Ero sivun ”Solubiologia” versioiden välillä

'''Solubiologia''' on [[solu]]ja tutkiva [[tiede]]. Solubiologia tutkii pääasiassa solujen [[fysiologia|fysiologisia]] ominaisuuksia, rakennetta, niiden sisältämiä [[soluorganelliSoluelin|soluorganellejasoluelimiä]], vuorovaikutusta ympäristön kanssa, [[solunjakautuminen|solun jakautumista]], [[solusykli]]ä sekä ohjelmoitua solujen itsetuhoa eli [[apoptoosi|ohjelmoitua solukuolema]]a. Tutkimusta tapahtuu sekä mikroskooppisella että molekulaarisella tasolla. Solubiologian tutkimuskohteet ulottuvat yksisoluisista eliöistä, kuten [[bakteeri]]t ja tietyt yksinkertaiset [[sienet]] erittäin monimutkaisiin eliöihin, kuten [[ihminen]] ja niiden soluihin. Nykyään solubiologinen tutkimus yhdistelee [[biologia]]n lisäksi osia useilta eri tieteenaloilta, kuten [[fysiikka|fysiikasta]], [[kemia]]sta ja [[matematiikka|matematiikasta]].

Koska organismieneliöiden määrä [[maa]]pallon [[ekosysteemi]]ssä on valtava, solubiologia (kuten muutkin biotieteet) keskittyy malliorganismienmallieliöiden tarkasteluun. Niistä usein saadaan tietoa, jota voidaan soveltaa myös muihin organismeihineliöihin, esimerkiksi ihmisiin. Tämä on tärkeää erityisesti kokeellisessa [[perinnöllisyystiede|genetiikassa]], koska risteytyskokeiden tekeminen ihmisellä on mahdotonta. Genetiikan yleisimpiä malliorganismejamallieliöitä ovat ihmisen lisäksi muun muassa [[banaanikärpänen]], [[kotihiiri]], ''[[lituruoho|Arabidopsis thaliana]]'' eli lituruoho ja ''[[Aspergillus nidulans]]'' -home.

[[Kuva:RobertHookeMicrographia1665.jpg|thumb|150px|[[Robert Hooke]]n piirros havaitsemistaan korkkisoluista vuodelta 1665.]]Solubiologian voidaan ajatella alkaneen, kun [[Robert Hooke]] vuonna 1665 havaitsi korkkisoluja alkeellisella [[mikroskooppi|mikroskoopillaan]]. Vuonna 1683 [[Anton van Leeuwenhoek]] havaitsi yksisoluisia eliöitä, jotka nykyään tunnetaan [[protozoaAlkueläimet|alkueläiminä]]na. Vaikka solut oli havaittu 1600-luvulla, niiden merkitys ymmärrettiin vasta 200 vuotta myöhemmin.<ref name=ens>{{kirjaviite | Nimeke = Otavan suuri ensyklopedia, 1. osa (Aakkoset-Cicero) | Sivu = 613 | Julkaisija = Otava | Vuosi = 1976 | Isbn= 951-1-02233-4}}</ref>Itse [[soluteoria]] sai alkunsa, kun [[Mattheus Schlieden]] ja [[Theodor Schwann]] ehdottivat, että kaikki organismiteliöt rakentuvat soluista, vuosina 1838 ja 1839.

# Kaikki elävät organismiteliöt rakentuvat soluista

Vaikka solujen koot voivat vaihdella näinkin paljon, useimpien organismieneliöiden solut ovat 10–30 &micro;m halkaisijaltaan. Bakteerisolut (1–2 &micro;m) ovat paljon pienempiä. Useimmat solut ovat näkymättömiä paljaalle silmälle. Solujen pienen koon ansiosta etäisyydet ovat riittävän pieniä [[diffuusio]]n kannalta ja solut voivat muun muassa vastata ärsykkeisiin nopeasti.

Solujen sisäinen rakenne koostuu makromolekyyleistä, kuten proteiinit, [[nukleiinihappo|nukleiinihapot]], [[hiilihydraatit]] sekä [[rasvat]]. Nämä eivät ole vain satunnaisessa sekamelskassa solun sisällä, vaan muodostavat erittäin järjestäytyneen ja monimutkaisen mekanismin; solun. Solut voidaan jakaa kahteen pääryhmään: [[prokaryootitEsitumalliset|prokaryootteihinesitumallisiin]] sekä [[eukaryoottiAitotumaiset|eukaryootteihinaitotumaisiin]].

'''EukaryootitAitotumaiset''', eli ''aitotumallisettumalliset solut'', ovat suurempia ja monimutkaisempia soluja, jotka muodostavat kasvit, eläimet ja [[sienet]]. Geneettinen materiaali säilytetään erillisen osaston, [[tuma]]n sisällä. EukaryoottienAitotumaisten järjestäytyneempi sisäinen rakenne jakaantuu sisäisiin osastoihin (muun muassa [[soluelin|soluelimet]]) ja sisäiseen luurankoon, eli [[solun tukiranka]]an.

'''ProkaryootitEsitumalliset''' taas ovat yksinkertaisempia, ja erityisesti pienempiä soluja. Niillä ei ole tumaa.

Kaikki solut pystyvät käyttämään raaka-aineita, kuten ravinteita ja [[valo]]a varastoimaan [[energia]]a, jota käytetään ylläpitämään solujen järjestäytynyt sisusta. Nämä prosessit sisältävät energian muutosta muodosta toiseen (esimerkiksi valon [[sähkömagneettinen energia]] [[kemiallinen energia|kemialliseksi energiaksi]]). Koska energiamuunnokset eivät koskaan ole sataprosenttisen tehokkaita, (hukka)lämpöä tuotetaan. Suurissa organismeissaeliöissä tämä saattaa muodostua ongelmaksi pienen pinta-ala/tilavuus-suhteen vuoksi. Tämän seurauksena esimerkiksi [[Norsut|norsujen]] ja [[Valaat|valaiden]] solut toimivat paljon verkkaisemmin kuin pienten organismieneliöiden, kuten bakteerien ja protistienalkueliöiden solut.

[[Mitokondrio]]iden sisältämät [[elektroninsiirtoketju]]t toimivat solussa paikkana, jossa ruuan (pääasiassa [[glukoosi]]n) sisältämä kemiallinen energia talletetaan [[Adenosiinitrifosfaatti|ATP:n]] muotoon. [[KloroplastiViherhiukkanen|Viherhiukkaset]]t (eli ''viherhiukkaset'') sisältävät samantyyppisiä, mutta erilaisia ketjuja, jotka muuntavat auringonvalon kemialliseksi energiaksi, glukoosiksi (pääasiassa) [[fotosynteesi]]ssä.

ATP:n käyttö on melko suurta. Keskimääräisessä levossa olevassa 75-kiloisessa ihmisessä 40 kiloa ATP:tä valmistetaan ja käytetään joka päivä. Vaativassa fyysisessä rasituksessa ATP:n käyttö nousee noin tasolle 0,5&nbsp;kg/min. Pienet organismiteliöt kuten bakteerit toimivat aktiivisemmin: 7 kiloa ATP:tä tuotetaan päivittäin grammaa kohti.

Reaktiotiet ravinteiden hajottamiseen, energian käsittelyyn ja erinäisten yhdisteiden biosynteesiin ovat pääosin säilyneet. Toisin sanoen tietyt perusreaktiotiet ovat samankaltaisia, ellei täysin samoja eri organismieneliöiden soluissa. Yksittäiset reaktiot reaktioteissä tapahtuvat, koska niitä [[katalyytti|katalysoi]] jokin reaktiolle spesifinen [[entsyymi]].

[[DNA]], deoksiribonukleiinihappo, on poly[[nukleotidi]], joka sisältää neljää erilaista [[emäs]]tä ([[adeniini]] (A), [[sytosiini]] (C), [[guaniini]] (G) ja [[tymiini]] (T)). C ja T ovat [[pyrimidiini|pyrimidiinejä]] ja A ja G ovat [[puriini|puriineja]]. DNA:n rakenne on kaksoiskierre, joka koostuu kahdesta eri suuntiin juoksevista nukleotidirihmoista. Rihmat kiinnittyvät toisiinsa [[vetysidos|vetysidoksin]]: A pariutuu T:n kanssa (kaksi vetysidosta) sekä C pariutuu G:n kanssa (kolme vetysidosta). Toinen rihmoista sisältää itse geneettisen informaation emäsjärjestyksen muodossa ja toinen on komplementaarinen tälle. OrganisminEliön monimutkaisuutta voidaan tiettyyn pisteeseen asti mitata sen sisältämien geenien määrällä, ja sitä kautta suurin piirtein emäsparien määrällä:

! OrganismiEliö !! Emäspareja/M[[emäspari|bp]] !! Geenejä

Emäsparien jakso DNA:ssa luetaan RNA:ksi tumassa, joka käsitellään sitten [[mRNA]]:ksi. mRNA poistuu tumasta [[sytoplasmaSolulima|solulimaan]]an, jossa [[ribosomi]]t luovat proteiineja [[aminohappo|aminohapoista]] mRNA:n emäsjakson sisältämän triplettikoodin perusteella.

*[[KloroplastiViherhiukkanen]] - avainhiukkanen yhteyttämisessä, eli [[fotosynteesi]]ssä

*[[Cilium|Värekarva]] - eukaryoottisolujenaitotumaisten solujen pinnalla oleva [[mikrotubulus|mikrotubuluksista]] rakentuva värekarvarakenne

*[[SytoplasmaSolulima]] - solun koko sisältö lukuun ottamatta tumaa

*[[EndoplasmakalvostoSolulimakalvosto]] - solunsisäinen kalvosto, solukalvolle päätyvien proteiinien tuotantopaikka

*[[FlagellumSiima]] - bakteerien, [[arkeonit|arkeonien]] ja eukaryoottienaitotumaisten värekarvamainen elin muun muassa liikkumiseen (eukaryoottienaitotumaisten flagellumsiima poikkeaa merkittävästi prokaryoottienesitumallisten flagellumistasiimasta)

*[[Golgin laite]] - kalvomainen organellisoluelin, jossa muun muassa lisätään proteiineihin [[hiilihydraatti]]ketjuja ja niitä muokataan yleisesti

*[[VesikkeliKalvorakkula]] - pieni kalvon ympäröimä rakkula