagai reseptor transmembran yang menghubungkan serabut kolagen dan molekul adhesi lain (seperti fibronectin dan laminin) di luar sel dengan rangka sitoskeleton (terutama filamen aktin) di dalam sel. Kompleks proteoglikan juga turut memperkuat hubungan ini.

Ketika molekul sinyal dari ECM (seperti faktor pertumbuhan yang terperangkap dalam matriks) berikatan dengan integrin, terjadi perubahan konformasi pada protein ini. Perubahan bentuk ini diteruskan ke dalam sel melalui sitoskeleton, memicu kaskade pensinyalan intraseluler yang akhirnya dapat memengaruhi ekspresi gen di dalam nukleus. Dengan demikian, ECM dapat mengarahkan proses-proses penting seperti proliferasi sel, diferensiasi, migrasi, dan bahkan apoptosis (kematian sel terprogram).

Contoh Nyata: Peran ECM dalam Pembekuan Darah
Saat injury terjadi, sel-sel endotel pembuluh darah yang rusak mengekspos reseptor tissue factor dan kolagen yang biasanya tersembunyi di bawah lapisan sel. Paparan ini memicu trombosit dalam darah untuk berikatan dengan kolagen melalui integrin mereka. Ikatan ini mengaktivasi trombosit, menyebabkan mereka melepaskan isinya dan menarik lebih banyak trombosit untuk membentuk sumbat. Secara simultan, ECM yang terpapar juga mengaktivasi kaskade koagulasi, suatu rangkaian reaksi enzimatik yang menghasilkan benang fibrin untuk memperkuat bekuan darah.

Sambungan Antar Sel (Intercellular Junctions): Jembatan Komunikasi Langsung

Selain berkomunikasi melalui ECM, sel juga memiliki struktur khusus untuk berhubungan langsung dengan sel tetangganya. Jenis sambungan ini bervariasi antara kingdom organisme.

1. Plasmodesmata pada Sel Tumbuhan

Dinding sel tumbuhan yang kaku menghalangi kontak membran langsung. Untuk mengatasinya, tumbuhan mengembangkan plasmodesmata, yaitu salusan sitoplasma yang melintasi dinding sel dan dilapisi oleh membran plasma. Di tengah saluran terdapat desmotubulus, perluasan dari retikulum endoplasma kasar (RER) yang menghubungkan RER antar sel. Plasmodesmata membentuk suatu jaringan yang disebut simplast, yang memungkinkan transportasi langsung ion, molekul kecil, hormon, dan bahkan RNA antar sel, sehingga mengkoordinasikan respons pertumbuhan dan perkembangan secara keseluruhan.

2. Tight Junctions (Sambungan Kedap) pada Sel Hewan

Tight junction berfungsi sebagai segel kedap yang menyatukan sel-sel epitel secara rapat, mencegah kebocoran molekul melalui ruang antar sel. Struktur ini dibentuk oleh protein claudin dan occludin yang menyatu di antara membran dua sel tetangga, menciptakan jaring protein yang mengelilingi puncak sel. Ini sangat krusial untuk menciptakan kompartemen tertutup dalam tubuh, seperti pada epitel usus yang mencegah isi usus bocor ke aliran darah, atau pada blood-brain barrier yang melindungi otak.

3. Desmosom (Sambungan Adhesi)

Desmosom berfungsi seperti paku las atau velcro yang memberikan kekuatan mekanis dengan menyatukan filamen intermediat (seperti keratin) dari sel-sel yang berdekatan. Struktur ini dibentuk oleh protein cadherin (desmoglein dan desmocollin) yang menjembatani membran, dan di dalam sel, protein plak (desmoplakin) menghubungkan ekor cadherin dengan filamen intermediat. Desmosom sangat melimpah pada jaringan yang mengalami stres mekanis tinggi, seperti epidermis kulit, jaringan otot jantung, dan leher rahim.

4. Gap Junctions (Sambungan Celah)

Gap junction adalah saluran komunikasi langsung antar sel hewan yang memungkinkan pertukaran cepat ion, molekul kecil (seperti ATP, cAMP, dan ion kalsium), dan sinyal listrik. Setiap gap junction terdiri dari protein connexin yang membentuk struktur silinder bernama connexon. Dua connexon dari sel yang berdekatan bersatu membentuk saluran kontinu. Sambungan ini sangat vital untuk menyinkronkan aktivitas sel, seperti kontraksi terkoordinasi pada otot jantung dan otot polos, serta komunikasi antar neuron dalam sinapsis listrik.

Kesimpulan: Sebuah Jaringan yang Terintegrasi

Matriks ekstraseluler dan sambungan antar sel bukanlah entitas yang terpisah. Mereka membentuk jaringan integratif yang mengoordinasikan fungsi triliunan sel dalam suatu organisme. ECM memberikan petunjuk kimiawi dan mekanik dari lingkungan eksternal, sementara berbagai sambungan sel memungkinkan respons terkoordinasi terhadap petunjuk tersebut. Interaksi dinamis antara ECM, integrin, sitoskeleton, dan sambungan antar sel inilah yang memungkinkan sel-sel untuk mengatur diri mereka menjadi jaringan, organ, dan akhirnya, suatu organisme yang utuh dan berfungsi.

Referensi

• Hynes, R. O. (2009). The extracellular matrix: not just pretty fibrils. Science, 326(5957), 1216-1219.
• Bonnans, C., Chou, J., & Werb, Z. (2014). Remodelling the extracellular matrix in development and disease. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 15(12), 786-801.
• Theocharis, A. D., Skandalis, S. S., Gialeli, C., & Karamanos, N. K. (2016). Extracellular matrix structure. Advanced Drug Delivery Reviews, 97, 4-27.
• Goodenough, D. A., & Paul, D. L. (2009). Gap junctions. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 1(1), a002576.
• Münch, J., & Grill, S. W. (2021). Plasmodesmata in the era of single-cell biology. Current Opinion in Plant Biology, 63, 102069.
• Weber, G. F., Bjerke, M. A., & DeSimone, D. W. (2011). Integrins and cadherins join forces to form adhesive networks. Journal of Cell Science, 124(8), 1183-1193.