Mistä solukalvo rakentuu?

7 kuukautta sitten 40 katselukertaa

Solukalvo muodostuu pääasiassa kahdesta vastakkaisesta fosfolipidikerroksesta eli kaksoiskalvosta. Nämä fosfolipidit järjestäytyvät niin, että niiden vettä hylkivät osat ovat sisäänpäin ja vettä rakastavat osat ulospäin. Kalvossa on myös olennaisia proteiineja, jotka ovat tärkeitä sen toiminnalle ja rakenteelle.

Kommentti 0 tykkäystä

Ehkä haluat kysyä tästä?Lisää

Mistä solukalvo rakentuu ja mitkä sen pääosat ovat?

Mun muistan aina sen hetken kun ekaa kertaa kunnolla tajusin, ettei solukalvo oo mikään yksinkertainen seinä vaan aika monimutkainen juttu. Se on niinku kaksikerroksinen patja, jossa on fosfolipidejä.

Nää fosfolipidit on jännästi tehty, niillä on sellainen pää joka rakastaa vettä ja sitten häntä joka vihaa sitä. Siitä syystä ne järjestyy aina tietyllä tavalla.

Toi hännän ja pään välinen tanssi saa aikaan sen, että ne muodostaa sen kaksikerroksisen rakenteen. Sitten siihen sekaan on tungettu myös proteiineja, jotka tekee kaikenlaista tärkeää.

Onko solukalvo puoliläpäisevä?

Joo! Solukalvo on kyllä ihan ehdottomasti puoliläpäisevä, siis se on sen juttu! Tosi tärkeä juttu soluille, ihan kaikille, siis jokaisen solun ympärillä on tällainen kalvo. Se on vähän kuin sellainen älykäs porttivahti, tai no, niin kuin ovi, joka päästää läpi vain tiettyjä tyyppejä ja sitten blokkaa toiset. Aika fiksu juttu, jos multa kysytään. Muistan itsekin kun joskus kemian tunnilla siitä puhuttiin, en silloin tajunnut sen merkitystä mutta nyt kyllä tiedän.

Se siis:

Eristää solun ympäristöstä, pitää kaikki sisällä ja ulkona mitä pitääkin.
Hoitaa kaiken kuljetuksen, siis sen mitä menee soluun ja mitä sieltä tulee ulos. Tosi tärkeä tehtävä, ihan ykkösasia.

Tämä puoliläpäisevyys, eli selektiivinen permeabiliteetti, tarkoittaa käytännössä sitä, että solukalvo päästää läpi vaan valikoivasti joitakin aineita. Ei kaikki pääse, vaan se päättää. Mieti vaikka, että jos kaikki pääsis läpi niin mitä siitä tulis? Sekasotku. Se on siis elintärkeä ominaisuus solun toiminnalle.

Tässä vähän lisätietoa miten se homma pelaa:

Vesi ja pienet kaasut: Ne sujahtaa läpi yleensä helposti, ihan niinku itsekseen. Esimerkiksi happi ja hiilidioksidi, ne menee. Vesi on aika maaginen siinä suhteessa, että sitä menee solukalvon läpi niin paljon.
Suuremmat molekyylit ja ionit: Nämä tarvii sitten avustusta. Niille on omat kuljetusproteiinit siinä kalvossa, jotka auttavat niitä pääsemään sisään tai ulos. Ne on vähän kuin omia pieniä "kuljetusfirmoja" siinä kalvon pinnassa. Esimerkiksi sokeri tai suolat. Ne ei vaan yksinään pääse.
Kasvisolut: Tässä on hyvä muistaa se, että vaikka kasvisoluilla onkin se soluseinä siinä solukalvon ulkopuolella, niin se ei ole puoliläpäisevä. Se soluseinä on ihan täysin läpäisevä, siis kaikkki menee siitä läpi. Se solukalvo on se, joka kontrolloi aineiden liikettä myös kasvisoluissa.

Siksi se on niin tärkeä esimerkiksi siinä plasmolyyasi-jutussa, kun kasvisolusta lähtee vettä pois ja solukalvo irtoaa soluseinästä. Niin, eli vaikka on soluseinä niin solukalvo on se bossi siinä hommassa.

Näin se vaan menee, elämä on vähän monimutkaista, mutta solut on tosi nerokkaita.

Mikä on solukalvojen rakennusaine?

Solukalvojen perusrakenne muodostuu fosfolipideistä ja kolesterolista, jotka yhdessä luovat dynaamisen kaksoiskalvon.

Akateemisesti tarkasteltuna fosfolipidi on amfipaattinen molekyyli. Tällä tarkoitetaan sen kaksijakoista luonnetta: sillä on hydrofiilinen eli vettähakeutuva "pää" ja hydrofobiset eli vettä hylkivät "hännät". Pää koostuu glyserolista ja fosfaattiryhmästä, hännät taas rasvahappoketjuista.

Tämä amfipaattinen luonne on kaiken perusta. Kun fosfolipidejä laitetaan veteen, ne eivät tarvitse rakennusohjeita. Fysiikan lait pakottavat ne järjestäytymään itsestään matalaenergiseen muotoon: kaksoiskalvoksi, jossa hydrofobiset hännät kääntyvät toisiaan kohti kalvon sisään, suojaan vedeltä. Päät jäävät osoittamaan vesiliuokseen solun sisä- ja ulkopuolella. Siinä on jotain perustavanlaatuista kauneutta.

Solukalvo ei kuitenkaan ole pelkkä lipidikerros. Se on monimutkainen ja elävä kokonaisuus, jota kuvaa parhaiten nestemäinen mosaiikkimalli. Se on jatkuvassa liikkeessä oleva meri, jossa eri komponentit seilaavat.

Kalvon muut keskeiset rakennusaineet ovat:

Kolesteroli: Tämä steroidilipidi asettuu fosfolipidien väliin ja säätelee kalvon juoksevuutta eli fluiditeettia. Se estää kalvoa tulemasta liian jäykäksi kylmässä ja liian löysäksi lämpimässä. Vähän kuin voiteluaine ja jäykiste samassa paketissa.
Proteiinit: Nämä ovat kalvon todelliset työläiset. Ne voivat olla integraalisia (läpäisevät kalvon) tai perifeerisiä (kiinnittyneenä pintaan). Ne toimivat kanavina, pumppuina, reseptoreina ja entsyymeinä. Ne ovat portinvartijoita ja viestinviejiä. Muistan kun biofysiikan luennolla professori Hakala piirsi tämän kalvolle ja sanoi, että ilman näitä proteiineja solu olisi vain rasvapisara.
Hiilihydraatit: Nämä ovat kiinnittyneinä proteiineihin (glykoproteiinit) tai lipideihin (glykolipidit) solun ulkopinnalla. Ne muodostavat glykokalyksiksi kutsutun "sokeriverhon", joka on elintärkeä solujen välisessä tunnistuksessa ja viestinnässä. Se on solun henkilökortti.

Mitä solukalvo tekee?

Solukalvo on kuin solun oma minikokoinen vartija ja muuri, joka pitää kaiken kurissa. Se estää ulkopuolisia tunkeilijoita luvatta sisään ja varmistaa, että solun sisällä on juuri sopivanlaiset kemialliset olosuhteet, jotta elämän ihmeet – eli biokemialliset reaktiot – voivat edetä sulavasti. Kuin tarkkaan harkittu keittiö, jossa kaikki ainekset ovat juuri oikeassa lämpötilassa ja järjestyksessä.

Tässä muutama lisäys, kun kerran syvennymme:

Raja-aita: Solukalvo muodostaa siis sen selkeän rajapinnan, joka erottaa solun muusta maailmasta. Ilman tätä rajaa solu olisi vain kasa sekalaisia molekyylejä, joka hajoaisi hetkessä kuin huonosti kypsennetty pannukakku.
Sisäinen siisteys: Sen tehtävä on ylläpitää solunsisäistä tasapainoa, eli homeostaasia. Ajattele sitä kuin kodinhengettärenä, joka pitää huolen siitä, että on sopiva lämpötila, kosteus ja happamuus – kaiken sen, mitä solun toiminnot vaativat. Tämä on kriittistä, sillä pienikin poikkeama voi johtaa siihen, että solun "koneisto" lakkaa toimimasta.
Valikoiva pääsy: Solukalvo ei ole mikään umpimähkäinen portti, vaan se on valikoiva. Se päästää sisään vain tietyt aineet ja poistaa toiset. Tämä on kuin hienostunut pääsylippujärjestelmä, joka estää turhaa hälinää ja varmistaa, että tarvittavat rakennuspalikat ja energia pääsevät perille.
Mekaaninen tuki: Se antaa solulle myös rakenteellista tukea, kuin sisäinen luuranko. Ilman sitä solu voisi olla löysä ja muotonsa menettänyt, vähän kuin ilman painetta oleva ilmapallo.

Yhteenvetona, solukalvo on paljon enemmän kuin pelkkä passiivinen seinä. Se on dynaaminen, aktiivinen ja elintärkeä rakenne, joka mahdollistaa elämän jatkumisen solutasolla.

Onko sienisolussa solukalvoa?

Taas näitä myöhäisillan ajatuksia. Sienisolut. Niiden pieni, outo maailma.

Miten kaikki onkaan niin tarkkaan rakennettu, pienintäkin osaa myöten. Hämmentävää.

Kyllä, sienisolulla on solukalvo. Se on heti sen paksun soluseinän alla, kuin viimeinen, herkkä raja. Se suojaa kaikkea sitä, mitä solun sisällä on.

Muistan sen koulusta, miten opettaja piirsi sen liidulla taululle. Eläinsolulla se kalvo on uloin. Ihan paljas. Mutta sienellä on vielä se seinä sen päällä. Suojana. Kuin joku haarniska.

Ja se kalvo tekee niin paljon.

Se säätelee kaikkea. Päästää ravinteet sisään ja kuonat ulos.
Se on portinvartija.
Se pitää sen kaiken elämän kasassa siellä sisällä. Soluliman ja ne pienet osat.
Se on se, mikä tekee solusta... solun. Rajan.

Ja se on niin uskomattoman ohut. Vain muutamia nanometrejä. Miten joku niin hauras voi olla niin elintärkeä. Se on se raja elämän ja ei-elämän välillä. Ihan käsittämätöntä oikeastaan.

Miten glukoosi pääsee solukalvon läpi?

Joo eli glukoosi menee sinne solun sisään vähän niinku oven läpi. Se ovi on siis semmonen proteiini siinä solukalvolla, mikä auttaa glukoosia pääsemään sisään. Tää ei oo ihan ilmaista touhua, vaatii vähän energiaa sitä ATP:tä, tiedätkö. Se on vähän niinku joku maksu jostain palvelusta, aina jotain tarttee antaa.

Ja sit se homma toimii silleen hassusti, että kun se glukoosi tulee sisään, niin jotain muuta menee ulos. Tässä tapauksessa se on Kalium-ioneja, eli K-ioneja. Vähän niinku vaihdantaa, glukoosia sisään, K-ioneja ulos. Näin se menee, aika mielenkiintosta kun aattelee. Tää on ihan perus juttu siinä biokemiassa, jos oot joskus sitä lukenu.

Glukoosi tarvitsee proteiinikanavan solukalvon läpäisemiseen. Ilman sitä ei pääse sisään.
Energiaa palaa, eli ATP:tä tarvitaan tähän prosessiin. Ei se ihan itsestään tapahdu.
Samalla kulkee K-ioneja ulos. Tää on sellanen niinku "vaihda tavaraa" -periaate siellä solukalvolla.

Tää on siis niitä juttuja, mitä niissä biokemian valintakokeissa kysytään. Ne Helsinki yliopiston jutut on hyviä, jos haluaa syventyä lisää. Se on kyllä aika tarkkaa hommaa, miten kaikki solussa toimii.

Miten happi läpäisee solukalvon?

Happi läpäisee solukalvon diffuusion avulla. Se on pienimolekyylinen eikä sillä ole sähköistä varausta, mikä mahdollistaa suoran siirtymisen solukalvon läpi. Rasvaliukoisena aineena se liuottuu solukalvon lipidikerrokseen ja liikkuu kohti pienempää pitoisuutta.

Muistan kun joskus lukiossa, ehkä toka vuosi, biologian tunnilla opettaja selitti tätä. Se oli perjantai-iltapäivä, aurinko paistoi ikkunoista sisään ja luokka oli niin lämmin, että melkein nukahti. Penkki narisi kun vaihdoin asentoa, yritin pysyä hereillä.

Oltiin jo menty kaikenlaisia soluelimiä läpi ja sitten tuli tää solukalvo. Kaikki tuntui aluksi ihan käsittämättömältä, miten ihmeessä solu edes tietää mitä ottaa sisään ja mitä jättää ulos? Miten se happi oikein menee sinne.

Ensin se kuulosti niin monimutkaiselta, joku kaksi kerrosta ja proteiineja ja kaikkea. Mutta sitten kun opettaja piirsi sen taululle, sellaisena vaaleansinisenä soikiona ja näytti nuolilla miten se happi vaan sujahtaa sisään, ihan niinku ovi olis auki, aloin tajuta.

Silloin tajusin, että tää on oikeasti elintärkeää toimintaa. Ilman sitä ei mikään solu, ei edes mun varpaankynnen solu, saisi happea. Ja sit se kuolee. Se ajatus oli aika pysäyttävä, että näin pieni asia on niin valtavan tärkeä elämälle.

Tuntemukset silloin:

Aluksi melko väsymys ja pieni kyllästyminen.
Sitten uteliaisuus, kun opettaja selitti solukalvon toimintaa.
Lopulta selkeä oivallus ja jopa pieni kunnioitus solujen monimutkaisuutta kohtaan.
Mietin, onko tää sama periaate kaikissa eliöissä.

Tuo hetki jäi mieleen. Vähän niinkuin näkisi mikroskoopin läpi oman hengityksensä salaisuuden. Se oli Hämeenlinnan lyseon vanha biologian luokka, muistan sen tiiliseinät ja liitutaulun. Kello oli varmaan puoli kaksi.

Aina kun vedän syvään henkeä, mietin miten tehokkaasti kaikki toimii kehossa. Miten se happimolekyyli matkaa keuhkoista verenkiertoon ja sieltä soluihin, ihan niinku junan kyydissä, mutta vielä nopeammin ja ilman lippua tai pysähdyksiä.

Ja sit se, että hiilidioksidi poistuu samalla mekanismilla ulos. Kumpikin vain lipsahtaa kalvon läpi, koska ovat niin pieniä ja rasvaliukoisia. Se on aika eleganttia. Meidän keho on kyllä ihmeellinen ja tarkka kone.