Solu - siitä latina cellula "munkin room" - on keskeinen rakenteellinen ja toiminnallinen biologinen yksikkö kaikkien tiedossa elävien olentojen . Se on pienin asumisyksikkö, joka pystyy lisääntymään itsenäisesti. Tiede että tutkimukset soluja kutsutaan solubiologian .
Solu koostuu plasmamembraanista , joka sisältää sytoplasman , joka muodostuu vesiliuoksesta ( sytosoli ), jossa on lukuisia biomolekyylejä , kuten proteiineja ja nukleiinihappoja , järjestäytyneenä tai ei organellien kehyksessä . Monet elävät olennot koostuvat vain yhdestä solusta: nämä ovat yksisoluisia organismeja , kuten bakteerit , arkeologiat ja useimmat protistit . Toiset koostuvat useista soluista: nämä ovat monisoluisia organismeja , kuten kasveja ja eläimiä . Viimeksi mainitut sisältävät hyvin vaihtelevan määrän soluja lajeista toiseen; ihmiskehossa on siten noin satatuhatta miljardia (10 14 ), mutta on kolonisoida useita yhdestä kymmeneen kertaa suurempi määrä bakteereja, jotka ovat osa sen mikrobiston ja ovat paljon pienempiä kuin ihmisen soluja. Useimmat solut kasvit ja eläimet ovat näkyvissä vain alle mikroskoopilla , joiden halkaisija on välillä 10 ja 100 um .
Solujen olemassaolon löysi vuonna 1665 englantilainen luonnontieteilijä Robert Hooke . Soluteoria ensin muotoiltu 1839 mukaan saksalaisen kasvitieteilijä Matthias Jakob Schleiden ja Saksan histologist Theodor Schwannin : siinä todetaan, että kaikkien elävien olentojen koostuvat yhden tai useamman solun, jotka solut ovat keskeisiä yksiköitä kaikkien biologisten rakenteiden, että ne ovat aina peräisin muista jo olemassa olevista soluista ja että ne sisältävät geneettisen tiedon, joka on välttämätön niiden toiminnalle sekä perinnöllisyyden siirtämiselle seuraaville solupolville . Ensimmäiset solut ilmestyivät maapallolle vähintään 3,7 miljardia vuotta sitten ja mahdollisesti jo 4 Ga: ssa .
Nimi "solu" johtuu sen löytäjästä Robert Hookesta , joka antoi heille latinankielisen nimen solu viitaten luostareissa munkkien käyttämiin pieniin huoneisiin . Cellula on peräisin cella , joka Latinalaisessa merkitty huoneessa, tai ruokakomero - joka on peräisin sen johdannainen cellarium ( "ruokakomero").
Cella tulee yhteisestä indoeurooppalaisesta * k̂elistä ("peitettäväksi"), josta tulee epäsuorasti myös ranskalainen siemen ("piiloutua") tai englantilainen helvetti (" maanalainen maailma, helvetti") ...
Harkitsemme yleensä kahta perustyyppistä solua riippuen siitä, onko niillä ydin, jota ympäröi ydinkalvo :
Prokaryootit | Eukaryootit | |
---|---|---|
Edustajat | Bakteerit , archaea | Protistit , sienet , kasvit , eläimet |
Tyypillinen koko | ~ 1 kohteeseen 5 um | ~ 10 kohteeseen 100 um |
core tyyppi | Nukleoidi ; ei todellista ydintä | Todellinen ydin , jossa tumakalvon |
DNA | Yleensä pyöreä | Lineaariset molekyylit ( kromosomit ) histonien kanssa |
Geneettinen transkriptio / käännös | Proteiinien biosynteesi kokonaan sytoplasmassa |
Spatiaalisesti erotettu transkriptio ja käännös :
|
Ribosomit | Suuret ja pienet alayksiköt: | Suuret ja pienet alayksiköt: |
Matkapuhelinosastot | Harvat solunsisäiset rakenteet | Lukuisat rakenteet: endomembraanijärjestelmä , sytoskeleton |
Solujen liikkuvuus | Flagelliini, joka koostuu flagelliinista | Siiman ja värekarvojen valmistettu tubuliinin |
Aineenvaihdunta | anaerobinen tai aerobinen tapauksesta riippuen | Yleensä aerobinen |
Mitokondrioita | Minkä tahansa | Ei yhdestä useisiin tuhansiin |
Kloroplastit | Minkä tahansa | In levät ja klorofylli kasveja |
Organisaatio yksisoluinen tai monisoluinen |
Yleensä eristetyt solut ( yksisoluiset ) | Eristettyjä soluja, pesäkkeitä , monimutkaisiin organismeihin kanssa erikoistuneita soluja ( monisoluisten ) |
Solujen jakautuminen | Näkyvyys (yksinkertainen jako) |
Mitoosi (solun jatkuva lisääntyminen) Meioosi ( sukusolujen muodostuminen ) |
Geneettinen materiaali | Yksi kromosomi ja plasmidit | Useita kromosomeja |
Prokaryootit ovat ensimmäisessä muodossa elämän ilmestyi maapallolla, määritellään omavarainen ja on varustettu kaikki tärkeitä biologisia prosesseja, mukaan lukien mekanismeja solun signaloinnin . Pienemmistä ja yksinkertaisemmista kuin eukaryoottisolut , prokaryoottisoluista puuttuu endomembraanijärjestelmä ja sen muodostavat organellit , alkaen ytimestä . Bakteerit ja arkkien ovat kaksi alueita ryhmittää elävän prokaryooteissa. DNA prokaryootin muodostaa yhden kromosomin suorassa kosketuksessa sytoplasmaan . Sytoplasman ydinaluetta kutsutaan nukleoidiksi, eikä sitä ole selvästi erotettu solun muusta osasta. Useimmat prokaryootit ovat pienimpiä tunnettuja eläviä olentoja, joiden halkaisija on 0,5 - 2 um .
Prokaryoottisolu sisältää kolme erillistä aluetta:
Kasvit , eläimet , sienet , alkueläimet ja levät ovat eukaryooteissa . Nämä solut ovat keskimäärin 15 kertaa suurempia kuin tyypillinen prokaryootti , ja ne voivat olla jopa tuhat kertaa suurempia. Tärkein ominaisuus, joka erotetaan eukaryootit prokaryooteista on niiden osastointi osaksi erikoistunut soluelimiin , jonka kuluessa tietty metabolinen prosessit tapahtuvat . Näiden organellien joukossa on ydin , joka sisältää solun DNA : n. Tämän ytimen läsnäolo antaa nimensä tämän tyyppiselle solulle, eukaryootti on taottu kreikkalaisista juurista, mikä tarkoittaa "todellisen ytimen kanssa". Lisäksi:
Kaikilla soluilla, olivatpa ne prokaryooteja tai eukaryooteja , on plasmakalvo, joka ympäröi ne, säätelee materiaalin virtausta sisään ja ulos ( kalvonsiirto ) ja ylläpitää kalvon sähkökemiallista potentiaalia . Tähän kalvoon sisältyy sytoplasma , joka on vesiliuos , jossa on runsaasti liuenneita suoloja, joka vie suurimman osan solun tilavuudesta. Kaikissa soluissa on geneettistä materiaalia, joka koostuu DNA: sta , sekä RNA: ta, joka osallistuu pääasiassa proteiinien ja entsyymien biosynteesiin , joista jälkimmäinen on vastuussa solun metaboliasta ; erytrosyytit (punaisten verisolujen veren ) ovat poikkeus, koska solulima puuttuu lähes kaikki soluelimiin tavallisesti sisälly eukaryoottisolu, jonka avulla ne voivat lisätä määrää hemoglobiini ne voivat sisältää, ja niillä siten ole ydin , jossa DNA löydettäisiin. Soluissa on hyvin laaja valikoima biomolekyylejä .
Plasmakalvo tai solukalvo on biologinen kalvo, joka ympäröi ja rajaa solun sytoplasmaa . In eläimet , kalvo toteutuu solun pinnalla, kun taas kasveissa , ja prokaryooteissa se on yleensä peitetty soluseinän . Siten kasveissa, levissä ja sienissä solu upotetaan pektoselluloosaseinään , joka antaa keholle luurangon. Yhdisteiden, kuten suberiinin tai ligniinin, talletukset moduloivat seinän fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia, mikä tekee siitä esimerkiksi jäykemmän tai läpäisemättömämmän.
Kalvon tehtävänä on erottaa solunsisäinen väliaine solun ympäristöstä suojaamalla sitä jälkimmäiseltä. Se koostuu lipidikaksoiskerros on eukaryooteissa , bakteerit ja kaikkein arkkien , tai yksikerroksinen ja étherlipides joissakin arkkieliöillä. Eukaryooteissa ne ovat olennaisesti fosfolipidejä , joilla on ominaisuus olla amfifiilisiä , toisin sanoen niillä on hydrofiilinen polaarinen pää ja hydrofobiset alifaattiset hännät . Hyvin laaja valikoima proteiineja , joita kutsutaan membraaniproteiineiksi , sisältyvät plasmamembraaniin, jossa niillä on kanavien ja pumppujen tehtävä varmistaa kalvon kulkeutuminen soluun ja sieltä pois. Sanomme, että plasmakalvo on puoliläpäisevä, koska sen läpäisevyys on hyvin vaihteleva tarkasteltavista kemiallisista lajeista riippuen : jotkut voivat ylittää sen vapaasti, toiset voivat ylittää sen vain rajoitetusti tai yhteen suuntaan, toiset eivät lopulta pääse sen läpi kaikki. Solun pinnalla sisältää myös kalvon reseptoreihin , joilla varmistetaan signaalitransduktiota puitteissa solun signaloinnin mekanismeja , joka mahdollistaa solun reagoida, esimerkiksi, läsnäolo hormoneja .
Solun tukirangan ensimmäisten toimenpiteiden määritellä ja ylläpitää solun muotoa ( tensegrityn ), asennossa soluelimiin että sytoplasmassa , suorittaa endosytoosin solunulkoisten elementtejä, varmistaa sytokineesitoiminnot aikana solunjakautumisen , ja syrjäyttää tiettyjen alueiden aikana sytoplas- solunjakautumisen. Solukasvun ja liikkuvuus (solunsisäinen kuljetus). Tukirankansa on eukaryoottien koostuu Mikrofilamenttien , välifilamenttejä ja mikrotubuluksiin . Suuri määrä proteiineja liittyy näihin rakenteisiin, joista kukin ohjaa solun rakennetta suuntaamalla, sitomalla ja kohdistamalla filamentteja. Prokaryoottien sytoskeletti on vähemmän tunnettu, mutta se puuttuu näiden solujen muodon ja napaisuuden ylläpitämiseksi sekä sytokineesin varmistamiseksi. Mikrofilamentteja muodostava proteiini on pieni monomeerinen proteiini, jota kutsutaan aktiiniksi , kun taas mikrotubulukset muodostava proteiini on dimeerinen proteiini, jota kutsutaan tubuliiniksi . Välituotteet ovat heteropolymeerejä, joiden monomeerit vaihtelevat solutyypin ja kudoksen mukaan ; nämä ovat erityisesti vimentiini , desmiini , A-, B- ja C- lamiinit , keratiinit ja neurofilamenttiproteiinit (NF-L ja NF-M).
Solujen geneettinen materiaali voi olla DNA: n tai RNA : n muodossa (solu ilman ydintä). Se on nukleotidisekvenssi sekvenssi, DNA: n, joka kuljettaa kaiken geneettisen informaation ( genotyypin ) solun. Tämä DNA transkriboidaan RNA: ksi, toisen tyyppistä nukleiinihappoa , joka suorittaa erilaisia toimintoja: kuljettavat geneettisen informaation DNA: sta ribosomeihin muodossa lähetti-RNA , ja kääntäminen lähetti-RNA -proteiinien alle muotoja sekä RNA: n siirto ja ribosomi-RNA , jälkimmäinen toimii ribotsyyminä .
Prokaryoottien geneettinen materiaali on yleensä yksi pyöreä DNA-molekyyli, joka muodostaa kromosomin sytoplasman diffuusiolla alueella, jota kutsutaan nukleoidiksi . Että eukaryoottien on jaettu useiden lineaaristen DNA-molekyylien muodostamiseksi kromosomien sisältämän eriytetty solun tumassa . Eukaryoottisolut sisältävät myös DNA: ta tiettyjen organellien , kuten mitokondrioiden , ja kasveja , kloroplasteissa .
Ihmissolu sisältää siis DNA: ta ytimessään ja mitokondrioissaan. Puhumme vastaavasti ydingenomista ja mitokondrioiden genomista . Ihmisen ydingenomi jakautuu 46 lineaariseen DNA-molekyyliin, jotka muodostavat niin monta kromosomia. Ne on järjestetty pareittain, tässä tapauksessa 22 paria homologisia kromosomeja ja yksi pari sukupuolikromosomeja . Ihmisen mitokondriogenomi se sisältyy pyöreä kromosomi, ja on 38 -geenit : 14-geenit koodaavat alayksiköt muodostavat viisi -proteiineja ( NADH , sytokromi b , sytokromi-c-oksidaasi , ATP-syntaasi ja Humanin ), kaksi koodaavat geenit ribosomaalista RNA: ta mitokondriaalisen ( 12S rRNA ja 16S rRNA ), ja 22 geeniä koodaa kaksikymmentä mitokondrioiden siirto-RNA: ta .
Eksogeeninen geneettinen materiaali voidaan myös viedä soluun transfektiolla . Tämä voi olla pysyvä, jos eksogeeninen DNA insertoidaan stabiilisti solun genomiin, tai ohimenevä, jos se ei ole. Jotkut virukset myös lisäävät geneettisen materiaalin isäntäsolunsa genomiin : tämä on transduktio .
Soluelimiin ovat solun osiin suorittaa erikoistunut biologisiin toimintoihin, samanlainen elimiä vuonna ihmiskehossa . Eukaryoottisilla ja prokaryoottisilla soluilla on organelleja, mutta prokaryoottien solut ovat yksinkertaisempia eikä niitä yleensä tapahdu membraanin avulla.
Solussa on erityyppisiä organelleja. Jotkut ovat yleensä ainutlaatuisia, kuten Golgi-laite , kun taas toisia on läsnä hyvin paljon - satoja tai jopa tuhansia - kuten mitokondrioita , kloroplasteja , peroksisomeja ja lysosomeja . Sytosoli on hyytelömäinen nestettä, joka ympäröi organelleja on sytoplasmassa .
Organellit, joita löytyy kaikista elävistä olennoistaMonilla soluilla on myös kokonaan tai osittain plasmamembraanin ulkopuolella olevat rakenteet . Siksi näitä rakenteita ei ole suojattu solun ympäristöltä puoliläpäisevällä kalvolla . Näiden rakenteiden kokoonpano tarkoittaa, että niiden ainesosat kuljetetaan solusta ulos erityisillä prosesseilla.
SolukalvoMonilla prokaryoottisilla ja eukaryoottisoluilla on soluseinät . Tämä suojaa solua ympäristön kemiallisilta ja mekaanisilta vaikutuksilta ja lisää ylimääräisen suojakerroksen plasmakalvon päälle. Erityyppisten solujen taipumus tuottaa erilaiset seinät kemiallinen luonto: pectocellulosic seinä on kasvien koostuu pääasiassa selluloosasta , seinän sienten koostuu pääasiassa kitiinin , ja bakteerin seinämän koostuu pääasiassa peptidoglykaanisynteesin .
Prokaryooteille ominaiset rakenteetKahden peräkkäisen solusyklin jakautumisen välillä solut kehittyvät aineenvaihduntansa ansiosta . Solujen aineenvaihduntaa on prosessi, jossa jokainen solu käyttää ravinteita se imee pysyä hengissä ja lisääntyä . Aineenvaihdunta jakautuu kahteen pääosaan: toisaalta katabolia , jossa solut hajottavat monimutkaiset molekyylit yksinkertaisemmiksi kemiallisiksi aineiksi metabolisen energian tuottamiseksi esimerkiksi ATP : nä ja vähentävät tehoa esimerkiksi NADH: n ja FADH : n muodossa. 2 ; toiseksi anaboliaa , että käytöt energiaa ja vähentää tuottama teho pilkkoutuvan syntetisoimiseksi biomolekyylien ja suorittaa muita biologisia toimintoja.
Solusyklin on joukko biologisia prosesseja johtaa jako äidin solun kahteen tytärsoluihin. In prokaryooteissa , joka ei ole tuma , solun replikaation tapahtuu fission , että on, yksinkertaisella jako. Sen sijaan eukaryooteissa solusykli on jaettu kolmeen päävaiheeseen: interfaasiin , mitoosiin ja sytokineesiin . Interfaasin aikana solut kasvavat suuremmiksi keräten aineita, joita tarvitaan solujen jakautumisen ja DNA-replikaation valmisteluun . Sitten ydin jakautuu kahteen osaan mitoosin aikana, ja lopuksi sytoplasma hajoaa vuorotellen kahtia, ydin molemmissa osissa, sytokineesin aikana. Mekanismeja kutsutaan tarkistuspisteitä (in) varmistaa, että jako toimii virheellisesti.
Solunjakautumisen on prosessi, jossa yhden solun, jota kutsutaan äiti solu synnyttää kaksi solua, jota kutsutaan tytärsoluja. Tämä mahdollistaa monisoluisten organismien kasvun ja yksisoluisten organismien lisääntymisen . Prokaryoottisolut jakautuvat fissipariteetilla (yksinkertainen jakautuminen), kun taas eukaryoottisolut jakautuvat ensin ytimessään - mitoosivaiheessa - sitten koko sytoplasman - sytokineesivaiheen tasolla . Diploidinen solu voi myös lahjoittaa haploidisia soluja , yleensä neljä, meioosiprosessin kautta ; haploidiset solut toimivat sukusoluina monisoluisissa organismeissa sulautumalla muihin sukusoluihin antamaan takaisin diploidisia soluja.
DNA-replikaation , joka on molekyyli perusta replikaation genomi solun, aina tapahtuu, kun solu jakautuu mitoosin tai ydinfission; se tapahtuu solusyklin S-vaiheessa. Meioosin aikana DNA replikoituu vain kerran, kun solu jakautuu kahdesti: DNA: n replikaatio tapahtuu meioosin ensimmäisen jakautumisen aikana, mutta ei seuraavan jakautumisen aikana. Replikaatio, kuten kaikki muut soluprosessit, vaatii erikoistuneiden proteiinien ja entsyymien onnistumisen.
Yksisoluisten organismien tapauksessa on yleisesti hyväksyttyä, että solut lisääntyvät spontaanisti ilman stimulaatiota. Monisoluisten organismien tapauksessa tästä kysymyksestä käydään keskustelua. Monet kirjoittajat puolustavat ajatusta siitä, että nämä solut tarvitsevat stimulaatiota lisääntyäkseen, toiset päinvastoin katsovat, että lepotila on seurausta lepotilaan vaikuttavista rajoituksista. Solujen käyttäytymisen mallinnuksessa käytetään yleisesti molempia näkökulmia.
Yksi solujen tärkeimmistä biokemiallisista toiminnoista on tuottaa uusia proteiineja . Nämä ovat välttämättömiä soluaktiivisuuden säätelylle ja ylläpitämiselle. Proteiinisynteesiä jakautuu useaan vaiheeseen: transkriptio ja DNA: n osaksi lähetti-RNA , transkription jälkeisen modifikaatiot lähetti-RNA: ta, translaation lähetti-RNA -proteiineja , translaation jälkeisiä modifikaatioita vasta syntetisoitujen proteiinien, ja lopulta taittuvat proteiinien toiminnallisessa konformaatiossa, kutsutaan natiivissa tilassa .
Aikana transkriptio , RNA-polymeraasit tuottavat juoste on RNA komplementaarinen DNA-koodaava juoste. Geneettinen tieto kuljettaa nukleotidisekvenssi sekvenssi DNA, toistetaan lähetti-RNA transkription aikana. Tämä sekvenssi luetaan sitten ribosomien jotta polymeroimiseksi aminohapot järjestyksessä määritetty peräkkäisten ryhmien kolmen nukleotidin on lähetti-RNA, kukin näistä triplettejä, kutsutaan kodonit , jotka vastaavat tiettyä aminohappoa; tätä koodonien ja aminohappojen vastaavuutta kutsumme geneettiseksi koodiksi .
Yksi- celled voivat liikkua etsimään ruokaa tai paeta saalistajia . Flagella ja ripset ovat solujen liikkuvuuden tärkein keino .
In monisoluisten organismien solut voivat liikkua esimerkiksi silloin, kun parantava ja haavojen aikana immuunivasteen , tai muodostumisen aikana metastaattisen kasvaimen . Täten leukosyytit (valkosolut) matkustavat haavaan tappamaan mikro-organismeja, jotka voivat aiheuttaa infektioita . Soluliikkuvuuteen liittyy lukemattomia reseptoreita , proteiinien silloittumisen , yhdistämisen, sitoutumisen tai jopa tarttumisen mekanismeja , samoin kuin moottoriproteiineja muun tyyppisten proteiinien joukossa. Prosessi tapahtuu kolmessa vaiheessa: ulkonema solun etukärjestä, solun etuosan tarttuminen ja "tarttumisen poisto" solun muusta pinnasta ja sytoskeletin supistuminen solun vetämiseksi eteenpäin. Jokaista näistä vaiheista ohjaavat sytoskeletin tiettyjen segmenttien tuottamat voimat. Kuten proliferaation kohdalla, keskustelu on kysymys siitä, onko solujen liikkuvuus monisoluisissa spontaaneja, kuten yksisoluisissa, vai pitäisikö sitä stimuloida.
Monisoluisen organismin koostuu useista solujen, toisin kuin yksi- soluisia organismi .
Monisoluisissa organismeissa solut erikoistuvat erilaisiin solutyyppeihin , joista kukin on mukautettu fysiologisten erityistoimintojen mukaisiksi . Esimerkiksi nisäkkäissä on esimerkiksi ihosoluja , myosyyttejä ( lihassoluja ), neuroneja ( hermosoluja ), verisoluja , fibroblasteja ( sidekudossoluja ) tai jopa kantasoluja . Saman organismin erityyppisillä soluilla on oma fysiologinen toiminta ja ulkonäkö, mutta niillä on sama genomi . Solut, joilla on sama genotyyppi, voivat osoittaa erilaisia fenotyyppejä erilaistuneen geeniekspression vuoksi : niiden sisältämät geenit eivät ekspressoidu keskenään samalla tavalla, jotkut ilmentyvät enemmän solutyypissä kuin toisessa.
Kaikki tietyn organismin solutyypit ovat peräisin yhdestä solusta, jota kutsutaan totipotentiksi , eli se pystyy erilaistumaan mihin tahansa solutyyppiin organismin kehityksen aikana . Solujen erilaistumiseen vaikuttavat erilaiset ympäristötekijät (esim. Vuorovaikutus solu-solu (sisään) ) ja sisäiset erot (esim. Molekyylien epätasainen jakautuminen jakautumisessa ).
Multicellularity on syntynyt organismeja, useita kertoja evoluution eikä sitä havaittu vain eukaryooteissa : tietyissä prokaryooteissa kuten syanobakteerit , myksobakteerit , sädesieniä , Magnetoglobus multicellularis tai jopa arkkien. Ja suvun Methanosarcina , näytteille monisoluisten organisaatioille . Nämä ovat kuitenkin eukaryootteja, joita monisoluiset organisaatiot esiintyivät, ja kuudesta ryhmästä: eläimet , sienet , ruskeat levät , punaiset levät , vihreät ja kasvit . Monisoluisuus voi johtua toisistaan riippuvien organismien pesäkkeistä tai jopa symbioosissa olevista organismeista .
Vanhimmat jäljet monisoluisuudesta on tunnistettu syanobakteereihin liittyvissä organismeissa, jotka elivät 3--35 miljardia vuotta sitten. Muut fossiileja monisoluisten eliöiden kuuluvat Grypania spiralis tarkka biologinen luonne on kuitenkin yhä kiistanalainen, mutta sekä fossiileja paleoproterotsooinen liuskeita on Franceville Fossil vuonna Gabonissa .
Monisoluisten organismien evoluutio yksisoluisista esi-isistä on toistettu laboratoriossa kokeellisten evoluutiokokeiden avulla käyttämällä saalista valintapaineen vektorina .
Solujen alkuperä liittyy läheisesti elämän alkuperään , elävien olentojen evoluutiohistorian alkuperään .
On olemassa useita teorioita, jotka selittävät pienten molekyylien alkuperän, jotka johtivat elämän ilmestymiseen maapallolla. Ne olisi voitu tuotu tilaa meteoriitit ( Murchison meteoriitti ), joka on muodostettu hydrotermisiä alle valtamerten tai vaikutuksen alaisena salama on vähentää atmosfäärissä ( Miller-Urey koe ). Meillä on vain vähän kokeellisia tietoja siitä, mitkä olivat ensimmäiset aineet, jotka kykenivät lisääntymään identtisesti. On ajateltu, että RNA: ta oli ensimmäinen molekyyli , joka kykenee itse-replikaation, koska se pystyy sekä tallentamaan geneettistä tietoa ja katalysoivat kemiallisia reaktioita ( ribotsyymit ), joka on muotoiltu yhteydessä RNA hypoteesi ; on kuitenkin olemassa muita aineita, jotka pystyvät itse-replikaation, jotka olisivat voineet edeltää RNA: tämä toiminto, esimerkiksi savet , kuten montmorilloniitti , jotka kykenevät katalysoimaan polymerointia RNA ja muodostumista lipidi- kalvoja , tai jopa peptidinukleiinihapot .
Ensimmäiset solut ilmestyivät vähintään 3,5 miljardia vuotta sitten. Näitä varhaisia soluja pidetään tällä hetkellä heterotrofisina . Ensimmäiset solukalvot olivat todennäköisesti yksinkertaisempia ja läpäisevämpiä kuin nykyiset kalvot. Lipidit muodostavat spontaanisti lipidikaksoiskerroksessa , että vesi , jolloin saatiin misellien ja vesikkelien ; ne olisivat voineet edeltää RNA: ta, mutta ensimmäiset solukalvot olisi voitu myös tuottaa ribotsyymien avulla tai jopa vaatia rakenteellisten proteiinien muodostumista.
Uskotaan, että eukaryoottiset solut ovat peräisin symbioottinen yhteisö on prokaryooteissa . Soluelimiin joka koostuu DNA: n , kuten mitokondrioissa ja kloroplasteissa peräisin vastaavasti proteobakteerien aerobinen ja syanobakteerien tuli endosymbioosi prokaryoottinen isäntä .
Optinen tai fotonimikroskopia (resoluutio +/- 0,25 um näkyvässä valossa) mahdollistaa eukaryoottisolujen rakenteen havainnoinnin. Tämä johtuu siitä, että valomikroskoopit voivat suurentaa noin 1000 kertaa näytteen koon. Mutta tämän tyyppinen mikroskooppi ei ole tarpeeksi tehokas tutkimaan solun organelleja.
Elektronimikroskopia (muutaman Angstromin erottelukyky) paljastaa niiden ultrastruktuurin ja mahdollistaa prokaryoottisten solujen sekä eukaryoottien rakenteen edelleen tarkkailun. Käytännössä nykyaikaisilla elektronimikroskoopeilla voidaan saavuttaa 2 nm: n resoluutio, joka on 100 kertaa suurempi kuin valomikroskooppien. Elektronimikroskoopit ovat mahdollistaneet suuren määrän organelleja ja joukon muita valomikroskoopille näkymättömiä osarakenteita. Suuret tekniset läpimurrot ovat kuitenkin antaneet uuden elämän valomikroskoopille: kuten fluoresoivien markkereiden käyttö, konfokaalinen ja dekonvultion mikroskopia, jotka mahdollistavat 3D-kuvien solusta hyvän terävyyden.
Mikroskoopin alla olevien solujen solujen organisoitumisen tutkimiseksi kudokset voivat valitusta menetelmästä riippuen olla eläviä, mikä mahdollistaa dynaamisen havainnoinnin, tai kiinteät ja valmistetut histologisissa osissa , mikä yleensä mahdollistaa tarkemman havainnon, mutta jäädytetyt ja täsmälliset.
Subcellular lokalisointi käyttämällä reportterigeenejä, kuten GFP ( vihreä fluoresoiva proteiini ) ja lusiferaasi , immunosytokemialla tai radioaktiivisten molekyylien ansiosta .
Erilaiset värit , elintärkeät tai eivät, mahdollistavat rakenteiden havainnoinnin optisella mikroskoopilla: neutraali punainen vakuoleille, dahliavioletti tai kide ytimelle ...
Rakenteiden eristäminen: osmoottisella sokilla tai pesuaineiden avulla ja sitten sentrifugoimalla.
Proteiinin puhdistus : elektroforeesilla, sentrifugoinnilla, kromatografialla, dialyysillä jne.
On tavallista, että on laskettava elävien solujen määrä viljelymaljassa ja verattava sitä solujen kokonaismäärään, esimerkiksi tuotteen myrkyllisyyden määrittämiseksi. Yksi näistä laskentamenetelmistä suoritetaan MTT-testiä käyttäen .
Solujen lukumäärä spesifisiä aikuisen ihmisen organismi on arvioitu olevan välillä 10 12 ja 10 16 . Viimeisimpien tutkimusten mukaan tämän luvun on oltava 3,72 × 10 13 . Bakteereita, joita esiintyy tässä samassa organismissa ja jotka muodostavat mikrobin (pääasiassa ruoansulatuskanavassa), on tutkimuksen mukaan kymmenen kertaa enemmän (10 15 ).
Elävän maailman suurin solu on painosta strutsimunan keltuainen , jonka massa on 1,2 - 1,9 kg , ja pituudeltaan jättimäisen kalmarin tai valtavan kalmarin neuroni, jonka aksoni voi nousta 12 metriin .
Koko seinämän solujen ( kasvit , bakteerit , sienet , levät ja jotkut arkkien ) vaihtelee alle mikrometrin (jotkin bakteerit) yli senttimetriä (giant levä). Vuoden 2019 tutkimus osoittaa, että tämä koko liittyy suoraan seinän jäykkyyteen, joka määritetään sen paksuuden tuloksi sen puristamattomuusmoduulin avulla .