LINKKI KURSSIN PÄÄSIVULLE


1.1. Solujen kemiallinen rakenne


1.1.1. Epäorgaaniset aineet
1.1.1.1. Vesi
  • elämän kannalta erinomainen yhdiste
  • dipolimolekyyli => toimii hyvin liuottimena, "elämän neste"
>
* amfolyytti => voi olla sekä happona että emäksenä, mahdollistaa erilaiset happamuudet (Ph)
  • alhainen viskositeetti => juokseva muoto (esim. verenkierto)
  • pintajännitys (vesimolekyylien välinen vetovoima) mahdollistaa esim. kapillaari-ilmiön (esim. puun vedenotto)
  • läpinäkyvä (yhteyttäminen mahdollista veden sisällä)
  • suuri ominaislämpökapasitteetti (varaa paljon lämpöä ja luovuttaa sitä hitaasti)
  • höyrystyminen mahdollistaa esim. liikalämmön siirtämisen pois elimistöstä
  • muista myös vesiliuoksiin liittyvät ilmiöt: diffuusio ja osmoosi

1.1.1.2. Hiilidioksidi, CO2
  • veteen liuenneena solun sisällä
  • CO2 syntyy soluhengityksessä sokerin palaessa kun ATP-akkuja ladataan

1.1.1.3. Epäorgaaniset ionit
  • esim. Ca, K, Na, Mg, F
  • tarvitaan osmoottisen arvon (solunesteen väkevyyden) ylläpitämiseen (saavat aikaan mm. veden virtaamisen solun sisään)
  • monet epäorgaaniset ionit toimivat myös entsyymeissä ko-factoreina käynnisten (aktivoiden) entsyymin toiminnan ja vaikuttavat siten aineenvaihduntaan
>

1.1.2. Orgaaniset aineet
1.1.2.1. Hiilihydraatit (sokerit)
  • mono-, di- ja polysakkaridit
  • toimivat energianlähteenä (glukoosi) tai energiavarastona (tärkkelys ja glykogeeni) tai solujen rakennusaineina (esim. selluloosa kasvisolun seinissä)
1.1.2.2. Lipidit (rasvat)
  • tyydyttyneet eläinrasvat ja tyydyttymättömät kasvirasvat
  • toimivat solujen rakennusaineina (esim. solukalvoissa), energiavarastona ja hormonien rakennusaineina (esim. sukupuolihormonit)
1.1.2.3. Proteiiinit (valkuaisaineet)
  • koostuvat aminohapoista
  • primaarirakenne = aminohappoketju, sekundaari- ja tertiäärirakenteessa ketju kiertyy itsensä ympäri ja kvartäärirakenteessa tertiäärirakenteet liittyvät yhteen
1.1.2.4. Nukleiinihapot
1.1.2.4.1. DNA
  • kaksijuosteinen
  • deoksiriboosi - sokeri
  • emäkset: adeniini (A) - tymiini (T) ja sytosiini (C) - guaniini (G)
  • kromosomit muodostuvat DNA:sta (ja proteiineista)
  • DNA:n koodi ohjaa proteiinisynteesiä
  • emäspariperiaate
  • pariutuneiden nukleeinihappojuosteiden vastakkaissuuntaisuus
  • juosteiden synteesin eteneminen vain yhteen suuntaan
>
1.1.2.4.2. RNA
  • yksijuosteinen
  • riboosi - sokeri
  • emäkset: adeniini (A) - urasiili (U) ja sytosiini (C) - guaniini (G)

1.2. Solujen hienorakenne

1.2.1. Tuma
  • solun toiminnan keskus
  • tumakotelo, tumalevyt ja tumahuokoset
>
* kromosomit ovat tumassa
  • tumajyvänen valmistaa RNA:ta
1.2.2. Solukalvo
  • 2 lipidikerrosta, proteiineja (reseptorit ja ionipumput) sekä hiilihydraatteja
  • rajaa solun ja säätelee solun aineiden ottoa ja poistoa ylläpitäen tasapainoa (homeostaasia)
1.2.3. Solulimakalvosto
  • muodostuu kalvosäkeistä ja putkista
  • osa ribosomeista kiinnittyy s:n (proteiinisynteesi)
  • proteiinit "kypsyvät" solulimakalvostossa
  • golginlaite liittyy solulimakalvostoon
>
* s:n jakamissa tiloissa ("huoneissa") tapahtuu lipidien ja proteiinien synteesiä ja monia kuljetustehtäviä
1.2.4. Golginlaite
  • "postituskeskus", josta solun aineet (mm. proteiinit) kulkeutuvat solun eri osiin
  • proteiinien muokkauspaikka (jatkojalostusta)
  • muodostuu päällekäisistä litistyneistä kalvosäkeistä
  • vain yksi / solu
1.2.5. Mitokondrio
  • kaksoiskalvorakenne: ulkokalvo huokoinen ja sisäkalvo poimuttunut
  • m:ssa tapahtuu soluhengitys: sitruunahappokierto ja entsyymijärjestelmät, ATP:ta ladataan
  • m:lla on itsenäinen geneettinen järjestelmä: oma kromosomi
1.2.6. Viherhiukkanen
  • v:sta ympäröi kaksinkertainen kotelo
  • nestemäinen välitila ja yhteyttämiskalvosto, jossa yhteyttämisväriaineet (klorofyllit ja karotenoidit)
  • oma geneettinen järjestelmä
1.2.7. Peroksisomit ja lysosomit
  • entsyymien täyttämiä pieniä kalvorakenteita
  • p:t ovat "ongelmajätelaitoksia"
  • l:t ovat "solun ruoansulatusrauhasia"

1.3. Geenin rakenne ja toiminta

1.3.1. DNA:n kahdentuminen ja mutaatiot
  • tapahtuu solun jakautumisen välivaiheen (interfaasin) aikana
  • aloituspaikka (esitumallisissa vain yksi, tumallisissa useita => 2 kahdentumishaarukkaa)
  • DNA-plymeraasientsyymi syntetisoi toisen DNA-juosteen yhtenäisenä ja toisen pieninä paloina
  • emäspariperiaate ja juosteiden vastakkaissuuntaisuus
  • DNA:n kahdentumisessa voi tapahtua virheitä, joita solu osaa itse korjata
  • jos virhe jää syntyneeseen DNA-juosteeseen, puhutaan mutaatiosta
  • mutaatiotyyppejä ovat: geenimutaatio (eli piste-), kromosomimutaatio ja kromosomistomutaatio
  • pistemutaatiossa yksi tai useampi emäs krvautuu toisella, poistuu kokonaan tai emäksiä lisääntyy juosteeseen
  • kromosomimutaatiotyypit ovat: häviämä, kahdentuma, siirtymä, ja kääntymä (sis osa kokonaisesta kromisomista muuttuu)
  • kromisomistomutaatiossa kromosomien lukumäärä muuttuu

1.3.2. Geneettinen koodi
  • geeni on DNA - jakso, mikä sisältää tiedon proteiinin ja RNA:n rakenteesta
  • DNA ohjaa lähetti-RNA:n muodostumista, mikä puolestaan vie viestin ribosomin pinnalle solulimaan, missä siirtäjä-RNA liittää oikeat aminohapot ketjuksi (entsyymien avulla) ja proteenin promaarirakenne alkaa muodostua

  • muista, että geenit ohjaavat myös RNA:n synteesiä
  • kolmikko eli kodoni (tripletti) ohjaa yhden aminohapon oikealle kohdalle syntyvässä proteiinissa
  • aloituskolmikko on AUG (lähetti-RNA - kielellä)
  • DNA:n koodottava juoste (eksoni) on malli lähetti-RNA:lle, ei-koodittavat jaksot (intronit) rajaavat koodittavan jakson
  • lopetuskolmikoita on 3 kpl

1.3.3. Geenin rakenne ja toiminnan säätely
  • geeni (eksoni) koostuu geenin säätelyalueesta ja RNA:ta koodittavasta alueesta
  • RNA-polymeraasientsyymi sitoutuu säätelyalueelle
  • säätelijäproteiinit sitoutuvat myös säätelyalueelle (samoin estäjäproteiinit)
  • vain pieni osa geenistä on kerrallaan toiminnassa
  • tumallisilla geenin toiminnan säätelyyn osallistuu kymmeniä - satoja proteiineja
  • ympäristö vaikuttaa geenin toimintaan
  • moniportainen säätelyjärjestelmä: geenituote (proteiini) toimii muiden geenien säätelijänä

1.3.4. RNA-synteesi ja proteiinisynteesi
  • DNA (mallina koodittavan DNA-juosteen vastinjuoste) -> lähetti-RNA -> ribosomit (solulimassa; ovat ribosomi-RNA:ta ja proteiineja) - siirtäjä-RNA tuo aminohapot (antikodoni-tunnistus)

1.3.5. Vapaat ja kiinnittyneet ribosomit
  • vapaat ribosomit: solulimassa; syntyvä proteiini jää solulimaan
  • kiinnittyneet ribosomit: solulimakalvostossa / solukalvossa; myös näiden ns. kalvoproteiinien synteesi alkaa vapaissa ribosomeissa; proteiinin alkupäässä on signaalijakso - ribosomi kiinnittyy solulimakalvostoon tumallisilla ja solukalvoon esitumallisilla
  • tumallisten proteiinien muokkaus jatkuu solulimakalvostossa ja golginlaitteessa (muokkaus on mm. hiilihydraattiketjujen liittämistä proteiineihin)
  • bakteereilta puuttuvat proteiineja muokkaavat toiminnot ja ne eivät näin olleen sovi suoraan monimutkaisten proteiinien geenitekniseen tuottamiseen

1.3.6. Esitumallisten (bakteerien) ja tumallisten solujen geenien eroista
  • esitumallisilla on yksi rengasmainen kromosomi solulimassa
  • ei histoneja
  • muista DNA - silmukkarakenne
  • tumallisilla on useita pitkänomaisia kromosomeja tumassa; solun jakautuessa kromosomit kiertyvät histoni-proteiinien ympärille ja lyhenevät
  • operonit ovat esitumallisten geeniryhmiä; useita geenejä on ryhmittnyt yhden säätelyalueen perään
  • tumallisten geenien säätelyalueessa on promoottori ja tehostajajaksot
  • tumallisilla on introneja eli koodittomia jaksoja eksoneitten eli koodittavien jaksojen välissä; DNA:sta kopioituu RNA:han eksonit ja intronit; intronit poistetaan lähetti-RNA:sta silmukoinnissa

1.4. Solujen viestintä
  • ympäristö vaikuttaa solujen elämään (esim. bakteerit)
>
* monisoluisilla solun paikka kudoksessa määräytyy solun vastaanottamien viestien perusteella (muista induktiojärjestelmä)
  • viesti voi välittyä: ympäristön kemiallisen tai fysikaalisen tilan mukaan (happamuus, ionivahvuus, osmolaarisuus), viesti voi olla esim. ravintomolekyylin pitoisuus, toiset solut erittävät viestejä hormonien ja kasvutekijöiden muodossa, solun kosketus toisen solun pintaan tai soluja ympäröivään soluväiaineeseen voi toimia viestinä
  • solukalvossa on vastaanottajaproteiineja eli reseptoreita
  • reseptorit välittävät viestit solunsisäisiä signaaliketjuja ja signaaliverkkoja pitkin: koostuvat entsyymeistä, rakenneproteiineista, signaaliproteiineista ja pienistä signaalimolekyyleistä

LINKKI KURSSIN PÄÄSIVULLE