Solun tukiranka

Solun tukiranka eli sytoskeletoni muodostuu pääosin kolmenlaisista rakenteista, aktiini- eli mikrofilamenteista eli piensäikeistä, mikrotubuluksista eli mikroputkista ja välikokoisista säikeistä. Tukiranka vahvistaa solun rakennetta hauraan solukalvon alla ja muualla solussa. Säikeet mahdollistavat muun muassa solun liikkumisen ja muodonmuutokset sekä organisoivat solun sisäosia järjestäen soluelimiä eri puolille solulimaa. Lisäksi solun tukirangan tehtäviin kuuluu solunsisäinen ja solujen välinen viestinvälitys sekä tumasukkulan muodostaminen. Solu säätelee tukirankaansa lukuisten erilaisten säätelyproteiinien välityksellä.

Monien erikoistuneiden solujen toiminnot perustuvat solun tukirankaan. Tukiranka mahdollistaa esimerkiksi valkosolujen samoin kuin amebojenkin ryömimisen. Lihassolujen supistuminen ja siittiön uiminen perustuvat tukirankaan. Tukiranka ohjaa myös kasvisolun kasvua.

Aitotumaisen solun tukiranka

Eri tukirangan rakenteiden luokittelu perustuu tukirangan muodostavien säikeiden rakenteeseen. Erityyppiset säikeet koostuvat erilaisista proteiineista ja palvelevat erilaisissa tehtävissä. Säikeet ovat usein dynaamisia. Esimerkiksi aktiinifilamentit voivat helposti hajota yksittäisiksi proteiineiksi ja kokoontua säikeiksi taas uudelleen. Dynaamisuus mahdollistaa solun nopean muodonmuutoksen ja reagoinnin.

Aktiinifilamentit/Mikrofilamentit

Pääartikkeli: mikrofilamentti

Aktiinifilamentit koostuvat aktiiniproteiinista. Aktiiniproteiinit muodostavat joustavia pitkiä kaksoiskierteisiä säikeitä. Näitä säikeitä esiintyy kimppuina tai verkostoina kaikkialta solussa. Erityisesti aktiinifilamenttejä on solukalvon sisäpinnalla. Aktiinifilamentit mahdollistavat solun ryömimisen valejaloilla ja lihasten supistumisen.

Mikrotubulukset

Pääartikkeli: mikrotubulus

Mikrotubulukset koostuvat α- ja β-tubuliinidimereistä. Värekarvat ja bakteerimoottori ovat muodostuneet mikrotubuluksista. Mikrotubulukset osallistuvat kalvorakkuloiden ja soluelinten kuljetukseen solussa ja tumasukkulan muodostamiseen. Mikrotubulukset ovat hyvin dynaamisia eli niiden rakenne on alituisesti kasvamassa tai kutistumassa.

Välikokoiset säikeet

Pääartikkeli: välikokoinen säie

Välikokoisia säikeitä muodostavien proteiinien kirjo on huomattavasti laajempi: ne voivat muodostua esimerkiksi keratiinista, vimentiinistä tai lamiineista. Säietyypit voidaan osin erottaa toisistaan myös koon perusteella. Välikokoisista säikeistä muodostuu muun muassa tumakalvon sisäpuolen verkosto eli tumalevy, hiukset ja kynnet. Välikokoiset säikeet vastaavat myös hermosolun aksonin pitenemisestä. Välikokoiset säikeet muodostavat vahvoja levyjä, jotka kestävät hyvin taipumista.

Lääkkeet ja myrkyt

Monien myrkkyjen vaikutukset perustuvat solun tukirangan häirintään. Tällaisia myrkkyjä tuottavat monet kasvit, sienet ja sienieläimet. Esimerkiksi latrunkuliini on Latrunculia magnifica sienieläimen myrkkyä, joka sitoutuu aktiiniin ja estää aktiinisäikeiden kasvun. Kavalakärpässienen falloidiini taas vakauttaa aktiinisäikeitä, jolloin ne menettävät kykynsä hajaantua yksittäisiksi aktiiniproteiineiksi. Yksi ensiapukeino falloidiinimyrkytykseen on syödä suuri määrä raakaa lihaa. Liha sisältää runsaasti aktiinia, johon myrkky sitoutuu.

Monilla tubuliiniin sitoutuvilla myrkyillä on myös lääketieteellistä arvoa. Eräästä krookuksesta saatava myrkky, kolkisiini, sitoutuu solun vapaaseen tubuliiniin. Sidottu tubuliini ei pysty esimerkiksi muodostamaan tumasukkulaa, jolloin solunjakautuminen pysähtyy. Kolkisiinia käytetäänkin solunjakautumisen tutkimisessa. Kolkisiinia voidaan käyttää kemoterapiassa, sillä jatkuvasti jakautuvat syöpäsolut ovat herkempiä kolkisiinille kuin useimmat muut solut.

Yleisesti laboratorioissa käytetty kemikaali akryyliamidi vahingoittaa välimittaisia säikeitä, minkä vuoksi reagenssia käsiteltäessä on käytettävä suojakäsineitä.

Lähteet

Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P.: Molecular Biology of the Cell, 4^th edition. Garland Science, 2002. ISBN 0-8153-4072-9