Millä tavalla kalvorakenteisten soluelimien (solulimakalvosto, mitokondrio, jne.) rakenne eroaa solukalvosta? Ovatko kaikki kalvot samanlaista fosfolipidiä? Entä onko soluelinten pinnalla kuljettajaproteiineja, ionipumppuja tai muita solukalvolle tyypillisiä rakenteita?
Solukalvolla on erilainen kalvolipidi- ja kalvoproteiinikoostumus kuin soluelimien kalvoissa. Fosfolipidien lisäksi on olemassa monia muitakin kalvolipidejä, ja niiden koostumus vaihtelee lajin, yksilön, kudoksen ja soluelimien välillä. Kalvoproteiineja on myös soluelinten pinnalla ja jokaisella soluelimellä on omanlaisensa kalvoproteiinit.
Solua ympäröivän solukalvon lisäksi kalvorakenteita löytyy myös monista soluelimistä, kuten solulimakalvostosta, mitokondriosta, viherhiukkasista ja lysosomeista. Myös tumaa ympäröi kaksi kaksoiskalvoa. Kaikissa solun rakenteissa kalvon perusrakenne on samanlainen: ne koostuvat kahdesta kalvolipidikerroksesta, joiden seassa on erilaisia kalvoproteiineja. Kalvolipideihin kuuluvat fosfolipidien lisäksi esimerkiksi kolesteroli, sfingolipidit ja erilaiset glykolipidit. Arkeoneilla kalvolipideihin kuuluu myös erilaisia eetterilipidejä.
Kalvojen rakenteessa on paljon vaihtelua eri eliöiden ja solutyyppien välillä – esimerkiksi kasvien solukalvoilla on pääsääntöisesti vähemmän steroleja ja kolesterolin sijaan niillä on erilaisia kasvisteroleja. Myös ympäristöolosuhteet voivat vaikuttaa siihen, millainen kalvon koostumus on. Kylmissä olosuhteissa elävän yksilön kalvolipideissä voi olla enemmän tyydyttymättömiä rasvahappoja kuin lämpimämmässä elävän yksilön.
Kalvolipidien koostumus riippuu paljon myös siitä, missä päin solua ollaan. Esimerkiksi ihmissoluissa solukalvolla on enemmän kolesterolia kuin kalvorakenteisissa soluelimissä. Joissakin soluelimissä on kaksi kaksoiskalvoa, joiden koostumus eroaa toisistaan: esimerkiksi mitokondrion ulomman kalvon koostumus on erilainen kuin sisemmän kalvon.
Kalvoproteiinit ovat hyvin erilaisia solun eri osissa ja yksilön eri soluissa – ne ovat soluelimien toiminnan kannalta hyvin keskeisiä. Jokaisella kalvorakenteisella soluelimellä on omanlaisensa yhdistelmä kalvoproteiineja: ne voivat toimia esimerkiksi entsyymeinä, vaikuttaa solukalvon rakenteeseen tai avustaa aineiden kuljetuksessa ja viestinnässä. Esimerkiksi mitokondrion sisemmällä kalvolla sijaitsevat elektroninsiirtoketjun entsyymit, joilla on tärkeä merkitys soluhengityksessä. Muista soluelimistä samoja entsyymejä ei löydy. On kuitenkin olemassa myös sellaisia kalvoproteiineja, joita on kaikilla solun kalvoilla.
Kalvot ovat myös asymmetrisiä. Tällä tarkoitetaan sitä, että kalvolipidien ja -proteiinien koostumus riippuu siitä, ollaanko solun (tai soluelimen) sisä- vai ulkopinnalla. Esimerkiksi solukalvolla hormonien reseptorit ja monet tarttumisproteiinit sijaitsevat solun ulkopinnalla. Myös kalvolipidikoostumus riippuu siitä, kumpaa puolta kalvosta tarkastellaan.
Justus Mutanen, tohtorikoulutettava
Biotieteiden laitos, Helsingin yliopisto
