1. Eliöt koostuvat soluista
1. Johdanto
Kaikki ympärillämme oleva elollinen aines koostuu soluista. Monisoluisilla eliöillä solut muodostavat solukkoja ja kudoksia. Solut voivat olla myös yksittäisiä, kuten suolistossasi elävät yksisoluiset bakteerit.1.1 Kaikki elollinen koostuu atomeista
Kaikki aine koostuu atomeista, kuten myös kaikki elollinen. Atomit voivat muodostaa kokonaisuuksia, joita kutsutaan molekyyleiksi. Elävissä eliöissä esiintyy suurikokoisia molekyylejä eli makromolekyylejä. Makromolekyyleissä voi olla jopa tuhansia atomeja. Makromolekyylejä ovat esimerkiksi proteiinit, dna ja tärkkelys.
Makromolekyylit voivat muodostaa kokonaisuuksia, joissa erilaiset molekyylit toimittavat erilaista tehtävää. Esimerkiksi solun rakenteissa eli soluelimissä on monenlaisia proteiineja ja muita makromolekyylejä.
Yhdessä valtava määrä molekyylejä muodostaa biologisen elämän perusyksikön, solun. Solut voivat myös liittyä yhteen ja muodostaa kudosta tai solukkoa.
Galleria 1.1 Makromolekyylit
1.2 Monimuotoinen solu
Solut ovat erilaisia. Niiden koot vaihtelevat yli millimetrin läpimitaltaan olevasta sammakon munasolusta yli tuhat kertaa pienempiin bakteereihin. Myös solujen muoto vaihtelee. Esimerkiksi ihmisen hermosolut voivat olla jopa yli metrin pituisia, kun taas kiekkomainen punasolu on läpimitaltaan vain muutamia mikrometrejä eli millimetrin tuhannesosia.
Solut ovat useimmiten niin pieniä, että niitä ei voi erottaa paljain silmin. Tyypillisen eläin- ja kasvisolun läpimitta on noin 10-100 mikrometriä. Bakteeri- ja arkkisolut ovat vielä hieman pienempiä, noin 1-10 mikrometriä. Pienellä koolla on etuja. Pieni solu pystyy vaihtamaan ainetta ympäristön kanssa nopeammin kuin iso. Lisäksi pienen solun sisällä aineiden kulkeutuminen on nopeampaa, jolloin myös solujen aineenvaihdunta on tehokkaampaa. Pienet solut voivat myös jakautua nopeammin. Pienet solut voivat muodostaa monimuotoisia kokonaisuuksia, kuten kudosta ja elimiä. Eliön on siis kannattavampaa koostua monesta pienestä solusta kuin muutamasta isosta.
Vaikka solujen perusrakenne on melko samanlainen, niiden ikä, koko ja muoto vaihtelevat tehtävistä riippuen. Ihmisruumiissa on miljardeja soluja ja satoja erilaisia solutyyppejä, kuten siittiö- ja munasolut, puna- ja valkosolut, luusolut ja hermosolut. Jokaisella solutyypillä on sen tehtävän kannalta tarkoituksenmukainen rakenne. Esimerkiksi siittiösolulla on liikkumista helpottava siima.
Soluilla on yhteisiä rakenteellisia ominaisuuksia. Solua rajaa ulkopuolisesta tilasta solukalvo, jonka sisäpuolella on solulima. Solulima sisältää runsaasti proteiineja, aminohappoja ja ravintoaineita, joita solu voi käyttää aineenvaihduntaan. Solukalvon ympärillä voi olla rakennetta tukeva soluseinä. Solulimassa voi olla useita tiettyyn tehtävään erikoistuneita solun rakenteita eli soluelimiä. Esimerkiksi tuman tehtävänä on säilöä eliön perinnöllistä informaatiota. Kaikilla soluilla on perimä, joka sijaitsee dna:sta ja proteiineista koostuvissa kromosomeissa. Aitotumaisilla kromosomit sijaitsevat tumassa ja esitumaisilla solulimassa.
Solujen yhteiset piirteet.
Solun elämänkierron pituus vaihtelee huomattavasti. Bakteerisolut voivat jakautua nopeimmillaan jopa muutamien kymmenien minuuttien välein. Toisaalta esimerkiksi ihmisen hermosolu voi kestää koko ihmisen eliniän. Monisoluisilla eliöillä tarpeettomat ja huonokuntoiset solut tuhoutuvat. Silti yksilö voi jatkaa elämää. Yksisoluinen eliö voi lisääntyä vain jakautumalla, joten solun kuoltua se ei voi tuottaa enää jälkeläisiä.
Kuva: Solujen elinikä vaihtelee. Kesävihannat kasvit pudottavat lehtensä syksyllä. Tällöin lehtien solukko kuolee.
Galleria 1.2 Solujen muoto ja koko
1.3 Solut muodostavat kokonaisuuksia
Monisoluiset eliöt ovat peräisin yhdestä solusta, josta jakautumalla kaikki muut solut ovat syntyneet. Esimerkiksi ihmisyksilö on saanut alkunsa hedelmöittyneestä munasolusta. Ihmisalkion kehittyessä solut erilaistuvat ja muodostavat pienempiä ja suurempia kokonaisuuksia. Eläimillä tällaista erilaistuneiden solujen ryhmää kutsutaan kudokseksi ja kasvilla solukoksi.
Eläinsolun kudokset voidaan luokitella karkeasti neljään luokkaan: epiteeli- eli pintakudokseen, side- ja tukikudokseen, lihaskudokseen ja hermokudokseen. Epiteelikudos toimii rajapintana elimistön ja ulkomaailman välillä. Sen tehtävänä on suojata elimistöä ja säädellä aineiden kulkua. Side- ja tukikudoksen tehtävänä on suojata ja tukea elimistöä, liittää rakenteita yhteen ja säilöä ravintoa kuten rasvaa. Lihaskudos tuottaa eliön liikkeet ja hermokudos välittää tietoa ympäristöstä sekä säätelee eliön toimintaa.
Kasvisolun solukot voidaan luokitella kasvusolukkoon ja pysyvään solukkoon. Pysyvä solukko jaetaan perussolukkoon, rajoitussolukkoon, johtosolukkoon, tukisolukkoon ja eritesolukkoon. Perus- eli tylppysolukko on melko erilaistumatonta solukkoa. Esimerkiksi yhteyttävät ja varastoivat solut ovat perussolukkoa. Pinta- eli rajoitussolukko suojaa kasvia ympäristöltä ja säätelee aineiden kulkua. Johtosolukko kuljettaa aineita ja tukisolukko vahvistaa ja tukee kasvin rakennetta. Eritesolukko säilöö erilaisia aineenvaihdunnan tuotteita kuten mettä.
Eläinten kudokset muodostavat yhdessä elimiä ja elimistä koostuu elimistö. Esimerkiksi ohutsuolen pintasolukko muodostaa yhdessä side- ja tukikudoksen kanssa ohutsuolen, joka kuuluu esimerkiksi paksusuolen kanssa ruoansulatuselimistöön. Vastaavasti putkilokasvilla erilaiset solut yhdessä muodostavat solukkoja. Ne muodostavat juuret ja verson, johon kuuluu varsi ja lehdet.
Galleria 1.3 Eläinkudos
1.4 Solut lisääntyvät jakautumalla
Kaikilla erilaistumattomilla soluilla on kyky jakautua. Yksisoluiset eliöt, kuten bakteerit, arkit ja alkueliöt voivat lisääntyä jakautumalla. Monisoluinen eliö on peräisin yhdestä solusta, joka on jakautumalla tuottanut kaikki muut solut.
Monisoluisella eliöllä solut voivat erilaistua tiettyyn tehtävään. Tällaiset solut, kuten hermosolut, eivät enää lisäänny jakautumalla. Eläimillä erilaistumattomia soluja, jotka pystyvät erilaistumaan eliön muiksi soluiksi, kutsutaan kantasoluiksi. Oheisessa piirroksessa petrimaljan kantasolut on saatu erilaistumaan lihas-, veri- ja hermosoluiksi.
Solut voidaan jakaa ituradan soluihin ja somaattisiin soluihin. Ituradan soluihin kuuluvat sukusolut sekä ne solut, joista syntyy sukusoluja. Somaattisiin soluihin kuuluvat kaikki muut eliön solut paitsi ituradan solut. Monisoluisilla eliöillä uudet yksilöt syntyvät soluista, jotka ovat ituradan soluja. Somaattisista soluista ei synny uusia yksilöitä.
Solunjakautuminen jaetaan perimäaineksen kahdentumiseen ja soluliman jakautumiseen. Solun jakautuessa sen perimäaines kahdentuu mitoosissa ja siirtyy molemmille tytärsoluille. Suvullisesti lisääntyvillä eliöillä tapahtuu meioosi, jossa perimäaineksen määrä puolittuu. Soluliman jakautumisessa solu jakautuu kahdeksi tytärsoluksi, joita erottaa solukalvo.
Testaa itsesi!
Luvun 1 tiivistelmä
- Kaikki eliöt koostuvat soluista. Yksisoluiset koostuvat vain yhdestä solusta, monisoluisilla soluja on useampia.
- Suurikokoisia molekyylejä nimitetään makromolekyyleiksi. Soluissa on runsaasti erillaisia makromolekyylejä.
- Solu on biologisen elämän perusyksikkö.
- Solujen koko, muoto ja elinikä vaihtelevat.
- Soluilla on yhteisiä ominaisuuksia, kuten perimä, solulima, solukalvo ja soluelimet.
- Solut voivat kasvaa yhteen ja muodostaa kudosta (eläinsolut) tai solukkoa (kasvisolut).
- Solut lisääntyvät jakautumalla. Ennen jakautumista solut kahdentavat perimäaineksen.
Diat lukuun 1
Navigointi
2. Solu on toimiva kokonaisuus
3. Solut muodostavat solukkoja ja kudoksia
4. Solut rakentuvat molekyyleistä
5. Solukalvo erottaa solun ympäristöstä
6. Solun toiminta on aineenvaihduntaa
7. Solu tarvitsee toimintoihinsa energiaa
8. Fotosynteesissä solu sitoo auringon valoenergiaa
9. Dna:n rakenne ja geenit
10. Dna ohjaa proteiinien valmistamista
11. Solun kasvu ja jakautuminen
12. Sukusolut ja sukupuoli
13. Ominaisuuksien periytyminen
14. Useamman ominaisuuden periytyminen
15. Muuntelu ja mutaatiot
16. Perinnöllisyys ja evoluutio