Fosfolipidikaksoiskerros muodostaa kaikkia soluja ympäröivän plasmakalvon. Solukalvon muodostavia molekyylejä kutsutaan fosfolipideiksi.
Fosfolipidien rakenne
Fosfolipidit ovat amfipaattisia molekyylejä. Tämä tarkoittaa, että niillä on hydrofiilinen, polaarinen fosfaattipää ja kaksi hydrofobista rasvahappohäntää. Nämä fosfolipidien osat aiheuttavat sen, että ne suuntautuvat siten, että fosfaattipää voi olla vuorovaikutuksessa veden kanssa ja rasvahappohännät eivät, jolloin ne muodostavat kaksoiskerroksen. Tätä järjestelyä voidaan kutsua myös biomolekyylilevyksi, sillä kunkin yksittäisen lipidilevyn hydrofobiset hännät ovat vuorovaikutuksessa keskenään muodostaen hydrofobisen sisäosan, joka toimii läpäisevyysesteenä. Hydrofiilinen pää koostuu gyserolista ja fosfaattiryhmästä – juuri fosfaattiryhmä tekee päästä hydrofiilisen. Hydrofobinen pyrstö koostuu kahdesta rasvahappoketjusta, joista toisessa on yleensä Cis-kaksoissidos (C=C). Tämä kaksoissidos aiheuttaa häntäketjun ”mutkan”, mikä vaikuttaa kaksoiskerroksen pakkautumisrakenteeseen ja juoksevuuteen. Nisäkkäiden plasmakalvoissa esiintyy 4 fosfolipidien päärakennetta:
- fosfatidyylietanoliamiini
- fosfatidyyliseriini (negatiivisesti varautunut)
- fosfatidyylikoliini
- sfingomyeliini
Kalvo sisältää näiden lisäksi myös erilaisia muita lipidityyppejä, kuten kolesterolia ja proteiineja. Nämä molekyylit vaikuttavat merkittävästi kalvon massaan. Osa fosfolipidimolekyylien rasvahapoista on tyydyttymättömiä, jolloin sen hiilivetyketjussa on yksi tai useampi hiili-hiili kaksoissidos. Nämä kaksoissidokset luovat solmuja hydrofobisiin häntäosiin. Nämä mutkat estävät vierekkäisiä fosfolipidimolekyylejä pakkautumasta liian lähelle toisiaan, mikä lisää kaksoiskerroksen juoksevuutta. Myös rasvahappojen hännän pituudella on vaikutusta kaksoiskerroksen juoksevuuteen. Jos kaksoiskerroksessa on lyhyempiä rasvahappoketjuja, ne ”tarttuvat” harvemmin toisiinsa ja pakkautuvat vähemmän tiiviisti yhteen, mikä lisää kalvon juoksevuutta. Kaksoiskerros on järjestetty siten, että fosfolipidien päät ovat ulospäin ja rasvahappoketjut sisäänpäin, ja kolesteroli ja proteiinit ovat hajallaan kalvon sisällä. Tätä rakennetta kuvataan nestemäiseksi, koska fosfolipidit voivat diffundoitua kalvoa pitkin. Kaksoiskerros voi muodostua spontaanisti vesipitoisessa ympäristössä, mikä tarkoittaa, että se on myös itsestään sulkeutuva. Tämä johtuu siitä, miten hydrofobinen häntä ja hydrofiilinen pää reagoivat joutuessaan kosketuksiin veden kanssa. Hydrofiilinen pää liukenee veteen, koska se on varautunut tai polaarinen. Tämän ansiosta se voi muodostaa sähköstaattisia voimia tai vetysidoksia vesimolekyylien kanssa. Hydrofobinen pyrstö on kuitenkin liukenematon veteen, koska se on varaukseton ja pooliton, mikä tarkoittaa, että se ei voi muodostaa vuorovaikutuksia vesimolekyylien kanssa. Kaksoiskerroksen muodostuessa fosfolipidit järjestäytyvät siten, että hännät ovat kaksoiskerroksen keskellä ja päät ulkopuolella.
- Berg M, Stryer L ja Tymoczko J. (2007) Biochemistry, 7th edition, New York: WH Freeman
- Molecular Biology of the Cell, Alberts et all, 5. painos, 2009, Garland Science, New York
- Bradley P ja Calvert J. (2008) Compendium for medical sciences, 1. painos, Banbury: Scion Publishing Limited. (sivut 33-34)
- Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. (2012). Molecular Biology of the Cell – Fifth Edition, New York: Garland Science
- Alberts A, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P, (2008) Molecular Biology of the Cell, 5th edition, New York: Garland Science
- Alberts, B (2008). Solun molekyylibiologia. 5th ed. New York: Garland Science. 622 – 624.
Vastaa