Jotta solukalvolla tapahtuva reseptorin aktivointi voisi aiheuttaa jonkin mielekkään vasteen solussa, on tapahduttava erilaisten signaalimolekyylien aktiivisuuden muutoksia: fosforylointeja, toisiolähettien rakentamista tai kalsiumin vapautumista.
Solut saavat tietoa ympäristöstään paljolti solukalvolla olevien reseptorien avulla. Nämä haistelevat ympäristöstä vesiliukoisia molekyylejä ja tunnistaessaan ne lähettävät viestin solun sisälle.
Solukalvo sisältää paljon erilaisia fosfolipideitä. Niillä on vaikeita nimiä ja melko samanlainen rakenne. Fosfolipidien kirjosta parhaiten tietoa asiantuntijalta. Yliopistolehtori Reijo Käkelä Helsingin Yliopistosta on tutkinut solukalvon fosfolipidikoostumusta usean kymmenen vuoden ajan. Haastattelussa hän kertoo, miksi fosfolipidejä on niin monia.
Solukalvon toiminnasta tulee helposti mieleen hermosolut ja niissä tapahtuvat kalvon sähköiset muutokset. Kuitenkin vastaavia muutoksia tapahtuu lähes kaikissa soluissa aina, kun biologinen vaste halutaan nopeasti.
Solukalvon toiminnalle erityisasemassa on avustettu diffuusio (erilaiset ionivirrat), jolla säädellään suurinta osaa solutoiminnoistamme. Eläinfysiologian professori Matti Vornanen on tutkinut aihetta kymmeniä vuosia ja kertoo haastattelussa ionivirroista ja niiden merkityksestä.
Solukalvo eristää solun sen ympäristöstä. Tämä rajapinta on oleellinen solujen toiminnalle, mutta myös rajoittaa erilaisten aineiden, kuten ravinteiden saantia soluun. Solukalvon rakenne yksinkertainen: rasvaliukoisissa fosfolipideissä on vesiliukoinen pää, jolloin molekyyli on toisesta päästä vesiliukoinen ja toisesta vettä hylkivä. Kuitenkin solukalvolla on erilaisia fosfolipidejä runsas määrä, minkä lisäksi kalvossa on paljon kolesterolia ja erilaisia proteiineja.
Yliopistolehtori Reijo Käkelä Helsingin Yliopistosta kertoo haastattelussa proteiinien merkityksestä solukalvon rakenteelle ja fosfolipidien mittaustekniikasta.
Tuman ja solulimakalvoston lisäksi normaaliin solun toimintaan tarvitaan myös pienempiä ja vähemmän tunnettuja komponentteja. Monet näistä ovat kalvojen ympäröimiä rakkuloita, jotka suorittavat tehokkaasti joitain tiettyjä tehtäviä. Kuitenkin solu sisältää myös erikokoisia säikeitä.
Tuman ulkopuolella oleva solulimakalvosto tarvitaan valkuaisaineiden rakentamiseen, mutta sillä on myös muita tehtäviä.
Solujen ja niiden osasten havainnointi onnistuu ainoastaan mikroskooppisin menelmin, mutta niiden kokoon on olemassa luonnollinen selitys.
Tervetuloa solu- ja molekyylibiologian perusteet podcast-ohjelmien pariin 2018. Ohjelmasarja käsittelee solubiolgian, biokemian ja molekyylibiologian alkeita yliopistotasoisesti, mutta kuitenkin yleistajuisesti. Ohjelmat uudelleenjulkaistaan editoituna aina syksyisin kurssin kestäessä, jolloin kurssin seuraaminen on helppoa.
Sukupuoli määräytyy Y-kromosomin lisäksi myös muiden tekijöiden vaikutuksesta, jolloin ilmiasu ei aina ole yksioikoisesti tyttö tai poika.
Alkeisuurteen sisään siirtyvät kudokset muodostavat meso- ja endodermin, jolloin meihin kehittyy luusto, lihakset ja ruoansulatuselimet.
Joskus kopioituvissa rakennusohjeisssa ilmaantuu virheitä, jotka häiritsevät solujen toimintaa. Tällöin solun jakautuminen ja sen säätely voivat häiriintyä, jolloin seurauksena on syöpä.
Solubiologiassa käytetään runsaasti mikroskooppisia menetelmiä rakenteiden ja niissä esiintyvien molekyylien havaitsemiseen ja biokemiassa tunkeudutaan rakenteeseen atomitasolla sekä havainnoidaan solujen kemiallisia reaktioita. Molekyylibiologia voidaan tiivistää kolmeen kirjaimeen PCR, jolla monistetaan nukleotidijärjestystä.
Yksilönkehityksen eräs perustapahtuma on hermostoputken kehittyminen. Putki laajenee etupäässä muodostaen aivot ja sen vatsan ja selänpuoleiset hermosolut erikoistuvat aistin- ja liikehermoiksi.
Jotta solut voivat olla erilaisia, on niissä lisättävä ja vaimennettava geenejä.
Molekyylibiologia auttaa ymmärtämään useita ihmisten sairauksia, minkä lisäksi sen avulla voidaan löytää uusia hoitomuotoja niihin. Haastateltavana apulaisprofessori Henna Tyynismaa molekyylineurologian tutkimusohjelmasta Helsingin yliopistolta.
Geenejä paitsi kopioidaan uusiin DNA-molekyyleihin myös RNA:ksi, jolloin niiden sisältämiä rakennusohjeita voidaan käyttää proteiinien rakentamisessa.
DNA:n toiminnan ymmärtämisen kannalta keskeinen prosessi on rakennusohjeiden kopiointi. Ohjelmassa tarkastellaan replikaation perusmekanismeja.
Molekyylibiologia eroaa biokemiasta ja solubiologiasta siinä, että nyt tarkasteltavina ovat rakennusohjeet ja niiden säätely - eivät niinkään solujen tai proteiinien rakenteet.
Gastrulaation vaiheet on kuvattu monsesti koulukirjoissa - sammakolle: pallomainen solukko kurottautuu yhdestä osasta pallon sisään muodostaen alkusuolen. On kuitenkin hyvä tuntea myös gastrulaation perusrakenteet myös muilta selkärankaisilta sekä ymmärtää mekanismit, joiden perusteella eläin jakautuu etu- ja takapäähän.
Erilaistuminen edellyttää solujen välistä viestintää, jolloin yksittäinen solu saa tietoa omasta kasvuympäristöstään. Usein säätely tehdään muutamien solujen päähän parakriinisillä kasvutekijöillä. Säätely myös vaikuttaa solujen liimautumiseen toisiinsa, jolloin samanlaiset solut siirtyvät spontaanisti toisiaan vasten muodostaen mielekkäitä kudoksia.
Koostumme parista sadasta erilaisesta solusta vaikka hedelmöityshetkellä olimme yksittäinen tsygootti. Ruumiinrakenteemme on seurausta solujen jakautumisesta ja erilaistumisesta. Tällöin kaikissa soluissamme ei tuoteta kaikkia mahdollisia proteiineja vaan geenejä tai kokonaisia kromosomeja voidaan tehdä toimimattomiksi.
Hedelmöittyminen on yllättävän vaikea prosessi, jonka ymmärtäminen selittää hyvin erilaisia lastensaannin vaikeuksia,
Jotta yksilö voi kehittyä, tarvitaan sukusolut. Niiden tuottaminen on melko samanlaista sukupuolesta riippumatta. Molemmilla keskeisessä roolissa on kaksi solutyyppiä, jotka ovat herkkiä aivolisäkkeen erittämille säätelyhormoneille: FSH:lle ja LH:lle.
Kehitysbiologia on erittäin nopeasti etenevä tutkimuksenala, joka yhdistyy paitsi ihmisiä lähellä olevaan jälkeläisten terveyteen, myös lajien kehittymiseen ja ympäristön vaikutuksiin. Siten kehitysbiologia auttaa ymmärtämään mekanismeja, jotka vaikuttavat paitsi terveyteemme, myös monia yleisbiologisia ilmiöitä (esim. raajojen määrä ja sijainti).
Tervetuloa seuraamaan Itä-Suomen yliopiston järjestämälle kehitysbiologian kurssin podcast-sarjaa. Sarjassa käydään läpi yksilönkehityksen pääpiirteitä, ympäristön vaikutusta yksilönkehitykseen, kehitysbiologista lajiutumista ja kantasolututkimusta.
Soluissa on erilaisia yhdisteitä, jotka muokkautuvat toisiksi yhdisteiksi. Kuitenkin termodynamiikka rajoittaa näitä muokkautumista, jolloin jotkut reaktiot tapahtuvat ja toiset eivät. Reaktiot voivat esim. tarvita liikaa energiaa tapahtuakseen. Tällöin erilaiset entsyymit tulevat apuun mahdollistaen äärimmäisen hitaita reaktioita.
Proteiinien rakenne määräytyy hyvin yksinkertaisten sääntöjen perusteella: osa aminohappojen sivuketjuista on vesi- ja osa rasvaliukoisia. Lisäksi aminohapot muodostavat kahta kestävää rakennetta alfa-heliksiä ja beta-säikeitä, jotka antavat proteiineille niiden yleisrakenteen. rakennetutkimus on erittäin nopeasti etenevä ala, josta parhaiten saa käsityksen asiantuntijan, professori Juha Rouvisen opastamana.
