Solubiologia Genetiikan osuus syksyllä 2011 Jaakko Lumme, Heidi Aisala Oulun yliopisto, Biologian laitos ABI runs	Schwann keksi, että kaikki eläimetkin muodostuvat soluista.
Elämän alku. Kaikilla maapallolla nykyisin elävillä olioilla on yhteinen alkuperä, mikä näkyy siinä, että kaikki varastoivat ja kasaavat informaation DNA-molekyyliin ja toteuttavat sen RNA-välitteisesti proteiinikoneistoilla. Tätä yhteistä, jo varsin monimutkaista ja tehokasta alkumuotoa edeltävät tapahtumat ovat hämärän peitossa, mutta RNA lienee monistanut itseään ja pelannut jo yhteen aminohappojen ja polypeptidien kanssa. DNA:sta tuli voittoisa, koska se voi varastoida informaatiota suunnattoman paljon.		origin 1
Kaikkien elämänmuotojen keskeinen funktio on proteiinisynteesi, jossa ribosomi-niminen laite on varsinainen ihmepeli. Ribosomien RNA-geenien emässekvenssejä vertaamalla voidaan konstruoida koko elämän yhteinen fylogenia eli sukupuu. Elämän muodot eriytyivät varhain kolmeen pääluokkaan: ja Kaikille soluille yhteisen ribosomin rakenteen ja tietysti toiminnan selvittelystä myönnettiin vuoden 2009 kemian Nobel-palkinto. Carl Woese jäi taas ilman, vaikka on evoluution ymmärtämisen näkökulmasta ehkä tärkein ribosomin tai ribosomi-DNA:n tutkija. Varhaisimpia elämänmuotoja pääteltäessä haetaan arkkien, bakteerien ja eukaryoottien yhteisiä piirteitä ja eroja. Varhaiset eliöt muuttivat maapallon kaasukehän koostumusta kukin vuorollaan: metanogeenit lämmittivät sitä silloin, kun aurinko vielä oli himmeä, ja syanobakteerit tuottivat lopulta happea ja mahdollistivat nykyisen (meidän näkökulmasta) aerobisen menon. Ekstremofiilit ovat olioita, jotka elävät meille oudoissa ympäristöissä, esimerkiksi syvällä.		origin 2 arkit bakteerit eukaryootit
Eukaryootit eli aitotumalliset syntyivät silloin, kun alfa-proteobakteeri tuli alku-eukaryootin endosymbiontiksi.  Syanobekteerit olivat jo tuottaneet vapaata happea, joten aerobinen elämänmuoto tuli mahdolliseksi. Alkutilanteesta on erilaisia ehdotuksia. Puhutaan endosymbioosihypteesista, vaikka se ei enää olekaan mikään hypoteesi, vaan perusteellisesti testattu osa tietämystämme.		Artikkeli 1 Artikkeli 2 Artikkeli 3 Endosymbioosi
Alfa-proteobakteeri menetti suuren osan geeneistään (tumaan)  ja muuttui vähitellen nykyaikaiseksi mitokondrioksi. Mitokondrion jäljellä olevat geenit paljastavat sen sukulaisuussuhteet Ricketsian kaltaisiin patogeenisiin bakteereihin. On yritetty löytää sellaisia eukaryootteja, joilla ei vielä olisi mitokondriota, mutta turhaan: kaikilla se on ollut, joillakin surkastunut melkein pois ja omaksunut joitakin muita tehtäviä. Tumaan siirtyneistä geeneistä voidaan nähdä, että mitokondrio oli Giardiassakin.		Mitokondrio Alfa-proteobakteerit
Syanobakteeri tuli joidenkin eukaryoottien symbiontiksi ja syntyi vihreä, yhteyttämiskykyinen eukaryoottisolu, jolla on kloroplasti. Yksisoluisia vihreitä (tai muunvärisiä) on nykyisinkin valtava määrä, ja niiden kloroplasteja tutkimalla on saatu selville kiehtova kertomus primaarisesta ja sekundaarisesta endosymbioosista. Jotkut kloroplastit ovat pahasti haalistuneet, kuten malarialoision apikompleksi.		Kloroplasti Syanobakteerit
Tuman synty onkin suuri mysteeri. Viimeisinkään tieteellinen kokous ei päässyt yksimielisyyteen siitä, miten tuma selitetään. Arkkimaiset geenit huolehtivat informaatiosta (siis DNA:sta), bakteerimaiset taas metaboliasta ja huushollista. Jonkunlainen fuusio on mahdollinen, jopa todennäköinen. Tuman sisällä on paljon arkkimaisuutta, solulimassa taas bakteerimaisia toimintoja, mutta erottelu ei ole helppoa.		Tuman synty? Yksisoluisia eukaryootteja Näennäisen tumallinen bakteeri
Monisoluisuus on syntynyt eliökunnassa useita kertoja, ainakin viidesti. Kaikilla monisoluisilla ryhmillä on joku yksisoluisten porukka, joka on sitä lähinnä molekyyligeneettisten analyysien perusteellla. Meillä (eläimillä) ne läheiset ovat choanoflagellaatteja Ensimmäinen sienieläimen genomisekvenssi julkaisitiin 2010; siitä löytyy avaimia monisoluisuuteen. TÄMÄ OSA ON EKSTRAA, EI TENTTIIN		Monisoluisuus
Tuman toiminnasta tiedetään paljon. Tumakotelo on eukaryoottisolun aktiivinen liikenteen ohjaaja, joka erottaa eri toimet ja siirtää tarvikkeet ja tuotteet sisälle ja ulos. Proteiineilla on kullakin muutamien aminohappojen mittainen signaalinpätkä, jonka perusteella ne ohjataan oikeaan paikkaansa. LähettiRNA (mRNA) on selkeimpiä tumasta ulos ohjattavia asiakkaita, samoin tumajyväsessä valmistetut ribosomit.  CELLin viimeisimmässä laitoksessa tuman sisäinen rakenne on esitetty paljon perusteellisemmin kuin koskaan aikaisemmin. Uudet kuvantamismenetelmät ovat paljastaneet yllättävän järkevän toiminnallisen struktuurin.		Tuma tuma Wikissä
Kromosomit.  Kromosomilla on monia ominaisuuksia ja sen vuoksi myös useita määritelmiä, vaikka samasta asiasta on aina kysymys. Myös bakteerien kromosomeja nimitellään kromosomeiksi, vaikka "värikappale" ei ihan sellaista kuvaa. Kytkentäryhmä on genetiikan kannalta kromosomi-sanan tärkein synonyymi: geenit ovat lineaarisessa järjestyksessä haarautumattomissa ryhmissä   Kromosomien päiden eli telomeerien tutkijoille annettiin lääketieteen ja fysiologian Nobel-palkinto 2009		kromosomi 1 kromosomi 2 metafaasikromosomit
Kromosomin varsinainen rakenne. DNA:ta on solussa kovin paljon. Sen negatiiviset (happohan se on) varaukset on neutraloitava ja se on muutenkin kelattava tiiviiseen muotoon, jotta se edes mahtuisi tumaan. Kelausmenetelmän keksivät jo arkit, ja se täydellistyi eukaryooteissa. Keskeinen proteiiniryhmä on histonit, joiden vastuulla on kelaus, mutta myös ennalta-arvaamattoman paljon geenitoiminnan säätelyä.   Genomi on pirstoutunut kromosomeiksi, jotta ne mahtuisivat mitoosien ja meioosien aikana solun rajotettuihin tiloihin		kromosomi 3
Solusykli. Kaikille eliöille on yhteistä, että solut kasvavat, keräävät ainetta ja voimia kahdelle seuraajalle ja sitten jakautuvat. Solusyklin ymmärtäminen kiinnostaa tieteilijöitä erityisen kovasti siksi, että syöpä on häiriö solusyklin säätelyssä. Solusykli on niin universaali, että hiivan syklin säätelyn geenien homologeja (ortologeja) on ihmisellä.		solusykli
Solu jakautuu ja huolehtii siinä yhteydessä kromosomeistaankin: mitoosi. Kromosomit tekevät itsensä lyhyiksi (ja paksuiksi), ja sitten ne vaan odottelevat, että niitä roudataan. Tumasukkulan mekaniikka vetoineen ja työntöineen on tärppiasiaa, ja kinetokorin monet funktiot myös varsin ihmeellisiä.		mitoosi 1 mitoosi 2
Meioosi. Diploidi solu tuplaa DNA:nsa (= tetraploidi), vertaa ja rekombinoi vastinkromosominsa ja jakaa sitten kromosomit kaksi kertaa peräkkäin. Syntyy haploideja soluja, jotka usein ovat gameetteja, mutta joskus kasvavat monisoluisiksi (kasveiksi, sieniksi, leviksi) ilman yhtymistä. Ihmetelkää sister-killer -asiaa. Opetelkaa huolellisesti kinetokorien toiminta - kuinka se eroaa mitoosista.		meioosi 1 meioosi 2
Systeemit -osa sisältää vähän EXTRAA biologiaa. On merkillistä, kuinka haploidi - diploidi (tetraploidi) - haploidi -vuorottelu on universaalia, mutta varsinainen "eläminen" voikin tapahtua syklin eri vaiheissa, useammassakin. Miksi ei! Meidän nisäkkäiden optiot on kovin kaventuneet. Kun normaalimeioosi ponnistelee haplo-diploidisysteemin stabiloimiseksi, tapahtuu joskus silti koko kromosomistojen moninkertaistumista. Etenkin kasveilla tämä on yleistä ja merkittävä evoluutioilmiö. Lukuisat eliöryhmät ovat kehitelleet suvuttoman ja suvullisen lisääntymisen yhdistelmiä, joilla ne voivat hyödyntää optimaalisesti ympäristöään. Klonaalinen lisääntyminen on edullista, jos poikanen varmasti voi elää kuten äitinsä: etuna vielä se, ettei tarvita koiraita. Seksi tarkoittaa rekombinaatiota ja tuottaa potentiaalista sopeutumista muutoksiin tai uusiin ympäristöihin.		levät ititökasvit sienet partenogeneesi polyploidia
Pikakertausteksti