Entsyymit, pienet työläisemme (14.11.2012)

Kolmas asiantuntijaluento on nyt takana, joten kurssimme voidaan sanoa lähteneen käyntiin.  Tämän kertainen blogimme keskittyy luennon lisäksi solubiologiasta oppimiseen.

Dosentti Haltia jatkoi sujuvasti ja havainnollistavasti siitä mihin viime luennolla proteiineissa jäätiin.  Aina on kiva opiskella rakennuspalasista, mutta (tulevana) insinöörinä kuitenkin mielenkiintoisempaa on mitä kaikkea kivaa palasista pystyy rakentamaan.  Proteiinien toimiessa rakennuspalasina eliöt pystyvät rakentamaan entsyymejä, mitkä hyvällä syyllä voidaan listata maailman luotettavimpien työläisten joukkoon.  Niin kuin ammatteja ja työläisiä maailmassa, myös entsyymejä on hyvin laaja joukko.  Pelkästään proteiinien rakenteen neljä eri ulottuvuutta takaa rajattoman määrän entsyymejä.  Luento antoikin vain pintaraapaisun usean esimerkin kautta, mitä kaikkea entsyymien maailma on.

Entsyymien toiminta kiteytyy kahteen ilmiöön: valikoivuuteen ja energian madaltamiseen.  Luennolla dosentti Haltia käytti apunaan useaa eri menetelmää, mikä auttoi oppimisessa.  Aktivaatioenergian havainnollistettiin pallo kuvana, muiden diagrammien lisäksi.  Kun tärkeää asiaa käsiteltiin monella eri tapaa, auttoi se henkilökohtaista oppimista, eikä tullut “fuksi laajan luennolla” oloa.  Tykkään käyttää myös animaatioita oppimisessa ja vaikka suomenkielinen Solunetti on laadukkaasti toteutettu, löytyy vähintään yhtä hyvää materiaalia rapakon takaa.  Suurin osa luentomateriaalista on suomenkielellä, mutta nykypäivänä merkittävä osa (jollei kaikki) julkaisuista on kirjoitettu englanniksi.  Onkin hyvä tutustua myös englanninkieliseen materiaaliin.  Alla yksi hyvä esimerkki:

Entsyymi-animaatio

Valikoivuus onkin hyvin kiehtova asia entsyymeissä, vaikka ne ovatkin ahkeria työntekijöitä, eivät ne hyväksy kaikkia substraatteja työkavereikseen.  Kun tietyt entsyymit katalysoivat reaktoita, pystyy reaktiotuotteet olemaan toisten enstyymien substraatteja.  Syntyy pitkiä reaktiopolkuja ja useasta polusta suuria verkostoja.  Luennolla muistuikin hyvin mieleen Lääketieteellisen tekniikan ja laskennallisen tieteen laitoksen professori Jari Saramäen pääaine-luento verkostojen monimutkaisuudesta ja noususta uutena tutkimusalana.  Hyvä vertauskuva monimutkaisuudesta onkin metrokartat ja reaktioverkostot.  Vaikka ihminen pystyy luomaan monimutkaisia verkostoja on luonto luonut paljon monimutkaisemmat verkostot paljon aikaisemmin.  On hienoa että tiedämme jo nyt paljon, mutta välillä luennolla tulee olo siitä kaikesta mitä emme tiedä.

Tokion metrokartta vs. Entsyymien reaktioverkosto

Takaisin kuitenkin itse asiaan.  Luento antoi myös muistutuksen mitä käy jos entsyymit ei toimikaan ideaalisella tavalla.  Dosentti Haltia johdatti täysin uuteen aiheiseen, mikä oli unohtunut entsyymien toiminnan opiskelun ohessa.  Ihmisen genetiikka koodaa kaikki rakennuspalasemme.  Joskus kuitenkin sattuu virheitä, mitkä johtavat erilaisten mutaatioiden syntymiseen.  Hyvin moni sairaus tai tauti kohdistuu juuri entsyymin toimintaan.  Insinöörinä ei tarvitse tietää yksityiskohtia, mutta mekanismit kyllä kiinnostaa.  On kiva mieltää poikkeavuuksien joko estävän, hidastavan, muuntavan tai yliaktivoivan entsyymin toimintaa.  Osaan mekanismeihin ihminen pystyy vaikuttamaan, luennolla käytyjen esimerkkien lisäksi on olemassa monia nykypäivän uhkia.  Yksi uhka tulee raskasmetalleista, mitä nyky-yhteiskunnassa on hyvinkin paljon jo pelkästään kaloissa.  Raskas metalli pystyy kilpailemaan normaalien substraattien kanssa enstyymin aktiivisesta kohdasta.  Metalli kuitenkin pystyy muuttamaan entsyymin aktiivista kohtaa lamauttaen sen toiminnan, onkin siis hyvä tiedostaa, että ei entsyymitkään työläisenä kaikkia työoloja kestä.

Nyt kun kurssin alussa käytävät asiat perustuvat pääosin lukiossa opittuun, on hyvä opetella erilaisia oppimismenetelmiä, jotta asioiden mennessä syvällisemmäksi ei sormi mene suuhun.  Oli se sitten lukeminen, kuvien piirtely, kuvien/diagrammien katselu, animaatioiden katselu tai pelkästään ryhmässä puhuminen, oppii kaikilla eri menetelmillä jotain uutta.  Eikä se kertauskaan koskaan ole pahitteeksi.