Tip:
Highlight text to annotate it
X
Hei. Olen herra Andersen ja tässä podcastissa vien sinut kierrokselle
soluun. Tulemme puhumaan erityyppisistä soluista ja
niiden rakenteesta ja toiminnasta.
Ensimmäiseksi kuitenkin meidän pitää puhua siitä,
miksi solut ovat pieniä. Syy sille on se, että materiaali liikkuu soluun
diffuusioksi kutsutun prosessin kautta. Joten happi pääsee sisään siten ja hiilidioksidi
siirtyy pois samalla tavoin. Aineilta siis veisi kauan aikaa
kulkeutua soluun. Voimme oikeastaan pitää tilavuuden samana ja lisätä
pinta-alaa. Joten aineen kulkema etäisyys on suhteellisen
lyhyt. Saatat myös ajatella, että miksi ne ovat äärettömän pieniä? Miksi ne ovat
erittäin, erittäin pikkuriikkisiä? Syy on se, että solussa oleva aineen, solussa olevan
tiedon, kuten DNA:n ja solun koneiston pitää mahtua solun sisään.
Joten on olemassa täydellinen koko kaikille erityyppisille
soluille, joita meillä on.
Haluan myös kertoa, että solut eivät ole tylsiä. Kun minä kasvoin, minulla oli
ajatus, että solu on kuin *** hyytelöä ja sisällä on tuma,
joka vain kelluu ympäriinsä. Tämä on varmaan biologian opettajien ikuistama
keino. Ja jos oikeasti katsotaan solun sisään,
se on uskomattoman monimutkainen. Niillä on tämä tukiranka, joka on tehty monista erilaisista makromolekyyleistä.
Se on kuin hila solun sisässä. Ja kaikki soluelimet sopivat sen hilan mukaan
ja se toimii melkein yksiraiteisen rautatien tavoin. Aineet liikkuvat ympäriinsä käyttäen
moottoriproteiineja. Enkä siis vitsaile, ne kirjaimellisesti liikkuvat siten rautatiellä. Ne ovat
siis uskomattonan monimutkaisia. Usein soluja kuitenkin väärinymmärretään ja ne olivatkin meille täysin
näkymättömiä, ennen kuin mikroskooppi keksittiin. Toisin sanoen, emme voineet
nähdä niitä. Jos katost käteesi, et voi nähdä soluja.
Tiedemiehetkään eivät voineet nähdä niitä, joten he
eivät tienneet mitä tapahtuu, ennen kuin mikroskooppi keksittiin. Niitä
on kahta eri tyyppiä. On optisia mikroskooppeja ja elektronimikroskooppeja.
Optiset mikroskoopit käyttävät valoa ja linssejä suurentaakseen kuvan. Jos olet
koskaan käyttänyt binokulaareja ja kääntänyt ne ylösalas pitäen niitä lähellä kättäsi,
sinulla on ollut oikea yksinkertainen mikroskooppi. Niin ne toimivat.
Elektronimikroskooppi taas käyttää
lukuisia magneetteja. Ja niitä magneetteja käytetään keskittämään elektroneja joko kuvan
läpi tai sinkoamaan siitä pois. On olemassa siirto- ja skannauselektronimikroskooppeja.
Miten se siis toimii? Nopealla demolla havainnollistan, miten iso magneetti viedään
ja pidetään todella lähellä vanhaa televisiota tai tietokonenäyttöäsi. Älä tee niin! Jos tekisit sen,
se pilaisi täydellisesti monitorisi tai tietokonenäyttösi, mutta periaatteessa
magneetti muuttaa elektronien polkua ja siten voimme
todella suurentaa näytettä.
Tässä on joitakin kuvia, jotka on otettu
näillä. Tässä on paramecium optisella mikroskoopilla, sellaisella, joita on normaaleissa
biologian luokissa. Nämä on otettu siirtoelektronimikroskoopilla. Nämä
ovat pieniä viruksia. Tai tämä voisi olla muurahainen, jota katsot. Nämä kaksi ovat
kuolleita. Materiaalin vuoksi katsoaksesi sitä prosessi oikeastaan tuhoaisi sen.
Oikeastaan tähän pitäisi laittaa ohut kerros metallia, jotta voimme
käyttää pyyhkäisyelektronimikroskooppia (skannauselektronimikroskooppia).
Tulevaisuus on elektronimikroskoopeissa, mutta on myös fluoresoivia
optisia mikroskooppeja. Tulemme näihin kauniisiin fluoresoiviin väreihin, joita
näit ensimmäisellä tämän podcastin sivulla. Voimme värjätä ainetta, joka pysyy
elossa. Näin tänä kesänä värjäyksen, joka oli elävä-kuollut värjäys. Värjäys näyttää
elävät ja kuolleet solut sillä hetkellä.
Se on todella siistiä. Tässä on hieman upeaa visualisointia solusta.
Ensin sinun tulee tietää, että on olemassa kahta
solun päätyyppiä. On olemassa prokaryootteja soluja ja eukaryootteja soluja.
Prokaryoottisilla soluilla ei ole tumaa. Nimi tarkoittaa "ennen munaa".
Joten ei siis tumaa. Eukaryoottisilla soluilla on tuma.
Millaiset asiat ovat prokaryootteja? Oikeastaan
ainoastaan kaksi asiaa: bakteerit ja arkkibakteerit
ovat prokaryootteja. Eukaryootteja ovat
asiat, jotka ajatellaan elävinä ja ei-mikroskooppisina. Asiat, kuten kasvit, eläimet,
sienet, alkueliöt, asiat kuten nuo ovat todella todella suuria. Mittasuhteet tässä ovat huonoja,
koska jos skaalaisimme nämä oikein, bakteerit olisivat suunnilleen mitokondrion kokoisia.
Eli nämä ovat erittäin, erittäin pieniä. Näiden kahden välillä on kuitenkin joitakin yhtenäisyyksiä. Toisin
sanoen, kaikilla on tumantyyppistä ainetta. Niillä siis on kaikilla DNA:ta.
Kaikilla soluilla on ulkopuolella solukalvo, sisäpuolella jonkinlainen sytosoli
ja myös ribosomeja. Niissä on eroja, mutta kaikilla soluilla
on nuo asiat.
Kun siirrymme eukaryoottisiin soluihin, menen vähän taaksepäin, on myös soluelimiä,
eli meillä on elimiä solussa, jotka ovat tuttuja. Kuten mitokondrio voisi olla
niistä esimerkkinä. Joten pohjimmiltaan prokaryoottiset solut ovat yksinkertaisempia, puhun
niistä, kun puhun bakteereista, mutta suurimman osan tämän podcastin ajasta aion
puhua eukaryoottisista soluista. Tämä on eläinsolu, sanon heti aluksi.
Katsotaanpa siis eläinsolun läpi.
Joten oikeastaan nämä ovat pääsoluelimet, jotka solusta löytyvät, tumasta
sentrioliin saakka. Aionkin käydä nämä läpi, näyttää
sinulle missä ne ovat, puhua siitä, mitä ne tekevät ja sitten ehkä kerrata
lopuksi, käydä ne kaikki läpi ja katsoa, miten paljon tietoa
oikeastaan sait poimittua.
Aloitetaan numerosta yksi, joka on tumajyvänen. Tumajyvänen löytyy
tumasta. Olin ennen hyvin sekaisin siitä, miten tämä oikeasti toimii.
Kaikki kromosomit tumassa pistävät kaikki geeninsä
tekemään yhdellä alueella ribosomeja. Tuloksena on paljon
proteiineja, josta syystä värjättynä se näyttää tummemmalta.
Eli tämä on alue, missä kromosomit tuottavat ribosomaalista RNA:ta tehdäkseen ribosomeja.
Juuri täällä. Se on kaksiportainen prosessi.
Tällä alueella tuotetaan ribosomaalista RNA:ta, se liikkuu tänne, se oikeastaan rakentaa
joitakin proteiineja käyttäen ribosomeja sytoplasman ulkopuolella ja ne proteiinit
siirtyvät takaisin, missä proteiinien rakennusaineet kootaan, jotka ovat ribosomeja.
Puhuin paljon erilaisista asioista. Mutta tarkoitukseni oli puhua
tumajyväsestä. Se on alue, mihin ribosomit kootaan tuman sisällä.
Menkäämme seuraavaan, joka on
tuma. Tuma on yksi ensimmäisistä soluelimistä, joka on löydetty.
Tässä on kaunis flueresoitu värjätty kuva tumasta. Miten tuma toimii?
Noh, kun minä kasvoin, kuulin aina, että se on vähän kuin solun aivot. Se on todella yliyksinkertaistamista.
Mitä täällä sisällä on? Siellä on DNA:ta, eli solun geneettinen materiaali
löytyy tumasta, ja se määrittää, millainen
solusta tulee. Se myös hallitsee solua. Toisin sanoen
tuotamme proteiineja. Teemme entsyymejä, ja
tuloksena on solujen jonkinlainen toiminta. Jos edelleen haluat ajatella,
että tuma on solun ohjauskeskus, se on ihan okei. Parempi tapa ajatella on, että se on vain
paikka, jossa geneettinen materiaali sijaitsee. Ulkopuolella on myös pieniä huokosia, jotka
tulevat olemaan tärkeitä, kun puhumme transkriptiosta ja translaatiosta.
Eli siinä on pieniä reikiä. Siten aine voi liikkua ulos ja
sisään, näiden reikien läpi.
Seuraavaksi pääsemme ribosomiin. Ribosomin esitin
pieninä pisteinä solun sisällä. Asia on vähän tätä monimutkaisempi. Siinä on kaksi osaa,
pohjalla on pieni alayksikkö ja päällä suuri alayksikkö.
Lähetti-RNA liikkuu siitä läpi, ja päälle
tulee siirtäjä-RNA, jolla tavoin rakennamme proteiinin.
Eli ribosomi rakentaa proteiineja. Ja prokaryooteilla ja
eukaryooteilla on erilaisia ribosomeja, minkä avulla antibioottimme oikeastaan toimivat.
Vesikkeli on laaja termi. Vesikkeli pohjimmiltaan tarkoittaa kalvoon sitoutunutta säiliötä. Ne ovat
todella, todella pieniä ja joskus taas todella, todella isoja. Vakuoli on
esimerkki vesikkelistä. Ne liikuttavat ainetta ympäriinsä, riippuen siitä, mitä ne tekevät. Kuten
siirtävä vesikkeli liikuttaa ainetta ympäriinsä.
Nyt puhumme karkeasta ER:stä tai karkeasta endoplasmisesta retikkelistä. Kyseessä on oikeastaan
kalvo, joka jatkuu tuman ympärillä. Eli meillä on tämä taipunut kalvo, joka tulee
tumasta ulos. Sitten on myös ribosomeja, jotka sijaitsevat
sen ulkopinnalla. Siksi sitä kutsutaan karkeaksi. Tykkään ajatella sitä eriäänlaisena solun tuotantolaitoksena.
Eli on siis tämä kalvo ja
sen päällä sijaitseva ribosomi. Pohjimmiltaan
lähetti-RNA tulee, jotta voimme tehdä proteiineja,
joita haluamme tehdä. Eli se on kuin tehdas. Siellä teemme ainetta.
Se myös tuottaa kalvoja, joita käytetään solussa.
Seuraavaksi pääsemme Golgin laitteeseen.
Tykkään ajatella, että se näyttää vähän kuin pitaleivältä, joka on taipunut itsensä ympäri.
Mihin proteiinit menevät? Ne luodaan endoplasmisessa retikkelissä (solulimakalvostossa).
Sitten ne pakataan siirtävään vesikkeliin ja siirretään Golgin laitteeseen.
Golgin laitteessa muokkaamme sitä. Lisäämme asioita, kuten hiilihydraatteja,
niihin proteiineihin. Muokkaamme niitä vähän, minkä jälkeen lähetämme ne
matkoihinsa. Toinen tapa on ajatella sitä UPS:nä. Toisin
sanoen se on solun toimitusosa. Asiat tulevat siirtävässä vesikkelissä. Ne kulkevat
sinne, mihin niiden pitääkin
solussa.
Seuraavaksi meillä on tukiranka. Tukiranka on solunsisäinen rakenne. Se oikeastaan
antaa fyysisen rakenteen. Jos solu liikkuu,
sillä on oltava tukiranka. Ajattelen asiaa
läpikulkuanalogiana. Se on kuin silta. Sillassa on
kaksi asiaa. Nuo tukevat siltaa. Niiden lisäksi
on myös nämä erittäin ohuet vaijerit, jotka kiinnittävät sen ylös, kuten Golden Gate Bridgessä.
Eli solussa on nuo kaksi asiaa. Isoja asioita. Noita
kutsutaan mikrotubuluksiksi, jotka on tehty tubuliini-proteiinista.
On myös erittäin ohuita asioita, joita kutsutaan mikrofilamenteiksi. Ja isot asiat,
mikrotubulukset, tarjoavat tukea, eli sillan paino
on niiden tukema. Ja nuo ohuet mikrofilamentit tarjoavat kiristävää tukea.
Joten voit ajatella solua Golden Gate Bridgenä, mutte kuten sen sisälle
käännettynä, se on hyvä tapa ajatella tukirankaa.
Seuraavaksi pääsemme sileään ER:n. Mitä puuttuu?
Ribosomeja. Mitä se tuottaa? Se tuoddaa paljon lipidejä, kolesterolia,
senlaisia solun asioita. Se on myös erittäin tärkeä detoksifikaatiossa, eli
myrkkyjen hajottamisessa, Jos olet alkoholisti, toivottavasti et, mutta jos olet,
niin mitä enemmän juot, sitä enemmän keho rakentaa sileää solulimakalvostoa solun
sisällä. Siksi sinun pitää aina vain juoda lisää ja lisää.
Seuraavaksi pääsemme mitokondrioihin. Mitokondria on
alue, jossa tuotamme energiaa. Mitä se oikeasti tuottaa?
Se tulee olemaan ATP:tä, ATP:n muodossa. Mitokondriossa on taipunut kalvo
sisällään. Se näyttää samalta kuin bakteerit, ja sen vuoksi tieteilijät ajattelevat niiden tulleen
solujemme osaksi endosymbioositeorian mukaan. Toisin sanoen, niistä tuli solun osia,
ne tuottavat solulle ATP:tä ja saavat paikan elää. Mitä todistusaineistoa
löytyy? No, niillä on oma DNA, jota ne tuottavat binäärifission avulla.
Joten se on melko laajalti hyväksytty biologisena faktana.
Ja nyt meillä on vakuoli. Vakuoli on
ainoastaan kasvisoluissa, ei eläinsoluissa, yleisesti ottaen suuria vakuoleja.
Tässä kasvisolussa vakuoli sisältää vettä, joten se ylläpitää tasapainoa
ja painetta, solunsisäistä painetta, joka pitää solun oikein paisuneena. Jotkut alkueliöt
omaavat supistumiskykyisen vakuolin, joka voi työntää vettä ulos, kun ne asuvat
puhtaan veden ympäristössä. Eläinsolussa on myös erittäin pieniä
vakuoleita, joita käytetään endo- ja eksosytoosissa.
Seuraavaksi pääsemme sytosoliin. Sytosolin voit ajatella
liuenneena aineena, joten se on nestettä, joka sisältää sen aineen.
Ennen ajattelimme, että se siitä, mutta solusta on löydetty
konsentraatiogradientteja. Eli jopa sytosoli itsessään on monimutkainen.
Seuraavaksi pääsemme lysosomin tasolle.
Lysosomi ajatellaan joskus itsemurhapussina. Mitä sen
sisällä todella on? Siellä on nämä sulattavat entsyymit, jotka
sijaitsevat tässä kalvossa. Joten voimme ajatella sitä toisena
vesikkelinä, jossa on ainetta, jota tahdomme hajottaa sulattavien entsyymien
avulla. Sen nimi tulee siitä, että jos avaisimme
tämän lysosomin, entsyymit menisivät solun läpi
ja tappaisivat solun, liuottaisivat sen. Joten apoptoosi-niminen prosessi,
solun itsemurha, on lysosomien tuotantoa.
Ja lopuksi meillä on sentrioli. Sentrioli on osa sentrosomia.
Sen paikka solussa on tärkeää. Riippuen sen paikasta
määräytyy myös tuman ja muiden solun osien
paikka. Se on tärkeä myös solunjakautumisessa.
Se siirtyy toiselle puolelle solua ja osallistua rihman muodostukseen. Rihma
kiinnittyy kromosomeihin ja vetää ne eri puolille.
Jos taas katsotaan korkeampiin kasveihin, niillä ei ole sentrioleja ja niiden
rooli on hieman epämääräinen.
Voisimme myös sanoa saman näistä kaikista. Meillä on kyllä idea,
mitä ne tekevät, mutta luultavasti ne tekevät myös paljon muita asioita, joita emme tunne.
Ja nyt podcast muuttuu pelottavaksi. Kadotan nämä kaikki termit
ja sinun tehtäväsi on painaa pausea. Pystytkö menemään nämä kaikki alusta loppuun, mikä on
numero 1? Entä 2? Mikä on numero 3? Entä 4? Mitä numero 1 tekee?
Ja jos et osaa tehdä sitä, et todella ymmärrä asiaa. Työskennellessäni lasten kanssa luokassa
tajusin, että solun osia opiskellessa on joskus helpompaa
rakentaa vähän flash-kortteja ja mennä niiden avulla asiaa läpi.
Jos et osannut asiaa nyt, et todella ymmärtänyt sitä.
Joten tässä oli kierros solun ympäri ja toivon, että se oli hauskaa ja auttoi.