Johdanto

Kaikki olemassa olevat solut ovat syntyneet toisista soluista jakautumalla. Jakautumisen jälkeen solut voivat kasvaa ja erilaistua. Osa niistä myös jakautuu uudelleen. Uusiutumiskykyisiä soluja kutsutaan kantasoluiksi. Niistä voi syntyä useita erilaisia solutyyppejä. Solut ovat yleensä erilaistuneet tiettyyn tehtävään. Esimerkiksi hermosolu on erikoistunut kuljettamaan sähköisiä signaaleja ja lihassolu supistumaan ja tuottamaan eliön liikkeen. Erilaistunut solu ei useimmiten enää kykene muuttumaan kantasoluksi.

Monisoluisilla eliöillä solujen jakautuminen mahdollistaa eliön kasvun ja solukkojen tai kudosten uusiutumisen. Murtunut luu tai ihon haava korjautuvat luu- ja ihosolujen jakautuessa. Lisäksi yksilönkehitys perustuu hedelmöittyneen munasolun peräkkäisiin jakautumisiin.

11.1 Solusykli

Solusykli on sarja vaiheita, jotka kuvaavat solun elämänkiertoa. Elämänkierrossaan solun täytyy kasvaa ja jakautua. Solusykli jaetaankin välivaiheeseen, jonka aikana solu kasvaa, sekä mitoosiin, jonka tuloksena solu jakautuu kahdeksi soluksi. Toisinaan erilaistuneet solut eivät enää kasvunsa jälkeen jakaudu. Solusykliä säädellään monella tavalla. Näin solu ei esimerkiksi pääse jakautumaan ennen kuin sen dna on kahdentunut.

Juuri jakautunut solu siirtyy välivaiheeseen. Välivaiheen aikana solu kasvaa ja soluelimet kuten mitokondriot voivat jakautua. Jakautuvan solun eli emosolun täytyy ensiksi monistaa dna:nsa, sillä molemmille soluille täytyy solun perimästä olla oma kopio. Kun dna kahdentuu, sen kaksoiskierre avataan. Paikalle saapuu entsyymejä, joita kutsutaan dna-polymeraaseiksi. Nämä polymeraasit rakentavat vapaista nukleotideista yksijuosteisen dna-ketjun rinnalle toisen dna-juosteen. Mallina dna-polymeraasit käyttävät emosolun dna-juostetta. Lopputuloksena dna:sta syntyy soluun kaksi kopiota eli kukin kromosomi kahdentuu. Kahdentuneet kromosomit jäävät kiinni toisistaan sentromeerin kohdalta. Kromosomin eri puolia kutsutaan sisarkromatideiksi.

Mitoosivaiheessa (M-vaihe) tapahtuu varsinainen solunjakautuminen. Mitoosin aikana tumakotelo häviää, sisarkromatidit irtoavat toisistaan ja kulkeutuvat solun eri puolille. Kromosomien ympärille muodostuu uudelleen tumakotelo. Lopuksi solu jakautuu, kun sen keskelle muodostuu uusi solukalvo. Lopputuloksena on kaksi emosolun kaltaista solua, joissa molemmissa on identtinen, emosolun kaltainen perimä.

11.2 Mitoosi

Mitoosi on monivaiheinen tapahtumasarja, joka johtaa kahden perimältään identtisen tytärsolun syntymiseen. Ensimmäisenä mitoosissa tapahtuu tumanjako ja tämän jälkeen soluliman jakautuminen. Mitoosi voidaan jaotella karkeasti viiteen vaiheeseen: esi-, esikeski-, keski-, jälki- ja loppuvaiheeseen.

Ennen mitoosin esivaihetta eli profaasia solulimassa oleva keskusjyvänen kahdentuu. Lisäksi solun dna:n kahdentuu. Esivaiheen alussa kromosomien kromatiini pakkautuu tiheämmäksi ja se voidaan nähdä mikroskoopilla. Sisarkromatidit ovat kuitenkin yhä kiinni toisissaan sentromeerin kohdalta.

Keskusjyväset vaeltavat solun molemmille puolille ja niistä alkaa syntyä sukkularihmasto. Sukkularihmasto koostuu keskusjyväsistä kasvavista säikeistä (mikrotubulukset), jotka kykenevät liikkumaan keskusjyväsestä poispäin tai sitä kohti. Säikeitä kasvaa keskusjyväsistä joka suuntaan ja näin muodostuu sukkulan muotoinen rakenne.

Esikeskivaiheessa eli prometafaasissa tumakotelo häviää kromosomien ympäriltä. Sukkularihmaston mikrotubulukset kasvavat tuman alueelle ja kiinnittyvät kromosomeihin sentromeerin kohdalta. Kromosomien rakenne pakkautuu yhä tiiviimmäksi.

Keskivaiheessa eli metafaasissa sukkularihmaston mikrotubulukset työntävät kromosomit solun keskelle. Kuhunkin kromosomiin kiinnittyy solun molemmilta saapuva mikrotubulussäie. Tämä sukkularihmasto pakottaa kromosomit liikkumaan solun keskelle yhteen tasoon. Keskivaihe on mitoosin pisin vaihe ja se kestää usein noin 20 minuuttia.

Jälkivaihe eli anafaasi on mitoosin lyhyin vaihe ja se kestää vain muutaman minuutin. Sen aikana sukkularihmaston mikrotubulukset supistuvat ja vetävät kromosomien puolikkaat solun eri puolille. Sisarkromatidit erkanevat ja syntyy kaksi tytärkromosomia. Tytärkromosomit kulkeutuvat solun vastakkaisille puolille kohti keskusjyvästä.

Loppuvaiheen eli telofaasin aikana soluun muodostuu kaksi tumakoteloa kromosomien ympärille. Kromosomien rakenne muuttuu löyhemmäksi ja ne eivät enää näy mikroskoopissa.

Mitoosin päättää soluliman jakautuminen eli sytokineesi. Solujen väliin muodostuu uusi solukalvo. Eläinsolut usein kuroutuvat erilleen ja kasvisoluilla solujen välinen solukalvo muodostuu useiden pienten kalvorakkuloiden yhdistyessä. Kasveilla solujen väliin tuotetaan myös uusi soluseinä.

Testaa itsesi!

Luvun 11 tiivistelmä

Uusiutumis- ja erilaistumiskykyisiä soluja kutsutaan kantasoluiksi. Ne voivat erilaistua tiettyyn tehtävään.
Solun elämänkiertoa kutsutaan solusykliksi. Se voidaan jakaa välivaiheeseen, jonka aikana solu kasvaa ja monistaa dna:nsa, sekä mitoosiin, jolloin solu jakautuu.
Mitoosissa tapahtuu ensiksi tumanjakautuminen ja tämän jälkeen solunjakautuminen. Mitoosi jaetaan viiteen vaiheeseen:

– Esivaiheessa keskusjyväset vaeltavat solun eri puolille.

– Esikeskivaiheessa tumakotelo häviää ja sukkularihmaston säikeet tarttuvat kromosomeihin.
– Keskivaiheessa sukkularihmasto työntää kromosomit solun keskelle.
– Jälkivaiheessa sukkularihmaston säikeet vetävät tytärkromosomit solun eri puolille.
– Loppuvaiheessa tumakotelot muodostuvat uudelleen.