Soluteoria on yksi biologian perusperiaatteista. Saksalaiset tiedemiehet Matthias Schleiden, Theodor Schwann ja Rudolph Virchow ovat saaneet kunnian tämän teorian laatimisesta. Soluteoria väittää, että kaikki biologiset organismit ovat joko yksi- tai monisoluisia. Solut ovat elämän perusyksikkö, ja kaikki solut ovat peräisin olemassa olevasta elämästä. Vuonna 1839 Schwann ja Schleiden muodostivat tämän teorian. Siitä on tullut modernin biologian perusta.
Soluteorian muotoilu
Vuonna 1838, kun Matthias Schleiden ja Theodor Schwann nauttivat illallisen jälkeistä kahvia, he keskustelivat solututkimuksistaan. He löysivät joitain yhtäläisyyksiä Schleidenin tutkimien kasvisolujen ja Schwannin havaitsemien eläinsolujen välillä. Myöhemmin kaksi tiedemiestä Schwannin laboratoriossa seurataan tarkasti näytteitä. Vuonna 1839 Schwann julkaisi kirjan kasvi- ja eläinsoluista, kun hän tiivisti kokeidensa havainnot kolmeen periaatteeseen. Ensinnäkin solut ovat elävien organismien rakenteen, fysiologian ja organisaation yksikkö. Toiseksi solut säilyttävät kaksoisoleskelun erillisenä yksikkönä ja rakennuspalikkana organismien rakentamisessa. Lopuksi solut muodostuvat vapaiden solujen muodostuksella aivan kuten kiteiden muodostuminen. Rudolph Virchow totesi myöhemmin, että kolmas periaate oli väärä hänen voimakkaassa sanassaan 'Omnis cellula e cellula' (kaikki solut syntyvät vain olemassa olevista soluista).
ttsz / Getty Images
Soluteorian nykyajat
Useat muiden tutkijoiden tekemät tutkimukset ja kokeet ovat parantaneet soluteoriaa. Nykyaikaiset soluteorian periaatteet väittävät, että kaikki elävät organismit koostuvat soluista ja solu on kaikkien elävien organismien toiminnallinen ja rakenteellinen yksikkö. Lisäksi solut syntyvät jo olemassa olevista soluista jakautumalla. Solunjakautumisen aikana solut välittävät perinnöllistä tietoa (DNA) muille.
kirstypargeter / Getty Images
Poikkeukset
Nykyaikaiseen solun tulkintaan on useita poikkeuksia. Jotkut tutkijat pitävät viruksia elävinä olentoina, vaikka ne eivät koostukaan soluista. Vaikka viruksilla on useita elämän piirteitä, soluteorian määritelmä ei pidä niitä elävinä. Lisäksi ensimmäisen solun alkuperää ei tunneta. Ennen ensimmäistä solua ei ollut olemassa, koska solun määritelmä jättää tämän näkökohdan huomiotta. Kloroplasteilla ja mitokondrioilla on myös oma ainutlaatuinen geneettinen materiaalinsa, ja ne lisääntyvät itsenäisesti.
kirstypargeter / Getty Images
eli jos 1111
Jotkut solubiologian tutkimuksen maamerkeistä
1595: Jansen loi ensimmäisen yhdistemikroskoopin
1626: Redi ehdotti, että elävät olennot eivät synny spontaaneista sukupolvista.
1838: Schwann ja Schleiden ehdottivat soluteoriaa.
1858: Rudolf Virchow selitti, että solut kehittyvät vain olemassa olevista soluista
1869: Miescher eristi DNA:n
1883: perinnöllisyyden kromosomiteoria
1939: Siemens valmisti ensimmäisen kaupallisen transmissioelektronimikroskoopin
1952: Gey ja kollegat kuvasivat jatkuvaa ihmisen solulinjaa.
1953: Watson, Crick ja Wilkins ehdottivat DNA:n kaksoiskierteen rakennetta.
1965: Cambridge Instruments valmisti ensimmäisen kaupallisen pyyhkäisyelektronimikroskoopin
1981: Tuotetaan siirtogeenisiä hedelmäkärpäsiä ja hiiriä, ja määritettiin hiiren alkion kantasolulinja.
2000: Ihmisen genomin DNA-sekvenssi laadittu
man_at_mouse / Getty Images
Solun perusteet
Kaikki elävät olennot koostuvat soluista ja ovat riippuvaisia niistä toimiakseen. Solu sisältää organelleja, jotka suorittavat tiettyjä toimintoja, jotka ovat välttämättömiä normaalille solutoiminnalle. Soluilla on myös DNA:ita ja RNA:ita, jotka ovat geneettistä tietoa, jota tarvitaan solutoiminnan ohjaamiseen. Kaikki solut eivät kuitenkaan ole samanlaisia. Esimerkiksi solut voidaan luokitella laajasti kahteen tyyppiin: eukaryoottisiin ja prokaryoottisiin soluihin. Eukaryoottisoluissa on kalvoon sitoutuneita organelleja, mukaan lukien ydin. Eukaryoottisoluja ovat eläin-, kasvi- ja sienisolut. Eukaryootit (eliöt, joissa on eukaryoottisia soluja) voivat olla yksi- tai monisoluisia. Prokaryoottisoluilla ei ole ydintä tai muita kalvoon sitoutuneita organelleja. Prokaryootteja (eliöitä, joissa on prokaryoottisia soluja) ovat bakteerit ja arkealaiset.
adventtr / Getty Images
Solujen lisääntyminen
Solujen lisääntyminen on prosessi, jossa olemassa olevat solut jakautuvat muodostaen uusia soluja. Kun solu jakautuu, se luo kopion kaikista kromosomeistaan ja lähettää sen äskettäin luotuun soluun. Eukaryoottisolu kasvaa ja lisääntyy monimutkaisen tapahtumasarjan kautta, jota kutsutaan solusykliksi. Solu voi jakautua joko meioosi- tai mitoosiprosessien kautta. Esimerkiksi sukupuolisolut lisääntyvät meioosin kautta, kun taas somaattiset solut lisääntyvät mitoosin kautta. Prokaryoottisolu lisääntyy pääasiassa binäärifission kautta, joka on eräänlainen aseksuaalinen lisääntyminen. Jotkut korkeammat organismit lisääntyvät myös suvuttoman lisääntymisen kautta. Esimerkiksi kasvit, sienet ja levät lisääntyvät aseksuaalisesti muodostamalla itiöitä, kun taas eläimet lisääntyvät aseksuaalisesti orastumisen, uudistumisen, partenogeneesin ja fragmentoitumisen kautta.
Bigmouse108 / Getty Images
Soluprosessit: soluhengitys ja fotosynteesi
Solut suorittavat monia tärkeitä prosesseja, jotka ovat välttämättömiä organismin selviytymiselle. Nämä soluprosessit auttavat organismeja hankkimaan energiaa, joka on varastoitunut kuluttamiinsa ravintoaineisiin. Soluhengitys ja fotosynteesi ovat elämänprosesseja, joita useimmat elävät organismit suorittavat saadakseen käyttökelpoista energiaa luonnosta. Useimmat eläimet täyttävät energiatarpeensa soluhengityksen kautta, kun taas kasvit, levät ja syanobakteerit valmistavat itse ravinnon fotosynteesin avulla. Fotosynteesiprosessi auttaa muuttamaan auringon valoenergiaa kemialliseksi energiaksi (glukoosiksi). Myöhemmin kasvisolut käyvät läpi soluhengityksen, jolloin muodostuu ATP-molekyylejä. Tällä prosessilla tuotettu glukoosi on energianlähde, jota käyttävät sekä fotosynteettiset organismit että niitä kuluttavat organismit, kun jälkimmäiset käyvät läpi soluhengityksen ATP-molekyylien saamiseksi.
normaals / Getty Images
Soluprosessit: Endosytoosi ja eksosytoosi
Solut suorittavat aktiivisia eksosytoosin ja endosytoosin kuljetusprosesseja erittämään kemikaaleja, karkottamaan jätteitä ja vapauttamaan energiaa. Endosytoosi: Tässä prosessissa solu imee molekyylejä, kuten polaarisia molekyylejä ja proteiineja, hydrofobisen plasmakalvonsa kautta. Useat eukaryoottisolut suorittavat tämän prosessin sulattaakseen ruoka-aineita ympäröimällä niitä. Eksosytoosi: Tässä prosessissa solu karkottaa pilkottuja molekyylejä ja muita aineita, jotka ovat liian suuria kulkemaan sen kalvorakenteen läpi. Plasmakalvon ja vesikulaarikalvon fuusio liittyy tähän ulosajoon. Näiden kahden prosessin perusmekanismit ovat samanlaisia, koska ne auttavat molekyylien kuljettamista solujen välillä.
selvanegra / Getty Images
Soluprosessit: Solujen siirto
Solujen vaeltaminen on välttämätöntä monisoluisten elävien organismien asianmukaisen järjestäytymisen luomiseksi ja ylläpitämiseksi. Kudosten muodostuminen haavan paranemisprosessien, alkionkehityksen ja immuunivasteiden aikana edellyttää solujen ohjattua liikettä tiettyihin suuntiin. Ulkoiset signaalit, jotka voivat olla kemiallisia tai mekaanisia, nopeuttavat solujen migraatiota. Jotkut prosessit, kuten mitoosi ja sytokineesi, tarvitsevat myös solumigraatiota.
blue butterfly herne kukka siemeniä
normaals / Getty Images
Soluprosessit: DNA:n replikaatio ja proteiinisynteesi
Geneettinen materiaali on replikoitava jokaista uutta solua varten, jotta se vastaanottaa oikean määrän kromosomeja. DNA:n replikaatio on prosessi, jossa DNA tekee itsestään kopion solunjakautumisprosessin aikana. Tämä prosessi seuraa aloitus-, elongaatio- ja lopetusvaiheita, joihin liittyy replikaatioentsyymejä ja RNA:ita. Tämä prosessi on elintärkeä useille muille prosesseille, mukaan lukien solujen jakautuminen ja kromosomisynteesi. Se on myös ratkaisevan tärkeää solujen kasvulle ja korjaamiselle.
snapgalleria / Getty Images