11. Yksilö kehittyy geenien yhteistyön ja ympäristön vaikutuksen tuloksena

Tärkein kappaleesta oppimani asia oli se, miten geenien välinen vuorovaikutus ja ympäristö vaikuttavat ominaisuuksien ilmenemiseen. Joidenkin geenien tehtävänä on säädellä toisten geenien toimintaa joko aktivoimalla tai passivoimalla rakennegeenejä. Geenit eivät toimi myöskään irrallaan ympäristöstään vaan ne reagoivat monin eri tavoin solun ulko- ja sisäpuolelta tuleviin viesteihin. Monet hormonit, kasvutekijät, lämpötila ja aineiden pitoisuuksien muutokset voivat aktivoida jonkun geenin toimimaan.

Suurin osa sairauksista syntyy perintötekijöiden ja ympäristötekijöiden yhteistuloksena, joten niitä kutsutaankin monitekijäisesti periytyviksi sairauksiksi. Tälläisiä sairauksia ovat esimerkiksi verenpainetauti ja aikuisiän diabetes. Geenit ja ympäristö vaikuttaa myös moniin ihmisten normaaleihin fyysisiin ja henkisiin ominaisuuksiin.

Kirjan kappaleesta esiin nousi käsite geneettinen rekombinaatio, jolla tarkoitetaan alleelien sattumanvaraista järjestäytymistä suvullisessa lisääntymisessä sellaisiksi yhdistelmiksi joita vanhemmilla ei ole. Geneettinen rekombinaatio on seurausta mendelistisestä rekombinaatiosta eli vastinkromosomien jakautumisesta sattumanvaraisesti eri sukusoluihin meioosissa ja tekijäinvaihdunnasta.

Kirjan tehtävä 1 s. 131 Sukusolut

Minkälaisia sukusoluja syntyy yksilöllä

a) jonka genotyyppi on kahden ominaisuuden suhteen AaBb, ja nämä geenit sijaitsevat eri kromosomeissa 
tai
b) jonka genotyyppi on kolmen ominaisuuden suhteen AaBbCc, ja nämä geenit sijaitsevat eri kromosomeissa?

Eri kromosomeissa sijaitsevien geenien alleeleista syntyy meioosissa sukusoluihin sattumanvaraisesti kaikkia mahdollisia yhdistelmiä samalla todennäköisyydellä, joten

a) AB, Ab, aB tai ab.

b) ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, abC, aBc tai abc.

10. Sukupuoli vaikuttaa joidenkin ominaisuuksien periytymiseen

Tärkein kappaleesta oppimani asia oli se, mikä määrää nisäkkäiden jälkeläisten sukupuolen. Nisäkkäillä koiraan tuottama sukusolu määrää jälkeläisen sukupuolen, sillä jos siittiössä oleva sukupuolikromosomi on tyyppiä Y, jälkeläisestä tulee mies ja jos se on tyyppiä X nainen. Naisen munasolussa on vain X-kromomeja, joren se ei ratkaise uuden yksilön sukupuolta.

Toinen tärkeä kappaleesta oppimani asia oli se, miten sukupuoli voi vaikuttaa joidenkin ominaisuuksien periytymiseen. Miespuolisella henkilöllä on naisia huomattavasti suurempi todennäköisyys sairastua joihinkin sairauksiin kuten punavihreäsokeuteen tai hemofilia A:han. Punavihreäsokeuden aiheuttaa resessiivinen alleeli, jonka vaikutuksera verkkokalvon värejä aistivien solujen normaalitoiminta estyy. Pojille riittää vain yksi äidiltä peritty värisokeutta aiheuttava alleeli, kun taas tyttären olisi saatava se molemmilta vanhemmilta. Hemofilia A:ta sairastavalta henkilöltä verestä puuttuu hyytymistekijä ja taudin geeni sijaitsee X-kromosomissa, joten tauti periytyy sukupuoleen sidonnaisesti.

Kirjan kappaleesta esiin nousi käsite sukupuolikromosomi, jolla tarkoitetaan eläimen sukupuoleen vaikuttavaa kromosomia. X- ja Y-kromosomit ovat sukupuolikromosomeja.

Kirjan tehtävä 1 s. 116 Kirjavia ja valkoisia kanoja

a) Miten lintujen sukupuoli määräytyy?
 - Lintujen sukupuoli määräytyy naaraan sukusolun mukaan, sillä naaraiden sukupuolikromosomien tyyppi on XY ja koiraiden XX.

b) Kanojen valkea väri aiheutuu X-kromosomissa sijaitsevasta resessiivisestä alleelista. Vastaava dominoiva alleeli aiheuttaa kirjavan värin. Minkälaisia ovat kirjavan kanan ja valkoisen kukon jälkeläiset?

XV= kirjava

  Xv= valkea

  valkea kukko  x  kirjava kana

    XvXv                      XVY

Jälkeläisissä on vain valkeita kanoja ja kirjavia kukkoja lukusuhteessa 1:1 eli kumpiakin syntyy 50% todennäköisyydellä.

9. Geeni vaikuttaa ominaisuuksiin eri tavoin

Tärkein kappaleesta oppimani asia oli se, miten vastinkromosomeissa olevat alleelit vaikuttavat jälkeläiseen. Dominoiva alleeli peittää resessiivisen alleelin, eli jos dominoivan alleelin omaava yksilö risteytetään resessiivisen alleelin kanssa, dominoivan alleelin ominaisuus näkyy jälkeläisessä F1 sukupolvessa, mutta nyt ne ovat heterotsygoottisia. F1 sukupolven yksilöitä risteyttäessä keskenään saadaan fenotyypiltään kahdenlaisia jälkeläisiä suhteessa 3:1 ja genotyypiltään samanlaisia yksilöitä suhteessa 1:2:1.

Samasta geenistä voi olla kuitenkin myös monta eri muotoa, jolloin puhutaan multippeleista alleeleista. Tällöin geenin dominoiva alleeli C saa aikaan normaalin värin. Alleeli c' näkyy jälkeläisessä jos sen kanssa ei ole risteytettynä dominoivaa alleelia C ja alleeli c'' näkyy jälkeläisessä ainoastaan vain jos sen kanssa on risteytetty c'' omaava alleeli.

Kaikki alleelit eivät ole dominoivia tai resessiiviä, jolloin kumpaakin alleelia merkitään isolla kirjaimella C. Tälläisten risteyttäessä F1 sukupolven jälkeläinen on kummankin alleelin välimuoto eli C'C''. F1 sukupolven yksilöitä risteyttäessä keskenään saadaan taas geno- ja fenotyypiltään kolmenlaisia jälkeläisiä suhteessa 1:2:1.

Yhteisvallitsevassa periytymisessä kumpikin alleeli vaikuttaa yksilön fenotyyppiin täysin itsenäisesti. Tästä esimerkkinä on esimerkiksi ihmisen AB-veriryhmä, joka syntyy silloin, jos yksilö perii molemmat dominoivat alleelit A ja B. 

Jotkin alleelit voivat olla myös kaksinkertaisina tappavia. Tälläisiä alleeleja kutsutaan letaaleiksi. Jos jälkeläinen perii tälläisen alleelin molemmilta vanhemmiltaan, se kuolee jo ennen syntymää tai viimeistään ennen lisääntymisaikaa.

Kirjan kappaleesta esiin nousi käsite muovautumismuuntelu, jolla tarkoitetaan ympäristötekijöiden aiheuttamaa saman lajin yksilöiden erilaisuutta. Muovautumismuuntelua voi tapahtua vain geenien asettamissa rajoissa.

Kirjan tehtävä 1 s. 108 Geeni ja alleeli

Seuraavan tehtävän avulla voit selvittää itsellesi, oletko ymmärtänyt geenin ja alleelin käsitteet. Oheisessa kuvassa näkyy yksi vastinkromosomipari, jossa kromosomit ovat kahdentuneina. Molempiin kromosomeihin on merkitty samassa lokuksessa sijaitsevan geenin alleelit kirjainsymbolein. Vastaa, ovatko alleeliparien 

1) a1 ja a2 
2) a1 ja a4
3) a3 ja a4
4) a2 ja a3 alleelit:

a) välttämättä erilaisia
b) välttämättä samanlaisia
c) joko samanlaisia tai erilaisia

1) b
2) c
3) b
4) c

8. Geenit siirtyvät sukusoluissa vanhemmilta jälkeläisille

Tärkein kappaleestani oppimani asia oli se, miten sukusolut syntyvät meioosin tuloksena. Meioosi on kaksivaiheinen tapahtumasarja, jonka ensimmäisessä vaiheessa eli vähennysjaossa kromosomiluku puolittuu. Tällöin syntyy kaksi haploidista solua, joissa kromosomit ovat kuitenkin vielä kahdentuneina. Kaksivaiheisen tapahtumasarjan toisessa vaiheessa eli tasausjaossa tuma jakautuu uudelleen, jolloin myös kahdentuneet kromosomit jakaantuvat. Lopputuloksena jokaisesta sukusolun emosolusta syntyy neljä kromosomiluvultaan haploidista eli yksinkertaista sukusolua, joissa jokaisessa on vain toinen kromosomii kustakin vastinkromosomiparista. Meioosissa perintötekijät siis järjestäytyvät uudelleen ja sen seurauksena syntyy erilaisia yksilöllisiä sukusoluja.

Kappaleesta esiin nousi käsite kiasma, jolla tarkoitetaan kohtaa, jossa vastinkromosomin osat vaihtavat paikkoja keskenään, eli tapahtuu tekijäinvaihduntaa. Kiasmoja syntyy meioosin vähennysjaon alussa.

Kirjan tehtävä 1 s. 95 Miten seuraavat käsitteet liittyvät toisiinsa?

a) autosomi ja sukupuolikromosomi
- Ihmisen sukupuolen määrää sukupuolikromosomi, mutta muita ihmisen soluissa olevia 22 kromosomeja kutsutaan autosomeiksi.

b) diploidinen ja haploidinen
- Käsitteet kuvaavat solun kromosomilukua. Kun tumassa on kutakin kromosomia kaksi kappaletta, joista toinen on peritty isältä ja toinen äidiltä, kyseessä on diploidinen solu (2n) ja kun tumassa on kutakin kromosomia vain yksi kappale, kyseessä on haploidinen solu (n). Sukusolut ovat haploidisia.

c) keskusjyvänen, sukkularihma ja kromosomistomutaatio
- Jokaisessa eläinsolussa on kaksi keskusjyvästä, joiden välille muodostuu sukkularihmasto, jota tarvitaan solun jakautumiseen. Jos meioosin vähennysjaon aikana sukkularihmat eivät kykene jostain syystä irrottamaan vastinkromosomipareja erilleen toisistaan, syntyy kromosomistomutaatio sukusoluissa olevan virheellisen kromosomimäärän seurauksesta.

d) tytärkromosomi, sisarkromatidi ja vastinkromosomi
- Tytärkromosomi on kahdentuneen kromosomin toisesta sisarkromatidista syntynyt kromosomi, joka on mitoosin tai meioosin aikana siirtynyt tytärsoluun. Vastinkromosomit ovat kromosomipareja, joissa on samaan ominaisuuteen vaikuttavat geenit ja joista kumpikin on peritty eri vanhemmalta.

e) emosolu ja tytärsolu
-  Emosolu on jakautuva solu, josta sitten solunjakautumisen seurauksena syntyy kaksi tytärsolua.
 

7. Solut lisääntyvät jakaantumalla

Tärkein kappaleesta oppimani asia oli se, että tuman jakautumisessa eli mitoosissa on neljä eri vaiheitta; esivaihe, keskivaihe, jälkivaihe ja loppuvaihe.

Esivaiheen aikana muutoksia tapahtuu tumassa ja solulimassa. Tumassa kromatiiniryhmät pakkautuu entistä tiiviimmiin kromosomeiksi ja ne erottuu valomikroskoopilla katsottaessa. Esivaiheessa jokainen kromosomi on kahdentunut ja sisarkromatidit ovat kiinni toisissaan sentromeerin kohdalta. Tumajyvänen katoaa näkyvistä ja solulimassa alkaa muodostua tumasukkula. Solussa olevat keskusjyväset liikkuvat vähitellen solun vastakkaisille puolille ja esivaiheen päätyttä tumakotelo häviää.

Keskivaiheessa sukkularihmat kiinnittyy kromosomien sentromeerikohtiin, sillä tumakoteloa ei enää ole. Kromosomit ovat pakkautuneet tiukasti, minkä seurauksena ne näkyy hyvin valomikroskoopilla katsottaessa. Lopulta kromosomit liukuvat sukkularihmojen vetäminä solun keskitasoon ja asettuvat riviin.

Jälkivaihe saa alkunsa, kun sisarkromatidit irtoavat toisistaan sukkularihmojen vetäminä. Molemmissa puoliskoissa on koko kromosomin perintöaines ja tytärkromosomit liukuvat rihmojen vetäminä solun vastakkaisille puolille.

Loppuvaiheessa tumakotelo alkaa vähitellen muodostua molempien kromosomiryhmien ympärille ja tumasukkula häviää tarpeettomana. Vähitellen kromosomit aukeavat pakkautuneesta muodostaan kromatiinirihmaksi ja näin ne katoavat taas näkyvistä. Tumanjakautuminen on ohi ja lopputuloksena on syntynyt kaksi perimältään samanlaista tumaa. Solulima jakautuu tasaisesti syntyneiden tumien ympärille.

Kappaleesta esiin nousi käsite kromatiinirihma, jolla tarkoitetaan välivaiheen aikana tuman täyttämää rihmamaista perintöainesta. Se muodostuu DNA:sta ja proteiineista.

Kirjan tehtävä 3 s. 85 Sipulin juuren jakautuvia soluja

Tutkijat laskivat sipulin juuren kärjestä tehdystä leikkeestä eri jakautumisen vaiheissa olevien solujen määrät: esivaihe 210 solua, keskivaihe 30 solua, jälkivaihe 12 solua ja loppuvaihe 48 solua.

a) Mitä tämä tulos kertoo juuren kärjestä?
- Välivaiheessa olevia soluja ei ole ollenkaan ja, koska esivaiheessa olevien solujen määrä on noin suuri verrattuna muissa vaiheissa olevien solujen määrään, juuren kärjen solut jakautuvat vilkkaasti.

b) Miten tulos olisi poikennut, jos tutkittavana olisi ollut jokin muu osa juuresta?
- Välivaiheessa olevia soluja olisi ollut paljon, sillä juuren kärjessä niitä ei ollut lainkaan.

6. Solut ovat toimivia kokonaisuuksia

Tärkein kappaleesta oppimani asia oli se, että solujen perusrakenne- ja toiminta on samankaltaisia, mutta siti erilaistumisen tuloksena soluissa on myös eroja. Eläinsolujen rakenne poikkeaa kasvisolusta niin, että eläinsolussa on kaksi keskusjyvästä ja lysosomeja, jotka puuttuvat kokonaan kasvisoluilta. Kasvisoluilla taas on solunesterakkula, viherhiukkasia ja soluseinä, jotka puuttuvat kokonaan eläinsoluilta. Yhteisiä kasvi-ja eläinsoluille on ribosomit, solulimakalvostot, tumat, solukalvot, Golgin laitteet, mitokondriot, mikroputket, solulima ja peroksisomit.

Esitumalliset solut eroaa tumallisista soluista niin, että niillä ei ole tumakotelon ympäröimää tumaa ja niiden geenit sijaitsee yhdessä kromosomissa ja pienissä renkaissa, plasmideissa, kun taas tumallisilla soluilla geenit ovat tuman sisällä sijaitsevissa kromosomeissa. Esitumalliset solut ovat myös tumallisia soluja pienempiä ja niiden soluseinä on aminohapoista ja hiilihydraateista rakentunutta mureiinia. Joillain bakteereilla soluseinän ulkopuolella voi olla myös limakapseli. Bakteerit ja arkit ovat esitumallisia, kun taas alkueliöillä, levillä, sienillä, kasveilla ja eläimillä on tumallisia soluja.

Kappaleesta esiin nousi käsitteet kudos ja solukko. Kudoksiksi sanotaan rakenteeltaan samanlaisia ja samoihin tehtäviin erikoistuneita eläinten soluja, kun taas rakenteeltaan samanlaisia ja samoihin tehtäviin erikoistuneita kasvien soluja kutsutaan solukoiksi. Kudoksia ovat esimerkiksi hermokudokset ja poikkijuovaiset lihaskudokset, kun taas solukkoa on esimerkiksi kasvisolukko.

                                                        Poikkijuovainen lihaskudos

                                                                    Kasvisolukko

Kirjan tehtävä 3 s. 78 Soluelimet

Kuvat esittävät kahta keskeistä soluelintä.

a) Nimeä soluelimet A ja B. Mitä yhteistä niiden rakenteessa on?
- A on viherhiukkanen ja B on mitokondrio. Kumpaakin soluelintä ympäröi kaksinkertainen kalvo ja kummassakin on ribosomeja ja DNA:ta.

b) Missä soluissa esiintyy molempia soluelimiä?
- Kasvi- ja leväsoluissa.

c) Selosta lyhyesti näissä soluelimissä tapahtuvat reaktiot. Reaktioyhtälöitä ei tarvitse kirjoittaa.
- Viherhiukkasissa tapahtuu fotosynteesiä, eli auringon energiaa sitoutuu veden ja hiilidioksidin yhdistyessä glukoosiksi eli sokeriksi, samalla vapauttaen happea ilmakehään. Fotosynteesissä on kaksi vaihetta, valoreaktio, jossa vesi hajoaa valoenergian vaikutuksesta hapeksi ja vedyksi, sekä pimeäreaktio jossa hiilidioksi yhdistyy sinne tulleeseen vetyyn ja tämän seurauksena syntyy glukoosia.

Mitokondrioissa tapahtuu soluhengitystä, jossa energiaa muutetaan soluille käyttökelpoiseen muotoon ATP-molekyylien sidosenergiaksi. Glugoosin hajoaminen vedeksi ja hiilidioksidiksi tapahtuu vaiheittain, sillä ensin glukoosi hajoaa solulimassa tapahtuvassa glykolyysissä pyruvaatiksi eli palorypälehapoksi, jonka jälkeen se hajoaa sitruunahappokierrossa ja elektroninsiirtoketjussa vasta vedeksi ja hiilidioksidiksi.

5. Entsyymit pilkkovat ja rakentavat molekyylejä

Tärkein kappaleesta oppimani asia oli se, mitkä ovat kaksi aineenvaihduntaan kuuluvaa reaktiota ja miten ne toimivat. Toinen on katabolinen eli hajottava reaktio, jossa vapautuu energiaa.  Siinä aineita hajotetaan yksinkertaisemmiksi yhdisteiksi, esimerkkinä soluhengitys, jossa glukoosi hajoaa monivaiheisen reaktiosarjan kautta vedeksi ja hiilidioksidiksi. Anabolisessa eli rakentavassa reaktiossa taas sitoutuu energiaa ja siinä aineita yhdistetään monimutkaisemmiksi yhdisteiksi. Siitä esimerkkinä voidaan pitää sitä, kun kasvisoluissa glukoosimolekyylit liittyvät pitkäksi ketjuksi ja muodostuu tärkkelystä.

Kappaleesta esiin nousi käsite inhibiittori, jolla tarkoitetaan aineita, jotka estävät entsyymin toiminnan. Inhibiittorit voivat pysäyttää reaktion kulun kolmella eri tavalla; kiinnittimyllä substraatin tilalle entsyymin aktiiviseen kohtaan estäen substraatin kiinnittymisen siihen; muuttamalla entsyymimolekyylin muotoa, jolloin substraatti ei voi kiinnittyä sen aktiiviseen kohtaan tai luonnollisena inhibiittorina, kun entsyymireaktion lopputuotetta on riittävästi, jolloin lopputuote voi estää entsyymin tuotannon solussa.

Entsyymien toiminta on tärkeä tietää, sillä monen jokaisen tunteman tuotteen valmistamiseen on tarvittu entsyymejä, kuten esimerkiksi  lihan, mehun, oluen, hillojen, leivonnaisten ja makeisten valmistamiseen. Myös farkkujen kulutukseen ja pesuaineisiin käytetään entsyymejä.

Joka päivä minunkin kehossani entsyymit tekevät tehtäviään mm. ruuansulatuksessa. Ruuansulatusentsyymit pilkkovat ravintoa eli proteiineja, rasvaa ja hiilihydraatteja sellaiseen muotoon, että keho pystyy käyttämään sen hyväkseen. Se on tärkeää, sillä ilman entsyymien toimintaa hajoaminen tapahtuisi aivan liian hitaasti, jolloin elämä ei olisi edes mahdollista.

Kirjan tehtävä 2 s. 70 Entsyymien toiminta omenassa

Omenalohko C on juuri leikattu. A ja B on leikattu kaksi päivää sitten, mutta B:tä pidettiin minuutti kiehuvassa vedessä heti leikkauksen jälkeen. Selitä, mistä johtuu omenalohkojen A,B ja C erilainen ulkonäkö.

Lohkossa A entsyymien toiminta entsyymien toiminta omenan soluissa on saanut aikaan omenalohkon tummumisen. Lohkossa B entsyymit ovat tuhoutuneet eli denaturoituneet korkean lämpötilan ansiosta, minkä takia omenalohko ei ole päässyt tummumaan ja on siis pysynyt vaaleana. Lohko C näyttää vielä tuoreelta, sillä lohko on vasta leikattu, eikä omenan solujen entsyymit ole kerenneet vielä pilkkomaan lohkon glukoosia tärkkelykseksi.

4. Geenit ohjaavat proteiinien rakentumista

 Tärkein kappaleesta oppimani asia oli se, miten proteiineja valmistetaan. Proteiinit valmistetaan soluissa monivaiheisessa tapahtumaketjuss, proteiinisynteesissä. Proteiinisynteesi tapahtuu solulimassa ribosomien pinnalla DNA:n ohjeiden mukaan. Tiedon proteiinien rakennuspaikalle solulimaan vie viestinviejä eli lähetti-RNA, joka sisältää DNA:sta kopioidun ohjeen proteiinien rakentamiseksi. Solulimassa tämä ohje tulkitaan sitten kolmen emäksen ryhminä, emäskolmikkoina.

Solulimaan tullut lähetti-RNA tarttuu alkupäästään ribosomiin, joka liukuu sitten lähettiä pitkin kunnes saavuttaa aloituskolmikon. Lähetti-RNA:n tuoman viestin tulkintaan tarvitaan solulimassa olevia siirtäjä-RNA-molekyylejä, joiden toiminta perustuu siihen, että sen toisessa päässä on emäskolmikko ja toisessa päässä tätä emäskolmikkoa vastaava aminohappo. Siirtäjä-RNA:n emäskolmikko voi kiinnittyä lähetti-RNA:han, jos se löytää tästä vastinemäskolmikon. Kun sitten ribosomin kohdalla olevan lähetin emäskolmikko ja siirtäjän emäskolmikko vastaavat toisiaan, liittyy siirtäjän emäskolmikko hetkeksi lähettiin. Tällöin siirtäjän toisessa päässä oleva aminohappo irtoaa ja liittyy entsyymien avustamana rakenteilla olevaan aminohappoketjuun. Ribosomi liukuu lähetin pinnalla ja samalla yhä uusia aminohappoja liittyy syntyvään ketjuun, kunnes saavutaan lopetuskolmikon kohdalle. Tällöin aminohappoketjun valmistus loppuu ja lähetti irtoaa ribosomista. Kun ketjuja on sitten syntynyt tarvittava määrä, proteiinisynteesi päättyy.

Aminohappoketju ei ole kuitenkaan vielä valmis proteiini, sillä proteiinista tulee toimiva vasta, kun se on saanut kolmiulotteisen rakenteensa. Proteiinin aminohappojärjestys vaikuttaa siihen, millainen tämän proteiinin rakenne on. Pitkä aminohappoketju kiertyy spiraalille ja taipuu poimuille, kun ketjun eri kohdissa olevien aminohappojen välille muodostuu vetysidoksia. Tätä sanotaan proteiinin sekundaarirakenteeksi. Aminohappoketju taipuu vielä kolmiulotteiseksi tertiaarirakenteeksi, jonka rakenteen määrää aminohappojen järjestys. Proteiinilla voi olla myös kvartiaarirakenne, joka syntyy, kun kaksi tai useampia tertiaarirakenteisia aminohappoketujuja liittyy yhteen.

Kappaleesta esiin nousi käsite mallijuoste, jolla tarkoitetaan DNA:n juostetta, joka toimii syntyvän lähetti RNA:n mallina eli templaattina.

Kirjan tehtävä 2 s. 63 Käsitteitä

Määrittele seuraavat käsitteet ja selitä, miten ne liittyvät toisiinsa: 

Proteiini
Proteiinit ovat orgaanisia molekyylejä, jotka rakentuvat aminohapoista. Ne toimivat soluissa lukuisissa eri tehtävissä, kuten ihmisten ruuansulatusentsyyminä.

Kromosomi
Rakentuu DNA:sta ja proteiineista. Jokaisella eliölajilla on solujensa tumassa tietty määrä kromosomeja. Esitumallisilla kromosomit ovat solulimassa. Kromosomin sisältämän perintöaineksen avulla solu säätelee aineenvaihduntaansa.

Aminohappo
Aminohapot ovat proteiinien rakenneosia. Ne rakentuvat hiili-, happi-, vety-, typpi- ja rikkiatomeista. Lähes kaikkien eliöiden proteiinit rakentuvat 20 erilaisesta aminohapoista.

Geeni
Geenit ovat DNA-molekyylin toiminnallisia jaksoja. Jokainen geeni sisältää tietyn ohjeen, jonka perusteella proteiinisynteesissä ja sen jälkeisissä tapahtumissa aminohapoista rakentuu tietyllä tavalla toimiva proteiini.

DNA
DNA on nukleiinihappo, josta solun perintöaines rakentuu. Sisältää solujen perinnöllistä informaatiota ja se koostuu nukleitideista, joiden rakennusosia ovat fosfaattiosa, deoksiriboosisokeri sekä emäsosa, joka voi olla adeniini (A), tymiini (T), guaniini (G) tai syoniini (C). DNA on kierteinen kaksoisjuoste, jota on tumassa, mitokondrioissa ja viherhiukkasissa.

3. Solu ottaa ja poistaa aineita

Tärkein kappaleesta oppimani asia oli se, miten aineet pystyvät kulkemaan soluissa. Aineiden kuljetus soluissa on joko passiivista tai aktiivista. Passiivisessa aineiden kuljetuksessa aineet siirtyvät suuremmasta pitoisuudesta pienempään pitoisuuteen, kun taas aktiivisessa aineet siirtyvät pienemmästä pitoisuudesta suurempaan pitoisuuteen.

Passiivista aineiden siirtymistä tapahtuu osmoosin, diffuusion ja avustetun diffuusion avulla. Osmoosissa vettä siirtyy solukalvon läpi niin, että aina mennään laimeammasta liuoksesta väkevämpään eli suuremman vesipitoisuuden puolelta pienempään vesipitoisuuteen. Näin kahden eri ympäristön väkevyyserot pystyvät tasaantumaan. Osmoosiin ei tarvita energiaa.

Diffuusiolla tarkoitetaan aineiden sekoittumista atomien ja molekyylien lämpöliikkeiden ansiosta. Siinä aineiden pituuserot pyrkivät tasoittumaan. Diffuusion avulla pieni molekyyliset aineet, kuten happi ja hiilioksidi, pystyvät siirtymään solukalvon läpi. Avustetulla diffuusiossa aineet siirtyvät solukalvon läpi kantajaproteiinien avulla tai ionikanavien läpi, jolloin niiden siirtyminen nopeutuu.

Aktiiviivista aineiden siitymistä tapahtuu kuljettajaproteiinien ja solusyönnin avulla. Koska aineet siirtyvät pienemmästä pitoisuudesta suurempaan pitoisuuteen, tarvitaan energiaa, jota saadaan ATP-molekyylien avulla. Aktiivinen aineiden siirtyminen kuljettajaproteiinien avulla tapahtuu muuten aivan samalla tavalla kuin avustetussa diffuusiossa, paitsi mukana on vain energiaa. Aineiden siirtyminen solusyönnin avulla tapahtuu niin, että solu ympäröi solukalvollaan ravintonsa, esimerkiksi ameeban, tai tuhottavan eliön, esimerkiksi valkosolun, minkä jälkeen solu siirtää sen sisäänsä ja lopulta entsyymit hajottavat sen.

Kappaleesta esiin nousi käsite kalvoproteiini, jolla tarkoitetaan solukalvon proteiineja, joilla on solukalvoissa monenlaisia tehtäviä; esimerkiksi aineiden kuljetus solukalvon läpi, viestien vastaanotto ja toimiminen entsyyminä.

Kirjan tehtävä 5 s. 49 Kasvisolu erilaisissa liuoksissa

a) Kaavakuva esittää kasvisolua. Nimeä piirroksessa numeroin 1-4 osoitetut solun osat.

1= Soluseinä
2= Vakuoli eli solunesterakkula
3= Solulima
4= Tuma

b) Kun punalehtisen huonekasvin, taskujuorun, solukkoa upotettiin 1%:n, 9%:n ja 15%:n sokerilioksiin, yksittäiset solut näyttivät mikroskoopissa seuraavanlaisilta. Päättele ja perustele, mikä näytteistä A-C on ollut missäkin liuoksessa. Käytä perusteluissa soveltuvin osin a)-kohdan nimistöä.

Solukko A on ollut 9%:ssa sokeriliuoksessa, sillä soluista on siirtynyt vettä ulkopuoliseen väkevämpään liuokseen. Solukalvo on osittain irronnut soluseinästä ja solulima, johon väriaineet ovat liuenneet täyttää enää osan solusta. Vettä on siirtynyt pois sekä solulimasta että vakuolista.

Solukko B on ollut 1%:ssa sokeriliuoksessa, sillä solu näyttää hieman turvonneelta, joten vettä on siirtynyt solun ulkopuolisesta liuoksesta solun sisälle, sillä solun ulkopuolella olevan liuoksen väkevyys on pienempi kuin solun sisällä.

Solukko C on ollut 15%:ssa sokeriliuoksessa, sillä solun sisältö on kutistunut huomattavasti. Vettä on siirtynyt solusta ulkopuoliseen liuokseen, sillä solun ulkopuolisen liuoksen väkevyys on suurempi kuin solun sisällä. Solukalvo on myös lähes kokonaan irronnut soluseinästä.

2. Solun toiminta tarvitsee energiaa

Tärkein kappaleesta oppimani asia oli se, että fotosynteesissä on kaksi vaihetta; valoreaktio ja pimeäreaktio. Fotosynteevsin valoreaktiot tapahtuvat viherhiukkasten yhteyttämiskalvostoissa valoenergian avulla. Valoreaktioissa vesi hajoaa vedyksi ja hapeksi ja Auringon valoenergiaa sitoutuu ATP-molekyyleihin. Vety liittyy lopulta vedynsiirtäjään, joka kuljettaa sitten sen fotosynteesiin pimeäreaktioihin.

Fotosynteesin toinen vaihe eli pimeäreaktiot tapahtuvat viherhiukkasten nestämäisessä välitilassa yleensä heti valoreaktioiden jälkeen. Energia pimeäreaktioihin saadaan ATP- molekyylien runsasenergisten sidosten purkautuessa. Hiilidioksista ja vedystä syntyy monivaiheisen reaktiosarjan päätteeksi glukoosia eli rypälesokeria. Näin fotosynteesin lopputuotteiksi on syntynyt valoreaktoissa syntynyttä happea ja pimeäreaktiossa syntynyttä glukoosia.

Kappaleesta esiin nousi käsite kemosynteesi, jolla tarkoitetaan orgaanisten yhdisteiden valmistamista ilman Auringon valoenergiaa, vapauttamalla energiaa hapettamalla epäorgaanisia yhdisteitä.

Omassa elämässäni olen törmännyt maitohappokäymiseen, jolla tarkoitetaan anaerobista reaktioa, jossa glukoosista syntyy maitohappoa ja hiilidioksidia sekä vapautuu vähäinen määrä energiaa. Tämä johtuu siitä, että soluilla ei ole käytettävissä tarpeeksi happea.
 

Myös soluhengitys on tuttua jokapäiväisessä elämässäni, sillä joka päivä energiaa vapautuu solujeni käyttöön. Soluhengityksellä tarkoitetaan reaktiosarjaa, jossa ravintoaineiden kemiallisissa sidoksissa oleva energia vapautuu hapen läsnä ollessa ja sitoutuu ATP-molekyyleihin ja siten solujen käyttöön. Soluhengitykseen kuuluu kolme vaihetta: anaerobinen glykolyysi, sitruunahappokierto ja elektroninsiirtoketju.

Kirjan tehtävä 1 s. 35 Mitkä seuraavista väittämistä ovat oikein ja mitkä väärin?

Korjaa väärät väittämät oikeiksi. 

a) Soluhengitystä tapahtuu vain eläinsoluissa.
 Väärin, sillä soluhengitystä tapahtuu myös kasvien, sienten, alkueliöiden ja esitumallisten soluissa.

b) Soluhengitystä tapahtuu kasvisoluissa vain yöllä.
 Väärin, sillä kasvit hengittävät myös päivällä ja näin ollen myös soluhengitystä tapahtuu silloin.

c) Fotosynteesissä energiaa sitoutuu.
 Oikein.

d) Soluhengityksessä energiaa vapautuu.
Oikein.

e) Hapettomissa oloissa energiaa vapautuu eläinten soluisssa alkoholikäymisessä. 
 Väärin, sillä jos happea ei ole käytettävissä eläinsoluissa tapahtuu maitohappokäyminen.

f) Soluhengityksessä syntyy vettä ja hiilidioksidia.
 Oikein.

g) Maitohappokäymisen lopputuotteena syntyy glukoosia.
 Väärin, sillä maitohappokäymisen lopputuotteena syntyy maitohappoa.

h) Soluhengitys on tehokkaampi tapa vapauttaa energiaa kuin maitohappokäyminen.
 Oikein.

i) Fotosynteesin lähtöaineita ovat vesi ja happi.
 Väärin, sillä fotosynteesin lähtöaineita ovat vesi ja hiilidioksidi.

j) Fotosynteesiä tapahtuu vain valossa. 
Oikein.

1. Eliöt rakentuvat soluista

Tärkein oppimani asia oli se, mitä eri osia soluissa on ja miten ne vaikuttavat solun toimintaan. Opin, että eläinsolun ja kasvisolun rakenne on lähes samanlainen, poikkeuksena kuitenkin se, että kasvisolussa on muiden solunosien lisäksi myös soluseinä, viherhiukkanen ja solunesterakkula, jotka puuttuvat kokonaan eläinsoluilta. Soluseinä suojaa ja tukee kasvisolua, viherhiukkanen sitoo Auringon valoenergiaa fotosynteesissä kemialliseksi sidosenergiaksi ja solunesterakkula varastoi kasvisoluissa jätteitä, vettä ja muita aineita. Vastapainoksi eläinsoluissa on lysosomi, jonka tehtävä on hajottaa sen sisältämien entsyymien avulla solun kannalta tarpeettomia aineita, sekä keskushyvänen, jonka tehtävänä on osallistua solun jakautumiseen.

Eläinsolulle ja kasvisolulle yhteisiä osia ovat solulima, solulimakalvosto, tuma, solukalvo, ribosomi, golgin laite ja mitokondrio. Solulima koostuu vedestä ja siihen liuenneista aineista ja solulimakalvostossa valmistetaan ja kuljetetaan solun tarvitsemia aineita. Solukalvon tehtävänä on säädellä aineiden siirtymistä soluun ja sieltä pois, minkä lisäksi se välittää soluun tulevia viestejä. Ribosomi osallistuu proteiinien valmistamiseen ja golgin laite sitten muokkaa ja pakkaa ribosomissa valmistettuja proteiineja. Mitokondriossa ravintoaineista vapautuu energiaa solun käyttöön. Tumassa olevat perintötekijät eli geenit ohjaavat solun toimintaa.

Kappaleesta nousi esiin käsite esitumallinen solu, millä tarkoitetaan sellaista solua, jossa ei ole tumakoteloa. Esitumallisia ovat arkit ja bakteerit.

Solut ovat merkittävä osa jokapäiväistä elämääni vaikken sitä ole aiemmin tullut kauheasti ajatelleeksikaan, sillä jokainen eliö, kuten minäkin, koostuu soluista ja näin ollen on tärkeää tuntea solujen toimintaa. Tarvitsen joka päivä tekemisissäni useiden kehossani olevien eri solujen yhteistyötä ja kaikki elintoimintoni perustuvat solujen toimintaan.