Solukalvo

admin 0 Comments Articles

Solukalvo

Määritelmä

Solukalvo, joka tunnetaan myös nimellä plasmakalvo, on kaksinkertainen lipidi- ja proteiinikerros, joka ympäröi solua. Se erottaa sytoplasman (solun sisällön) ulkoisesta ympäristöstä. Se on kaikkien solujen, sekä prokaryoottisten että eukaryoottisten, ominaisuus.

Solukalvon tehtävä

Solukalvo antaa solulle sen rakenteen ja säätelee soluun tulevia ja sieltä lähteviä aineita. Se on valikoivasti läpäisevä este, eli se päästää tietyt aineet läpi, mutta ei toisia. Kuten vetosilta, jonka tarkoituksena on suojella linnaa ja pitää viholliset loitolla, solukalvo päästää vain tietyt molekyylit sisään tai ulos.

Kalvon ylittäminen

Pienet molekyylit, kuten happi, jota solut tarvitsevat aineenvaihduntatoimintojen, kuten soluhengityksen, suorittamiseen, ja hiilidioksidi, joka on näiden toimintojen sivutuotteena, pääsevät helposti sisään ja ulos kalvon läpi. Myös vesi voi vapaasti läpäistä kalvon, vaikkakin hitaammin.

Korkeasti varautuneet molekyylit, kuten ionit, eivät kuitenkaan pääse suoraan kalvon läpi, eivätkä suuret makromolekyylit, kuten hiilihydraatit tai aminohapot. Sen sijaan näiden molekyylien on kuljettava kalvoon upotettujen proteiinien läpi. Tällä tavoin solu voi kontrolloida näiden aineiden diffuusionopeutta.

Toinen tapa, jolla solukalvo voi tuoda molekyylejä sytoplasmaan, on endosytoosi. Käänteistä prosessia, jossa solu luovuttaa sisältöä kalvoesteen ulkopuolelle, kutsutaan eksosytoosiksi.

Endosytoosiin kuuluvat fagosytoosi (”solun syöminen”) ja pinosytoosi (”solun juominen”). Näiden prosessien aikana solukalvo muodostaa painauman, joka ympäröi nielemänsä hiukkasen. Sitten se ”nipistää” irti muodostaen pienen kalvopallon, jota kutsutaan vesikkeliksi, joka sisältää molekyylin ja kuljettaa sen sinne, missä sitä käytetään solussa.

Solut voivat myös kuljettaa aineita solukalvon läpi ulkoiseen ympäristöön eksosytoosin avulla, joka on endosytoosin vastakohta. Eksosytoosissa vesikkelit muodostuvat sytoplasmassa ja siirtyvät solukalvon pinnalle. Siellä ne sulautuvat kalvoon ja vapauttavat sisältönsä solun ulkopuolelle. Eksosytoosi poistaa solun jätetuotteet, jotka ovat molekyylien osia, joita solu ei käytä, mukaan lukien vanhat organellit.

Signaalinvälitys solukalvolla

Solukalvolla on myös tärkeä rooli solun signaloinnissa ja viestinnässä. Kalvossa on useita upotettuja proteiineja, jotka voivat sitoa solun ulkopuolelta löytyviä molekyylejä ja välittää viestejä solun sisäpuolelle.

Tärkeää on, että nämä solukalvon reseptoriproteiinit voivat sitoutua elimistön muiden alueiden tuottamiin aineisiin, kuten hormoneihin. Kun molekyyli sitoutuu kalvolla olevaan kohdereseptoriinsa, se käynnistää solun sisällä signaalinsiirtoreitin, joka välittää signaalin asianmukaisille molekyyleille.

Näiden usein monimutkaisten signaalireittien tuloksena solu voi suorittaa signaalimolekyylin määrittelemän toiminnon, kuten valmistaa tai pysäyttää tietyn proteiinin tuotannon.

Miten solukalvon rakenne mahdollistaa näiden toimintojen suorittamisen?

Solukalvon rakenne

Solukalvo koostuu fosfolipidikaksoiskerroksesta. Fosfolipidit ovat lipidimolekyylejä, jotka koostuvat fosfaattiryhmän päästä ja kahdesta rasvahapon hännästä. On tärkeää, että fosfolipidimolekyylien ominaisuudet mahdollistavat sen, että ne voivat spontaanisti muodostaa kaksikerroksisen kalvon.

Fosfolipidin fosfaattiryhmän pää on hydrofiilinen, kun taas fosfolipidin häntä on hydrofobinen. Tämä tarkoittaa, että fosfaattiryhmä vetää puoleensa vettä, kun taas häntä hylkii vettä.

Vedessä tai vesiliuoksessa (myös kehon sisällä) fosfolipidien hydrofobiset päät suuntautuvat sisäpuolelle, mahdollisimman kauas vedestä. Sitä vastoin hydrofiiliset päät ovat ulkopuolella, kosketuksissa veden kanssa. Tuloksena on, että muodostuu fosfolipidien kaksoiskerros, jossa hydrofobiset päät ryhmittyvät keskelle ja hydrofiiliset hännät muodostavat rakenteen ulkopinnan. Tekninen termi tälle solukalvon muodostavalle fosfolipidien kaksoiskerrokselle on fosfolipidikaksoiskerros.

Membraaniin assosioituneet tekijät

Fosfolipidikaksoiskerroksen lisäksi solukalvo sisältää myös lipidimolekyylejä, erityisesti glykolipidejä ja steroleja. Yksi tärkeä steroli on kolesteroli, joka säätelee solukalvon juoksevuutta eläinsoluissa. Kun kolesterolia on vähemmän, kalvoista tulee nestemäisempiä mutta myös läpäisevämpiä molekyyleille. Kolesterolin määrä kalvossa auttaa ylläpitämään sen läpäisevyyttä, jotta soluun pääsee kerrallaan oikea määrä molekyylejä.

Solukalvo sisältää myös monia erilaisia proteiineja. Proteiinit muodostavat noin puolet solukalvosta. Monet näistä proteiineista ovat transmembraaniproteiineja, jotka ovat upotettuina kalvoon, mutta työntyvät ulos molemmilta puolilta (eli ne ulottuvat koko lipidikaksoiskerroksen yli).

Joissakin näistä proteiineista on reseptoreita, jotka sitoutuvat signaalimolekyyleihin. Toiset ovat ionikanavia, jotka ovat ainoa keino päästää ioneja soluun tai solusta ulos. Tutkijat käyttävät nestemäistä mosaiikkimallia kuvaamaan solukalvon rakennetta. Solukalvo on nestemäinen, koska se koostuu suurelta osin fosfolipideistä, ja tämän vuoksi proteiinit liikkuvat vapaasti sen pinnalla. Erilaisten proteiinien ja lipidien moninaisuus solukalvossa antaa sille mosaiikkimaisen ulkonäön.

Visailu

Bibliografia