Solu Ja Molekyylibiologian Perusteet

DNA:ssa olevien rakennusvaiheiden pohjalta rakennetaan proteiineja aminohapoista.

Shinya Yamanakalle myönnettiin Nobel-palkinto fysiologian tai lääketieteen alalta vuonna 2012 indusoitujen kantasolujen (IPS-solujen) kehittämisestä. Menetelmä mahdollistaa erilaistuneiden solujen uudelleenohjelmoinnin ja on mullistanut kloonauksen mahdollisuudet lääketieteen eri aloilla. Yamanakan ura on ollut kaikkea muuta kuin suoraviivainen, minkä lisäksi hän oli Nobel-luennossaan erittäin rehellinen ja suorastaan erinomainen stand-up-esiintyjä.

Sukupuoli määräytyy koiraaksi tai naaraaksi testosteronin, sen metaboliitin ja reseptorien vaikutuksesta. Tähän vaikuttaa pohjimmiltaan Y-kromosomin yksi geeni. Siten sukupuolen määräytymisessä voi olla paljon poikkeavuuksia eikä mustavalkoiselle jaolle tyttöihin ja poikiin ole luonnontieteellisiä perusteita. Kuitenkin jakoa käytetään runsaasti poliittisten päämäärien ajamiseen, kuten jaksossa lainatuissa Suomen eduskunnan täysistuntokeskusteluista voidaan havaita.

Jotta solut voivat olla erilaisia, on niissä lisättävä ja vaimennettava geenejä. DNA:ta luetaan ja sen koodaamat rakennusohjeet viedään ribosomeille RNA:na.

Kaikki geenit eivät ole jatkuvasti aktiivisia, jolloin soluissa voidaan säädellä geenituotteiden - proteiinien määriä. Tyypillisessä solussamme suurin osa geeneistä on jatkuvasti poissa käytöstä.

Molekyylibiologia auttaa ymmärtämään useita ihmisten sairauksia, minkä lisäksi sen avulla voidaan löytää uusia hoitomuotoja niihin. Haastateltavana apulaisprofessori Henna Tyynismaa molekyylineurologian tutkimusohjelmasta Helsingin yliopistolta.

Hermostoputken vierelle kehittyy erilaisia mesodermaalisia kudoksia, joiden solut lähtevät vaeltamaan muodostaen jalat ja kädet. Samalla alempana oleva endodermaalinen ruskuaispussi kaareutuu muodostaen ruoansulatuskanavan ja tuoden esim. sydämen eri osat yhteen.

Hermoston kehittyminen tapahtuu ektodermin erilaistuessa ja kaareutuessa hermostoputkeksi. Putken kehittymisen seuraaminen auttaa ymmärtämään valmiin selkäytimen rakennetta, aivojen rakennetta, mutta myös Darwinin havaintoja lintujen nokista.

Gastrulaatio on selkärankaisilla ensimmäinen vaihe, jossa solut erilaistuessaan muodostavat rakenteita yhdessä. Usein prosessi kuvataan sammakon alkion kudoksen työntymisen pallomaisen alkion sisään, mutta gastrulaaatiossa on suuria eroja eri eläinryhmien välillä. kaikilla kuitenkin säätely tapahtuu samaan tapaan: päässä ja muualla ruumiissa eri prosessilla.

DNA:n rakenteen ymmärtäminen on edellytys sen monistuksen (replikaatio) ymmärrettämiselle. Jaksossa käymme läpi DNA-rakenteen löytymistä ja rakenteen vaikutuksia replikaation mekanismeille.

Solut ohjaavat toistensa kehittymistä erittämällä liukoisia säätelytekijöitä, joista monet vaikuttavat vain 15 solun matkalla. Nämä parakriiniset säätelytekijät jaetaan 4 perheeseen, jotka vaikuttavat geeniaktiivisuuteen hieman eri tavoin.

Varhaiset solujaot tuottavat identtisiä soluja, mutta jo varhaisessa vaiheessa solut alkavat erilaistua, jolloin niissä on eri määriä proteiineja. Tämä perustuu proteiineja koodaavien geenien aktiivisuuteen, jota voidaan lisätä tai estää tarpeen mukaan. Osa näistä vaikutuksista on periytyviä myös tytärsoluille.

Hedelmöittyminen on yllättävän vaikea prosessi, jossa vaikuttavat monet siittiön ja munasolun ominaisuudet anatomiaamme enemmän.

Yksilönkehitys on hyvä alkaa kertaamalla sukusolujen tuotanto. Siittiön ja munasolun kehittymisessä on paljon yheisiä piirteitä ja niiden tuotannon säätelyssä vaikuttavat hormonien erilaiset palautuskytkennät - negatiiviset, eritystä ehkäisevät ja positiiviset, eritystä laukaisevat.

Hei, Tervetuloa Itä-Suomen yliopiston järjestämälle kehitysbiologian podcast-kurssille. Kurssilla käsitellään äänitiedostoina yksilönkehityksen pääpiirteet ja niihin vaikuttavat tekijät, ympäristön vaikutukset yksilönkehitykseen ja kantasoluihin liittyviä asioita.

Solujen rakennusohjeet sijaitsevat geeneissä, mutta koska solut eivät ole rakenteeltaan pysyviä, on niiden jakauduttava. Tällöin myös rakennusohjeet on kopioitava samanlaisina molempiin tytärsoluihin. Tätä tapahtumaa kutsutaan translaatioksi.

Solu- ja molekyylibiologian kurssiin kuuluu myös molekyylibiologia, jossa selvitetään ennen kaikkea rakennusohjeiden, geenien säilytystä, kopiointia ja luentaa erilaisiksi proteiineiksi.

Albrecht Kossel sai Lääketieteen tai fysiologian alan Nobel-palkinnon vuonna 1910 määritettyään nukleiinihappojen ja niihin liittyneiden tumaproteiinien rakenteita. Solu- ja molekyylibiologian historiaa valottava podcast-sarja kertoo vanhoista soluilmiöiden havainnoista tiivistettyjen Nobel-palkintopuheiden avulla.

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.