Vesikkelit ovat solujen osia, joilla on useita eri tehtäviä. Vesikkelien tehtävänä ovat organellit, ja niiden muodostamat pienet suljetut pussit voivat kuljettaa ja varastoida solun sisällä olevia aineita solusta toiseen. Niissä on lipidikaksoiskerros, joka erottaa vesikkelin sisällön muusta solusta, sytoplasmasta ja sen sisällöstä.
Vesikkelit voivat pitää sisällään monia erilaisia yhdisteitä joko nestemäisessä tai kaasumaisessa muodossa. Vesikkelien tehtäviin kuuluu muun muassa hormonien erittäminen, kuluneiden solun osien hajottaminen ja kelluvuuden säätely.
Vesikkeleitä esiintyy erilaisissa soluissa, kuten arkeoissa, bakteereissa sekä kasvi- ja eläinsoluissa. Näissä eri soluissa esiintyvillä vesikkeleillä on erilaisia tehtäviä, ja yhdessä solussa voi olla erityyppisiä vesikkeleitä, joilla on erilaisia tehtäviä.
Joitakin erilaisia vesikkelien muotoja, joita eläin- ja kasvisoluissa voi olla, ovat muun muassa vakuolit, kuljetusvesikkelit, lysosomit ja eritysvesikkelit.
Vakuolit
Kasvien lähes jokaisessa solussa on vakuoleja, ja vakuoleja on myös sienissä ja protisteissa. Vakuolit voivat sisältää proteiineja, entsyymejä, aminohappoja, ioneja ja sokereita. Tyhjiöt ovat tärkeitä myös jätetuotteiden käsittelyssä. Jätetuotteet suljetaan vakuoliin ja pilkotaan, hajotetaan osiinsa, jotta ne voidaan kierrättää. Tyhjiön ulkokerroksen muodostavaa kalvoa kutsutaan tonoplastiksi, ja se auttaa kasvia ylläpitämään turgoripaineen. Turgorpaine on kasveille kriittinen, sillä ilman sitä kasvi ei pysty säilyttämään asentoaan.
Tonoplast auttaa myös sytoplasman ionipitoisuuksien säätelyssä, joten se auttaa muuttamaan solun pH:ta. Vakuoli tarvitsee matalan pH:n aktivoidakseen entsyymit, jotka hajottavat jätetuotteita. Ennen kuin jätetuotteet ovat hajonneet, ne voivat vahingoittaa muuta solua, joten vakuoli suojaa muita solun osia vaurioilta. Solussa olevien vakuolien määrä sekä vakuolien koko vaihtelevat solun tarpeiden mukaan. Eläinten vacuoleja on usein enemmän, sillä niillä on rooleja endosytoosissa ja eksosytoosissa, solun suuremmissa liikkeissä.
Kontraktiiliset vacuolit ovat vacuolien alatyyppejä, jotka auttavat säätelemään veden ja ionien määrää solun sisällä. Tämä pätee erityisesti soluihin, joista puuttuu soluseinämä.
Kuljetusvesikkelit
Vesikkelit ovat olennainen osa aineiden kuljetusta. Vesikkelit kuljettavat usein asioita solun yhdestä osasta toiseen, ja tätä kutsutaan solunsisäiseksi kuljetukseksi. Esimerkkinä voidaan mainita, että kun proteiinit syntyvät endoplasmisessa retikulumissa, vesikkelit poimivat ne mukaansa ja siirtyvät Golgin kappaleeseen eli Golgin laitteeseen. Kun kuljetusvesikkelit ovat päässeet Golgi-verkoston sisäpuolelle, vesikkelien kuljettamat proteiinit muokataan ja lähetetään solun niille alueille, joissa niitä tarvitaan. Niiden määränpää määräytyy aminohappojen sekvenssien perusteella.
Jotkut entsyymit viedään lysosomiin, kun taas muut vesikkelit päätyvät sulautumaan plasmakalvoon ja kuljettamaan proteiineja kalvoon. Kuljetusvesikkelit osallistuvat myös hydrofobisten lipidiosien kuljetukseen sytoplasman läpi.
Sekretoriset vesikkelit
Sekretoriset vesikkelit syntyvät Golgin laitteessa. Nämä sekretoriset vesikkelit kuljettavat erittäviä yhdisteitä, kuten hiilihydraatteja ja proteiineja, joista solunulkoinen matriisi koostuu. Tämä koskee myös hormoneja, entsyymejä, kofaktoreita ja peptidejä, joilla on vaikutuksia solun ulkopuolisessa ympäristössä. Esimerkiksi fibroblastisolut vapauttavat kollageeneja ja glykoproteiineja, joita solut käyttävät solunulkoisen matriisin rakentamiseen. Samaan aikaan rustosolut erittävät proteoglykaaneja ja glykosaminoglykaaneja, kun taas luusolut erittävät matriisiproteiineja ja mineraaleja.
Lysosomit
Lysosomit ovat pieniä organelleja, joita esiintyy eläinten solujen sisällä. Lysosomit sisältävät ruoansulatusentsyymejä, jotka voivat sulautua yhteen muiden rakenteiden ja kalvon kanssa. Vesikkelit toimivat ruoansulatusorganelleina. Yksisoluisissa eliöissä lysosomit kykenevät fuusioitumaan ravintovakuolien kanssa. Endosyyttiset vesikkelit, jotka pitävät sisällään immuunijärjestelmän eristämiä patogeenejä, kykenevät myös fuusioitumaan lysosomien kanssa.
Lysosomeissa on monenlaisia entsyymejä, jotka pystyvät hajottamaan monia erilaisia makromolekyylejä. Ne toimivat, kun lysosomin pH on alhaisempi kuin sytoplasman, ja ne voivat hydrolysoida lipidejä, hiilihydraatteja, proteiineja ja nukleiinihappoja. Lysosomilla on myös mekanismi, joka suojautuu omilta hajottavilta entsyymeiltään. Lysosomin proteiinit ovat glykosyloituja – niissä on useita sokerimolekyylejä, jotka torjuvat voimakkaiden ruoansulatusentsyymien vaikutuksia. Jos lysosomi vahingossa rikkoutuu, sytoplasman neutraali pH vaikuttaa entsyymien vastapainoksi ja estää muiden organellien vaurioitumisen.
Lysosomit osallistuvat myös solujen puolustusmekanismiin, jota kutsutaan fagosytoosiksi. Fagosytoosissa patogeeni huomataan ja eristetään (nielaistaan) fagosomiksi kutsutulla laitteella. Tämän jälkeen fagosomi sulautuu lysosomien kanssa ja lysosomin entsyymit tuhoavat mahdollisesti haitallisen mikrobin. Makrofageiksi kutsutut fagosyytit ovat osa kehon immuunijärjestelmää, ja ne voivat vangita ja sulattaa erilaisia haitallisia yhdisteitä, kuten taudinaiheuttajia, syöpäsoluja ja kuolleiden solujen jäänteitä. Fagosyytit ovat eräänlaisia valkosoluja.
Extrasellulaariset vesikkelit
Extrasellulaariset vesikkelit ovat vesikkeleitä, jotka löytyvät eukaryoottien tavallisten solujärjestelmien ulkopuolelta, kellumasta solunulkoisessa nesteessä. Ekstrasellulaarisia vesikkeleitä löytyy nesteen sisältä, koska niitä käytetään solujen väliseen viestinvälitykseen. Niissä on myös suuria biopolymeerejä ja joskus geneettistä materiaalia. Niitä käytetään myös joissakin solujen kehitykseen liittyvissä asioissa, solujen kasvun ja solukuoleman ja hajoamisen (apoptoosin) säätelyssä.
Yhteenvetona
Lysosomit hajottavat solujen sisällä olevia aineita ja auttavat poistamaan haitallisia aineita tai taudinaiheuttajia. Vacuolit ovat vastuussa turgoripaineen ylläpitämisestä kasvisoluissa ja haitallisten aineiden eristämisestä muusta solusta. Kuljetusvesikkelit ovat niitä, jotka siirtävät tarvittavia aineita ja yhdisteitä solun yhdestä osasta toiseen solun osaan. Erittyvät vesikkelit ovat vesikkeleitä, jotka pitävät sisällään solusta erittyvää materiaalia, olipa se sitten hormoneja tai entsyymejä käytettäväksi muualla elimistössä tai jätteitä.