Solu

Wikipedia

Tämä artikkeli käsittelee solua biologiassa. Sanan muut merkitykset, katso Solu (täsmennyssivu).

Kasvisolun rakenne

Eläinsolun rakenne

Solut voidaan jakaa prokaryootteihin eli esitumallisiin ja eukaryootteihin eli aitotumallisiin. Esitumallisiin kuuluvat lähinnä bakteerit ja aitotumallisiin eläin-, sieni- ja kasvisolut. Eläinten solut voidaan jakaa somaattisiin soluihin ja sukusoluihin eli ituradan soluihin. Solun löysi ensimmäisenä Robert Hooke vuonna 1665.

Yksi solu voi muodostaa kokonaisen eliön tai ne voivat muodostaa monisoluisia eliöitä tai näiden elimiä. Solut voivat lisääntyä eli jakautua joko mitoottisesti tai meioosissa.

Soluja on erikokoisia ja yleensä niiden läpimitta vaihtelee 0,01-01 millimetrin välillä. Ihmisen suurimpia soluja ovat munasolut, hermosolut ja lihassolut ja pienimpiä siittiösolut ja punasolut. Ihosolun koko on noin 11-12 µm. Ihmisen solut elävät yleensä kuukausia tai vuosia, mutta suolen sisäpinnan solut ja jotkut valkosolut elävät vain vuorokausia. Hermo- ja lihassolut sen sijaan ovat hyvinkin pitkäikäisiä ja aivosolut saattavat elää yli sata vuotta.

Sisällysluettelo

1 Solun kemiaa
2 Solun rakenne
3 Solun toiminta
- 3.1 Energiantuotanto
- 3.2 Endo- ja eksosytoosi
4 Kirjallisuutta
5 Aiheesta muualla

[muokkaa] Solun kemiaa

Elävästä kudoksesta yli 96% koostuu neljästä alkuaineesta, jotka ovat vety, hiili, typpi ja happi. Muita alkuaineita kuten natriumia, magnesiumia, fosforia, rikkiä, klooria, kaliumia ja kalsiumia esiintyy pieniä, noin 0,1%-1,5% pitoisuuksia.

Yleensä soluista on 60-90 prosenttia vettä. Solujen tärkeimpiä orgaanisia yhdisteitä ovat hiilihydraatit, lipidit, proteiinit sekä nukleiinihapot (DNA ja RNA).

[muokkaa] Solun rakenne

Solun erottaa ympäristöstään solukalvo ja kasveilla sekä prokaryooteilla soluseinä. Solukalvon sisäpuolelle jää solulima (sytosoli). Suurin osa solun aineenvaihdunnasta tapahtuu solulimassa, jossa aitotumallisilla on myös useita soluelimiä (soluorganelli) ja tuma. Soluelinten kalvot rajaavat solun sisällön useaan eri alaosastoon, jolloin eri osastoissa tapahtuvat kemialliset reaktiot pysyvät erillään toisistaan, ja toisaalta kasvattavat kalvopinta-alaa. Monet solun toiminnalle keskeiset tapahtumasarjat tarvitsevat tapahtuakseen kahden eri tilan välisen kalvopinnan.

Esitumallisissa soluissa ei ole lipidikalvon erottamia soluelimiä eikä tumaa.

Kasvi- ja eläinsolut ovat rakenteeltaan muuten samankaltaisia, mutta kasvisoluilla on soluseinä sekä viherhiukkasia eli kloroplasteja jotka puuttuvat eläinsoluilta.

Solun perintötekijät sijaitsevat aitotumallisissa soluisa tumassa, joka on eristetty solulimasta tumakalvolla. Esitumallisten solujen perintöaines on pakkautunut osaan solulimasta. Tätä osaa kutsutaan nimellä nukleolus.

[muokkaa] Solukalvo/solukelmu

Solua rajaa solukalvo: rasvahappokaksoiskalvo, jossa rasvahappojen hydrofiiliset (vesihakuiset) osat ovat kalvon pinnoilla ja hydrofobiset (vesipakoiset) osat kalvon keskellä (ks. hydrofobinen vuorovaikutus). Solukalvo ympäröi solulimaa, joka käsittää kaiken solukalvon ja tuman väliin jäävän perusaineen sekä soluelimet eli organellit. Solukalvossa on runsaasti proteiineja, joista osa läpäisee solukalvon molemmilta puolilta, osa vain toiselta puolelta. Kalvoproteiineissa on myös kiinni hiilihydraattiosia. Esimerkkejä kalvoproteiineista ovat mm. ionikanavat, ionipumput ja reseptorit.

[muokkaa] Tuma

Tuma sijaitsee solulimassa ja sitä ympäröivä tumakalvo. Tumakalvo on solukalvon tavoin rasvahappokaksoiskalvo. Toisin kuin solukalvo, tumakalvo ei ole tiivis. Siinä on paljon tumahuokosia, joiden läpi mRNA ja muut molekyylit pääsevät solulimaan. Geenit sijaitsevat tuman kromosomeissa koodattuina DNA:han.

[muokkaa] Solulima

Solulimassa sijaitsee useita soluorganelleja (soluelimiä). Solulimassa on myös runsaasti proteiineja ja RNA:ta. Proteiinisynteesi tapahtuu solulimassa. Soluliman ionipitoisuus poikkeaa huomattavasti solua ympäröivästä. Solukalvon natriumkaliumpumput kuljettavat jatkuvasti natriumia pois solusta ja kaliumia sisään. Tähän kuljetukseen tarvitaan ATP:n energiaa. Na-K-pumpun toiminnan seurauksena solulima on negatiivisesti varautunut solunulkopuoliseen matriksiin (Extracellular matrix, ECM) verrattuna. Varaus on edellytys hermo- ja muiden solujen toiminnalle, ja sen häviäminen johtaa solun kuolemaan.

[muokkaa] Solun tukiranka

Solun tukirankana solulimassa on mikrotubuluksia, mikrofilamentteja ja välikokoisia säikeitä. Mikrotubulukset toimivat solun sisäisessä kuljetuksessa tuman ja solun reunaosien välillä: dyneiini ja kinesiini moottoriproteiinit liikkuvat mikrotubuluksia pitkin ja vievät mukanaan proteiineja tms. solun muihin osiin. Mikrofilamentteihin kuuluu mm. lihassolun aktiini. Lihassolun supistuessa limittäin järjestyneet myosiinimolekyylit tarttuvat aktiinimolekyyliin ja vetävät aktiineja hieman lähemmäs. Seurauksena on lihassolun lyheneminen. Vastaavaa aktiinin ja myosiinin interaktiota tapahtuu muissakin soluissa, mutta vähemmän dramaattisin seurauksin. Välikokoiset säikeet vaihtelevat solutyypin mukaan. Solun tukirangan komponentit toimivat yhdessä pitäen yllä solun muotoa. Lisäksi solun tukirangan osat toimivat solujen välisten liitosten rakenneosina.

[muokkaa] Kalvorakenteiset soluelimet

Solukalvo - Tumakotelo - Mitokondrio - Viherhiukkanen eli kloroplasti (vain kasvisoluissa) - Endoplasmakalvosto - Golgin laite - Eriterakkulat - Endosomit - Lysosomit - Peroksisomit - Kuljetusrakkulat

[muokkaa] Kalvottomat soluelimet

Mikrotubulukset - Mikrofilamentit - Välikokoiset filamentit - Sentriolit - Ribosomit - Glykogeeni - Rasvapisarat - Värekarvat

[muokkaa] Solun toiminta

[muokkaa] Energiantuotanto

Solu ottaa energian ECM:stä pääosin glukoosina ja rasvahappoina. Rasvahapot pilkotaan solulimassa, jolloin syntyy NADH:ta. Glukoosi pilkotaan mitokondrion sitruunahappokierrossa, jolloin syntyy hiilidioksidia, NADH:ta ja FADH2:ta. Mitokondrion hengitysketjussa NADH ja FADH2 luovuttavat protoninsa. Seurauksena mitokondrion sisemmän kalvon eri puolille syntyy protonikonsentraariogradientti. Protonipumppu antaa protonikonsentraation tasoittua tekemällä samalla ADP:sta ja fosfaatista ATP:ta. ATP on solun perusenergiavaluutta, jota entsyymit käyttävät reaktioihinsa. ATP:n huono puoli on, että sitä ei voida säilöä suuria määriä.

[muokkaa] Endo- ja eksosytoosi

Solu ottaa aineita ympäristöstään endosytoosilla, joka voidaan jakaa kahteen: fagosytoosiin ("solusyönti") ja pinosytoosiin ("solun juominen"). Molemmissa tapahtumissa solun ulkopuolella olevat molekyylit kiinnittyvät solukalvon reseptoreihin ja saavat aikaan solukalvon vetäytymisen kuopalle. Kuoppa syvenee, ja lopulta kuoppa irtoaa solun sisälle endosomina ja solukalvo umpeutuu kiinnittymällä vastakkaiseen reunaan. Endosomi yhdistyy solussa lysosomin kanssa. Lysosomi sisältää entsyymejä, jotka hajottavat endosomin sisällön solun käyttöön. Esimerkkinä fagosytoosista on, kun fagosytoivat solut (makrofagit, neutrofiilit) syövät bakteereja ja tappavat ne sisällään. Jotkin bakteerit esimerkiksi tuberkuloosi ja shigella voivat elää solun sisällä estämällä endosomin ja lysosomin fuusiota. Fagosytoosin jälkeen ns. myöhäinen endosomi yleensä liitetään uudestaan kalvolle eksosytoosilla, jolloin sen sisältämät kuona-aineet vapautuvat soluvälitilaan. Eksosytoosi on käänteinen endosytoosille.