Video DNA:n rakenteesta
Video mitoosista
video meioosista
/ Videot ovat ulkoisiin palveluihin ja saattavat sisältää saavutettavuuden esteitä.

DNA:n rakenne

• DNA (deoksiribonukleiinihappo) on solujen perinnöllistä tietoa sisältävä molekyyli. Se koostuu nukleotideista, joiden rakenneosia ovat fosfaattiosa, deoksiriboosisokeriosa ja emäsosa. Yhdessä nukleotidissa on emäsosana jokin seuraavista neljästä emäksestä: (adeniini (A), sytosiini (C), guaniini (G) tai tymiini (T) ). Eliöiden perinnöllinen informaatio on periaatteessa koodi, joka syntyy näiden neljän eri emäksen vaihtelevasta järjestyksestä.
• DNA-molekyylissä on kaksi juostetta, jossa toisen juosteen nukleotidien emäsosat pariutuvat toisen juosteen nukleotidien emäsosien kanssa emäsparisäännön mukaisesti. Juosteet ovat toisiinsa nähden vastakkaisuuntaisia (merkitään 3' ja 5' päillä).
  • A <--> T
  • G <---> C
• Aitotumaisilla DNA- kaksoisjuoste sijaitsee tumassa kiertyneenä histoniproteiinien ympärille kromatiiniksi.
• Solun jakautuessa kromatiinirihmat kiertyvät sykkyrälle muodostaen kromosomit.

Wikimedia commons / Madeleine Price Ball / DNA-molekyyli


DNA:n kahdentuminen ("kopiointi") eli replikaatio tapahtuu solun välivaiheen aikana

• Ennen kuin kahdentuminen voi tapahtua helikaasi-entsyymi avaa DNA-molekyylin kaksoiskierteen.
• DNA-polymeraasit voivat rakentaa uutta juostetta vain 5'-3' -suunnassa, joten vain toinen juoste rakentuu yhtenäisesti. Toinen juoste rakentuu pieninä palasina, jotka ligaasientsyymi liittää lopuksi yhteen. 
• Uusia DNA-juosteita aletaan valmistaa tumassa valmiina olevista nukleotideista, siten että syntyvään juosteeseen kiinnitetään aina sellainen nukleotidi, jonka emäsosa pystyy pariutumaan mallijuosteessa olevan emäsosan kanssa emäsparisäännön mukaisesti. 
• Valmistuksen lopputuloksena syntyy kaksi DNA-molekyylia, joissa molemmissa toinen juoste kuului alkuperäiseen DNA-molekyyliin. Nämä juosteet muodostavat kromosomin sisarkromatidit, kun kromosomit kiertyvät näkyviin solun jakautuessa.

Wikimedia commons /Magnus Manske 
Kaksoiskromosomin rakenne

Kaksoiskromosomin rakenne:
1. kromatidi (oikea ja vasen kromatidi ovat sisarkromatideja keskenään)
2. sentromeeri
3. kromosomin lyhyt varsi p
4. kromosomin pitkävarsi q

Solusyklin vaiheet:

Kun perintöaines on kahdennettu, solu voi tarvittaessa jakautua. Tavallisen solun tai oikeammin sen tuman jakautumista kutsutaan mitoosiksi. Siinä tuma ja lopulta koko solu jakaantuvat kerran ja kromosomien määrä ei muutu. Mitoosi tuottaa siis kaksi identtistä solua. Mitooseja tapahtuu kehossamme jatkuvasti, kun kudoksemme uusiutuvat ja kasvavat. Mitoosi on myös yksisoluisten eliöiden, kuten bakteerien, keino lisääntyä.

VÄLIVAIHE: DNA on auki vyyhtenä (kromatiinirihmana) tuman sisällä. Solu kasvaa ja proteiinisynteesi on vilkasta
ja DNA kahdentuu. Vaihe on samanlainen sekä mitoottisessa että meioottisessa solusyklissä

MITOOSI:
Esivaihe (profaasi): Kromatiini pakkautuu kromosomeiksi, tumakotelo alkaa hajota ja keskusjyväset vaeltavat solun vastaikkaisille puolille.
Keskivaihe (metafaasi): Tumakotelo on hajonnut ja kromosomit ovat asettuneet yksittäin jakotasolle, sukkularihmat kiinnittyvät keskusjyväsiin ja sisarkromatidien sentromeereihin.
Jälkivaihe (anafaasi): Sukkularihmat kiskovat tytärkromosomit kohti solun vastakkaisia puolia.
Loppuvaihe (telofaasi): Tumakotelot alkavat muodostua solun vastakkaisille puolilla olevien kromosomiryhmien ympärille ja kromosomit alkavat aueta kromatiiniksi.

MEIOOSI:
Meioosi on toinen tuman jakautumistapa. Sukusolujen kantasolut jakautuvat meioottisesti ja tuloksena syntyy sukusoluja (siittiöitä ja munasoluja). Meioosin solukierrossa kromosomisto kahdentuu kerran, mutta solu jakautuu kaksi kertaa peräkkäin. Näin kromosomien määrä puolittuu. Meioosin kautta syntyneissä sukusoluissa on yksinkertainen eli haploidinen kromosomisto. Meioosissa on kaksi jakautumista: 

Vähennysjakautuminen eli meioosi 1

Esivaihe 1: Tumakotelo alkaa hajota. Kromosomit asettuvat solun keskitasoon eri tavalla kuin mitoosissa: Vastinkromosomit konjugoituvat eli muodostavat kromosomipareja. Tässä vaiheessa tapahtuu geenien vaihtoa kromosomien kesken. Ilmiötä kutsutaan tekijäinvaihdunnaksi (crossing over). Mikroskoopilla on tällöin nähtävissä lenkkejä, joita kutsutaan kiasmoiksi vastinkromosomien välillä. Geenien vaihdon takia yksilö tuottaa hieman toisistaan poikkeavia sukusoluja ja voi näin saada erilaisia jälkeläisiä. 
Keskivaihe 1: Keskusjyväsistä ja sukkularihmoista on muodostunut tumasukkula. Vastinkromosomit asettuvat sattumanvaraisesti jakotason eri puolille sukkularihmojen vetäminä. Keskusjyväsistä ja sukkularihmoista on muodostunut tumasukkula.
Jälkivaihe 1: Vastinkromosomit irtaantuvat toisistaan sukkularihmojen vetäminä ja alkavat vetäytyä kohti solun vastakkaisia puolia. Tämäkin vaihe lisää rekombinaatiota, sillä on sattumanvaraista, mitkä vastinkromosomit päätyvät millekin puolelle.
Loppuvaihe 1: Kumpaankin muodostuvaan soluun tulee puolet alkuperäisestä diploidisesta kromosomimäärästä eli kromosomiluku puolittuu.

Tasausjako eli meioosi 2

Esivaihe 2: Kromosomit tiivistyvät uudelleen ja tumakotelo häviää ja tumasukkula rakentuu.
Keskivaihe 2: Kromosomit asettuvat tumasukkulan jakotasoon yksitellen. 
Jälkivaihe 2: Sisarkromatidit irtoavat toisistaan ja sukkularihmat vetävät irronneet tytärkromosomit solun vastakkaisille puolille.
Loppuvaihe 2: Tumakotelot alkavat muodostua tytärkromosomiryhmien ympärille

Näiden kahden jakautumisen jälkeen on syntynyt neljä haploidista sukusolua. Meioosi 1:n tekijänvaihdon ja vastinkromosomien sattumanvaraisen asettumisen jakotason eri puolille ansiosta syntyvät sukusolut ovat kaikki erilaisia.

Kevät 2015 t. 3 kromosomi, kromatidi, kromatiini
https://yle.fi/progressive/fynd/oppiminen/oppiminen.yle.fi/yo-kokeet/biologia_k15.pdf
YTL:n hyvän vastauksen piirteet (kevät 2015)
https://www.ylioppilastutkinto.fi/images/sivuston_tiedostot/Hyv_vast_piirt/FI_2015_K/2015_K_BI.pdf

Kevät 2013 t. 4 solun jakautuminen
https://yle.fi/progressive/fynd/oppiminen/oppiminen.yle.fi/yo-kokeet/biologia_k2013.pdf
YTL:n hyvän vastauksen piirteet (kevät 2013)
https://www.ylioppilastutkinto.fi/images/sivuston_tiedostot/Hyv_vast_piirt/FI_2013_K/2013_K_BI.pdf