2: Solu ja perinnöllisyys
Solun toiminta

Tässä osiossa käsitellään seuraavia solun toimintaan liittyviä seikkoja:
  • solun kemiallinen rakenne
  • solun aineenvaihdunta
  • solun energiatalous
  • geenit solun toiminnan ohjaajina
  • entsyymit solun kemiallisten reaktioiden taustalla
  • solujen lisääntyminen.

Solun kemiallinen rakenne

Solun toiminta perustuu sen kemialliseen rakenteeseen. Solussa on sekä epäorgaanisia että orgaanisia yhdisteitä. Solujen tärkein epäorgaaninen yhdiste on vesi. Soluista onkin tavallisesti vettä noin 60–90 prosenttia. Vesi on erinomainen yleisliuotin, joten solun biokemialliset reaktiot tapahtuvat veteen liuenneiden aineiden välillä. Vedellä on merkitystä myös lämpötaloudellisesti, sillä se on hyvä lämmönsitoja ja -luovuttaja. Lisäksi vesi toimii useiden kemiallisten reaktioiden lähtöaineena ja lopputuotteena. Vesi pitää solut muodossaan ja lujittaa solurakennetta. Hiilidioksidi ja sen johdokset kuten hiilihappo kuuluvat myös solun epäorgaanisiin yhdisteisiin. Soluissa on myös useita ionimuodossa olevia alkuaineita, kuten kaliumia (K+) ja natriumia (Na+), joiden avulla muun muassa hermoimpulssit kulkevat hermosoluissa.

Orgaanisia yhdisteitä ruoka-aineissa
Sokerit ja rasvat ovat orgaanisia yhdisteitä.
(Kuva Päivi Korhonen)


Orgaanisia yhdisteitä muodostuu eliöiden aineenvaihduntareaktioissa. Aineenvaihdunnalla eli metabolialla tarkoitetaan kaikkia niitä biokemiallisia reaktoita, joita tarvitaan eliöiden elintoimintojen ylläpitämiseen. Tällaisia reaktitoita ovat esimerkiksi fotosynteesi ja soluhengitys. Valtaosa solun orgaanisista yhdisteistä on hiilihydraatteja, lipidejä ja proteiineja. Hiilihydraattien osuus ihmisen kemiallisesta koostumuksesta on noin 5 prosenttia. Hiilihydraatit jaetaan pieni- ja suurimolekyylisiin. Pienimolekyylisiä hiilihydraatteja ovat mono- ja disakkaridit. Monosakkarideissa on ainoastaan yksi sokeriyksikkö kuten glukoosissa eli rypälesokerissa ja fruktoosissa eli hedelmäsokerissa. Eliöiden kannalta tärkein on glukoosi. Yhteyttävät kasvit ja levät sekä syanobakteerit valmistavat glukoosia fotosynteesissä hiilidioksidista ja vedestä. Sekä glukoosia että fruktoosia solut käyttävät energianlähteenään. Kahdesta monosakkaridista koostuva sakkaroosi eli ruokosokeri kuuluu disakkarideihin, ja sitä kutsutaan yleisesti sokeriksi. Maltoosi ja laktoosi ovat myös disakkarideja.

Suurimolekyyliset hiilihydraatit eli polysakkaridit rakentuvat satojen tai jopa tuhansien glukoosimolekyylien muodostamista ketjuista. Polysakkaridit ovat veteen liukenemattomia, joten solut varastoivat ylimääräisen sokerin polysakkarideina. Kasveilla energiavarastona toimii tärkkelys ja eläimillä glykogeeni. Kasvisolun soluseinä koostuu selluloosasta, joka kuuluu myös polysakkarideihin. Toinen kasveissa yleinen polysakkaridi on esimerkiksi puuvartisten kasvien soluseinän ligniini eli puuaines.

Orgaanisten yhdisteiden merkitys on siinä, että hiili neljän arvoisena atomina voi muodostaa ketjuja ja renkaita, joihin muiden aineiden atomit voivat helposti liittyä. Esimerkiksi monosakkarideihin luettavassa glukoosissa (C6H12O6) eli rypälesokerissa hiiliatomeihin on sitoutunut vety- ja happiatomeja. Glukoosimolekyyli toimii puolestaan runkona useiden muiden orgaanisten yhdisteiden kuten rasvahappojen ja aminohappojen rakenteessa. Hiiliatomit muodostavat näin rungon valtavalle määrälle erilaisia yhdisteitä, joilla on toisistaan poikkeavia ominaisuuksia.

Lipidit eli rasva-aineet liukenevat huonosti veteen. Rasvojen osuus ihmisen kemiallisesta koostumuksesta on noin 10 prosenttia. Lipidit voidaan ryhmitellä sen mukaan, mitä tehtäviä niillä on soluissa. Triglyseridit koostuvat glyserolimolekyylistä ja kolmesta rasvahappomolekyylistä. Arkikielessä niitä kutsutaan rasvoiksi. Triglyseridit toimivat eliöiden soluissa energianlähteinä ja -varastoina. Kolesteroli kuuluu steroideihin, joiden perusrakenteena on neljä toisiinsa kiinnittynyttä hiilirengasta. Kolesteroli toimii eläinsolun solukalvon rakenneosana. Muita biologisesti tärkeitä steroideja ovat sappisuolat ja sukupuolihormonit. Sappisuolojen tehtävä on pilkkoa rasva-aineita ohutsuolessa. Sukupuolihormoneista testosteronin tehtävänä on lisätä miespuolisia sukupuoliominaisuuksia. Fosfolipideissä rasva-aineisiin on kiinnittynyt fosfaattiryhmiä. Ne toimivat rakennusaineina solun kalvorakenteissa, joissa lipidiosa muodostaa vettä hylkivän ja fosfaattiosa vesiliukoisen pään. Karotenoidit esiintyvät kasvien punaisina ja keltaisina väriaineina esimerkiksi viherhiukkasissa. Ne pystyvät fotosynteesiin viherhiukkasissa olevan lehtivihreän eli klorofyllin tavoin.

Seuraava

BIOLOGIA
Kurssin etusivu
Solun rakenne
Solun toiminta
Solun toiminnalle tärkeät orgaaniset yhdisteet
Solukalvon toiminta
Energian sitominen solussa
Energian vapauttaminen solussa
Solujen toiminnan ohjaaminen
Entsyymit
Solujen lisääntyminen
Suvuton ja suvullinen lisääntyminen
Perinnöllisyyden perusteet
Perimän ja ympäristön vaikutus yksilöön
Populaatiogenetiikka ja evoluutioteoriat
Kertaustehtäviä
Sivukartta
OpetushallitusEtälukio KäyttöehdotOhjeet