Oppimistavoitteet
- Kuvaus solukalvon rakenteesta ja toiminnasta, mukaan lukien solun sisään ja ulos menevien materiaalien sääteleminen
- Kuvaus sytoplasman eri organellien tehtävistä
- Kuvaus tuman rakenteesta ja sisällöstä, sekä DNA:n replikaatioprosessi
- Erittele, miten solu rakentaa proteiineja DNA-koodin avulla
- Luettele solusyklin vaiheet järjestyksessä, mukaan lukien solunjakautumisen vaiheet molemmissa somaattisissa soluissa
- Keskustele, miten solu erilaistuu ja erikoistuu
- Luettele eräiden ihmiskehossa esiintyvien edustavien solutyyppien morfologiset ja fysiologiset ominaisuudet
Kuva 1. Fluoresenssivärjätty solu mitoosissa. Myyrän keuhkosolu, jota tutkitaan yleisesti sen samankaltaisuuden vuoksi ihmisen keuhkosolujen kanssa, on värjätty fluoresoivilla väriaineilla. Vihreä värjäys paljastaa mitoottiset spindelit, punainen on solukalvo ja osa sytoplasmasta, ja vaaleansinisenä näkyvät rakenteet ovat kromosomeja. Tämä solu on mitoosin anafaasissa. (luotto: ”Mortadelo2005″/Wikimedia Commons)
Olet kehittynyt yhdestä hedelmöittyneestä munasolusta monimutkaiseksi, triljoonia soluja sisältäväksi organismiksi, jonka näet katsoessasi peiliin. Tämän kehitysprosessin aikana varhaiset, erilaistumattomat solut erilaistuvat ja erikoistuvat rakenteeltaan ja toiminnaltaan. Nämä eri solutyypit muodostavat erikoistuneita kudoksia, jotka toimivat yhdessä suorittaakseen kaikki elävälle organismille välttämättömät toiminnot. Solu- ja kehitysbiologit tutkivat, miten yksittäisen solun jatkuva jakautuminen johtaa tällaiseen monimutkaisuuteen ja erilaistumiseen.
Harkitse eroa ihon rakennesolun ja hermosolun välillä. Ihon rakenteellinen solu voi olla litteän levyn muotoinen (squamous) ja elää vain lyhyen aikaa ennen kuin se irtoaa ja vaihtuu. Tiiviisti riveiksi ja levyiksi pakkautuneina levyepiteelisolut muodostavat suojaavan esteen niiden alla oleville soluille ja kudoksille. Hermosolu sen sijaan voi olla muodoltaan kuin tähti, lähettää pitkiä, jopa metrin pituisia hermosoluja ja voi elää koko eliön eliniän. Pitkien kiemurtelevien ulokkeidensa avulla hermosolut voivat kommunikoida keskenään ja muuntyyppisten kehon solujen kanssa ja lähettää nopeita signaaleja, jotka kertovat organismille sen ympäristöstä ja antavat sille mahdollisuuden olla vuorovaikutuksessa tämän ympäristön kanssa.
Nämä erot havainnollistavat erästä hyvin tärkeää teemaa, joka on johdonmukainen kaikilla biologian organisatorisilla tasoilla: rakenteen muoto soveltuu optimaalisesti suorittamaan tietyt kyseiselle rakenteelle osoitetut tehtävät. Pidä tämä teema mielessäsi, kun kiertelet solun sisällä ja tutustut elimistön eri solutyyppeihin. Jokaisen solun ensisijainen tehtävä on edistää homeostaasia.
Homeostaasi on biologiassa käytetty termi, joka viittaa dynaamiseen tasapainotilaan elämän kanssa yhteensopivien parametrien sisällä. Esimerkiksi elävät solut tarvitsevat selviytyäkseen vesipohjaisen ympäristön, ja on olemassa erilaisia fyysisiä (anatomisia) ja fysiologisia mekanismeja, jotka pitävät kaikki ihmiskehon triljoonat elävät solut kosteina. Tämä on yksi osa homeostaasiaa. Kun tietty parametri, kuten verenpaine tai veren happipitoisuus, siirtyy riittävän kauas pois homeostaasista (yleensä muuttuu liian korkeaksi tai liian matalaksi), seurauksena on väistämättä sairaus tai tauti – ja joskus kuolema.
Solun käsite sai alkunsa tiedemies Robert Hooken vuonna 1665 tekemistä mikroskooppisista havainnoista, joita hän teki kuolleesta korkkikudoksesta. Ymmärtämättä niiden funktiota tai merkitystä Hooke keksi termin ”solu” perustuen siihen, että korkissa olevat pienet osa-alueet muistuttivat munkkien asuttamia huoneita, joita kutsuttiin soluiksi. Noin kymmenen vuotta myöhemmin Antonie van Leeuwenhoek oli ensimmäinen henkilö, joka havaitsi eläviä ja liikkuvia soluja mikroskoopilla. Seuraavalla vuosisadalla kehittyi teoria, jonka mukaan solut edustivat elämän perusyksikköä. Näissä pienissä nestetäytteisissä pusseissa on osia, jotka ovat vastuussa tuhansista biokemiallisista reaktioista, joita organismi tarvitsee kasvaakseen ja selviytyäkseen. Tässä luvussa tutustut prototyyppisen, yleistetyn solun tärkeimpiin komponentteihin ja toimintoihin ja tutustut joihinkin ihmiskehon erilaisiin solutyyppeihin.