5. Entsyymit pilkkovat ja rakentavat molekyylejä

-Entsyymit ovat proteiineja
-Aineenvaihdunnassa on kahta erilaista reaktiota: anabolista eli rakentavaa esim. tärkkelyksen muodostaminen ja katabolista hajottavaa esim. soluhengitys
-Entsyymit nopeuttavat solujen kemiallisia reaktioita, mikä on myös solun elinehto. Katalyytit: reaktiota nopeuttavia aineita
-Soluissa tarvitaan tuhansia entsyymejä, sillä jokaisella entsyymillä on oma substraatti, jota se katalysoi
-Jotkin entsyymit ovat toimintakykyisiä vasta, kun niihin on liittynyt erillinen osa eli kofaktori. Niiden tehtävä on muuttaa entsyymin aktiivinen kohta substraatilla sopivaksi.
VRT. B-vitamiini tai laktoosi-intoleranssi häiriönä

Käytännön elämässä esimerkiksi lihan kypsyminen tapahtuu seuraavasti; uunissa korkea lämpötila hajottaa lihan proteiinien väliset sidokset. Proteiinien kolmiulotteinen rakenne aukeaa ja aminohappoketju suoristuu, jolloin proteiini "kuolee" ja on toimintakyvytön. Tätä kutsutaan proteiinin denaturoimiseksi.

Käsite substraatti=substraatti on entsyymiin reagoiva aine
kofaktori= on entsyymin jokin muu kuin proteiinimolekyyli. Esim. metalli-ioni tai orgaaninen molekyyli esimerkiksi jokin vitamiini.




Mitkä asiat voivat vaikuttaa entsyymireaktioon?
 Lämpötila. Ihmisellä optimilämpötila entsyymeille on +37 , eli korkea kuume vaikuttaa niiden toimintakyktyyn. 
Myös pH arvo vaikuttaa. Liian happamassa ympäristössä mahaan joutuneiden mikrobien entsyymit eivät voi toimia. Silloin ne tuhoutuvat, koska niiden kemialliset reaktiot eivät voi tapahtua ilman entsyymejä.

Tehtävä 1. Miten solu valmistaa entsyymejä? selitä entsyymien rakenne, tehtävät ja toiminta solussa.
 Entsyymit valmistuvat solun proteiinisynteesissä (ed. postaus), jossa solun tuman geenit ohjaavat entsyymien valmistusta. Entsyymin rakenne koostuu pääosin proteiiniosasta. Lisäksi entsyymissä voi olla jokin muu molekyyliosa eli kofaktori, kuten esimerkiksi joku metalli-ioni. Entsyymin tehtävänä on nopeuttaa solujen kemiallisia reaktioita ja vapauttaa samalla solun tarvitsemia aineita nopeasti käyttöön. Reaktioita voi olla kahdenlaisia: anabolisia ja katabolisia. Kuva yllä.

4. Geenit ohjaavat proteiinien rakentumista

-Keskeisimpiä molekyylejä solun toiminnan kannalta ovat proteiinit
-Proteiinit koostuvat aminohapoista.Aminohappo koostuu hiili,happi,vety,typpi- ja rikkiatomeista.
-Tuman rakenne

 -Soluissa on kahta erilaista nukleiinihappoa. DNA sisältää yksilön perimäaineksen joka on saatu vanhemmilta. RNA(ribonukleiinihappo) siirtää DNA:n sisältämä informaatio solulimaan, jossa DNA:n ohjeiden mukaan valmistetaan niitä proteiineja, joita solu tarvitsee.

-Proteiineja tarvitaan lihasten rakentamiseen, entsyymeiksi ja hormoneiksi.

-Proteiinit syntyvät proteiinisynteesissä,mikä tapahtuu solulimassa pienten soluelimien eli ribosomien pinnalla DNA:n ohjeiden mukaisesti.

Geeni: DNA- molekyylin toiminnallisia jaksoja. Geenissä on ohje, jonka perusteella voi muodostua useiden vaiheiden jälkeen aminohapon mittainen ketju, josta rakentuu tietty proteiini. Geenissä on myös säätelyosa, joka ohjaa geenin toimintaa.

https://www.youtube.com/watch?v=5MfSYnItYvg

Video transkriptiosta eli RNA-lähetin synnystä 

Emästaulukkoa luetaan vasemmalta ylös, jonka jälkeen katsotaan kirjainten mukaan oikealta oikea aminohappoketju. Esim. ACA on proliini. Aminohappo vastaa DNA:n koodaavaa juostetta. 

-Proteiini on aluksi vain aminohappoketju. Siitä tulee toimiva proteiini vasta silloin, kun se saa kolmiulotteisen rakenteen. Rakenteeseen vaikuttaa aminohappojärjestys.

Golgin laite: koostuu kalvopusseista ja pienistä rakkuloista. Se on soluelin, joka toimii proteiinien muokkauspaikkana eli jossa lisätään esimerkiksi hiilihydraatteja.

Proteiinien erilaisia rakenteita

Tehtävä 1. a) Merkitse emäkset paikalleen DNA:han.: A-T, G-C, C-G, C-G, T-A, T-A, C-G, G-C, G-C, C-G, A-T, T-A

b) DNA on kemialliselta rakenteeltaan erikoinen. Sen ominaisuuksia ovat esimerkiksi informaation omistaminen, kopioiden valmistusominaisuus ja informaation muutoskyky.

c) Sama geneettinen koodi kertoo evoluutiosta sen, että kaikilla eliöillä on samanlainen DNA:n kieli. Se on samanlainen niin ei-tumallisilla kuin tumallisillakin, kuten myös kasveilla ja eläimillä. Se kertoo kaiken elollisen yhteisestä alkuperästä.

Dna:n rakenne on kuin kierteelle menneet tikapuut. Pystypuut ovat sokeri- ja fosfaattiosaa. Poikkipuolat taas muodostuvat neljästä eri emäsosasta. A=adeniini, G=guaniini C=sytosiini ja T=tymiini

3. Solu ottaa ja poistaa aineita

Tärkeimpiä asioita:

-Solukalvo toimii solun porttina ja suojana: se huolehtii, että aineet pääsevät solun sisään ja sieltä ulos oikealla tavalla (valikoivasti puoliläpäisevä kalvo)

-Eliöiden tyypillisimmät lipidit eli rasva-aineet ovat fosfolipidit, triglyseridit, steroidit ja karotenoidit. 

-Aineiden passiivinen kuljetus solukalvon läpi: aine kulkeutuu suuremman pitoisuuden puolelta pienemmän pitoisuuden puolelle, ja tapahtumaan ei tarvita energiaa

-Aineiden aktiivinen kuljetus solukalvon läpi: aineiden siirto tapahtuu kuljettajaproteiinien avulla myös pienemmän pitoisuuden puolelta suuremman pitoisuuden puolelle, tarvitaan energiaa

Osmoosi: Liuottimen eli soluissa veden siirtymistä puoliläpäisevän solukalvon läpi. Vesi siirtyy aina laimeammasta väkevämpään liuokseen. Tällöin kahden eri väkevyisen ympäristön väkevyyserot tasoittuvat.

Välttämättä aina kasvin nuutuminen ei johdu veden puutteesta. Jos kasvia esimerkiksi lannoitetaan liikaa, juuren ulkopuolella on väkevämpi liuos kuin solukalvon sisällä. Vesi siirtyy solusta pois laimentamaan väkevää liuosta, nestejännitys katoaa ja kasvisolun sisältö kutistuu, jolloin kasvi näyttää nuutuneelta. Tätä ilmiötä kutsutaan plasmolyysiksi.

Tehtävä 3. mitä tapahtuu punasolulle, kun se laitetaan

a) tislattuun veteen: vettä pääsee punasoluun ja se pullistuu suuremmaksi.

b) 0,9 prosenttiseen natriumkloridiliuokseen: pitoisuus pysyy samana, sillä fysiologisessa suolaliuoksessa pitoisuus on sama kuin solun sisällä. Vettä siirtyy sisään ja ulos saman verran.

c) 3,5 prosenttiseen natriumkloridiliuokseen: Pitoisuus solun ulkopuolella on suurempi kuin sisällä. Vettä siirtyy sisältä ulos, ja solu kutistuu.

 Aktiivinen kuljetus solukalvon läpi

Diffuusio 

2. Solun toiminta tarvitsee energiaa

Tärkeimpiä asioita:

Fotosynteesi:
-Kaikkien solujen tarvitsema energia muuntuu soluille sopivaan muotoon monivaiheisissa kemiallisissa reaktioissa 
-Yhteyttäminen voi tapahtua kahdella tavalla: foto(valoreaktiot)-ja kemosynteesissä (pimeäreaktiot)
-Fotosynteesin reaktioyhtälö on 6CO2+ 6 H2O ---> C6H12O6 + 6 O2
-Huulisolumekanismi: lehtien alapinnalla sijaitsevat pienet huulisolut toimivat omalla tavallaan.  Kun huulisoluihin siirtyy vettä ympäröivistä soluista, ne turpoaa ja ilmarako aukeaa. Veden puutteesta ne sulkeutuvat.

Hiilihydraatit
-Kasvi tarvitsee glukoosia energianlähteenä mm. kasvuun. Ylimääräiseksi jäänyt glukoosi muuttuu tärkkelykseksi ja se varastoituu esimerkiksi kasvin runkoon tai hedelmiin.
-Glukoosi on solujen tavallisin energianlähde.

ATP(adenosiinitrifosfaatti) purkautuu --> energiaa vapautuu solujen käyttöön, jolloin ATP:stä tulee ADP:tä(adenosiinidifosfaatti). Jos kaksi sidosta purkautuu ---> AMP (adenosiinimonofosfaatti). ATP on energian välittäjä, ja solut käyttävät vain ATP muodossa olevaa energiaa.


Tärkeä käsite:
Alkoholikäyminen: esimerkiksi leipätaikinan sisällä ei ole riittävästi happea ja sokerit hajoavat, joka aiheuttaa alkoholikäymistä. Alkoholikäyminen tapahtuu solujen sisällä. Käymisen tuloksena syntyy yhdisteitä eli käymistuotteita  joita solu erittää ympäristöönsä.

 Kesällä puun lehtien vihreys ja syksyn ruska aika selittyvät viherhiukkasilla. Kaikissa lehdtien yhteyttämiskalvostoissa on yhteyttämisväriaineita, joista tärkein on lehtivihreä eli klorofylli. Sen lisäksi lehdessä on myös esimerkiksi keltaisia, punaisia ja oransseja yhteyttämisväriaineita, mutta kesällä ne peittyvät vihreän alle. Kun syksyllä puut alkavat varastoida lehtivihreää tulevaa kevättä varten, muut värit tulevat esille lehdissä.



http://slideplayer.biz/slide/5878857/
yhteyttäminen pääpiirteittäin


Tehtävä kirjasta
1 korjaa väittämät
a) Väärin. Soluhengitystä tapahtuu kaikissa soluissa
b) Väärin. Soluhengitystä tapahtuu kasvisolussa koko ajan
c)Totta
e)Väärin. Sokerit hajoavat alkoholikäymisessä.
f) Oikein
g) Väärin. Maitohappokäymisen lopputuotteena syntyy maitohappoa.
h) Oikein
i)Väärin. Fotosynteesin lähtöaineita ovat vesi ja hiilidioksidi.
j) Oikein.

1. Eliöt rakentuvat soluista

Tärkeimmät asiat
-Kaikki eliöt koostuvat soluista
-Solujen ikä on noin muutama tunti-kymmeniä vuosia
-Solut jaetaan esitumallisiin (bakteerit ja arkit) ja tumallisiin (eläimet, kasvit, sienet)
-Solut ovat niin sanotusti kemiallisia "tehtaita"
-Vesi on solujen tärkein yhdiste, se on tärkeä lämmön ja muodon säätelijä ja kuljettaja.

Käsite
tumallinen solu= kooltaan noin 10-100um, tumallisten solujen kromosomeja ympäröi tumakotelo. Muita rakenneosasia eläinsolussa ovat lymosomi, solulima, keskusjyvänen, solulimakalvosto, tuma, robosomi, golgin laite sekä mitokondrio. Nämä monimutkaiset rakenteet erottavat tumallisen solun esimerkiksi esitumallisesta solusta, jossa on vain vähän soluelimiä.

kysymyksiä jota aihe herätti
1.Montako solua ihmisessä on?
2.Montako erilaista solua ihmisessä on?
3.Kun solu kuolee, mitä sen jälkeen tapahtuu ja syntyykö tilalle uusia soluja?

vastaukset netistä
1.noin 100 biljoonaa
2.Jokainen kehon osa (hiukset, sisäelimet, iho) koostuu omista solukudoksista.
3.Solu kuolee ja se katoaa lopullisesti. uusia soluja syntyy jakaantumalla, mutta esimerkiksi hermosoluja ei synny uusia helposti.


https://www.youtube.com/watch?v=1Z9pqST72is 
Hyvä englanninkielinen opetusvideo solusta, jossa tekstit suomeksi. Tutustutaan solun rakenteeseen perusteellisesti.