Ydin ja sytoplasma ovat kaksi hyvin erilaista solun osaa, mutta ne toimivat myös yhdessä useilla keskeisillä tavoilla, erityisesti proteiinituotannon ja solujakautumisen osalta. Lähes kaikissa soluissa, olivatpa ihmiset, kasveja tai eläimiä, ovat molemmat nämä elementit. Ydin on pohjimmiltaan solun “aivot”, ja siellä on kaikki tärkeät tiedot ja solumateriaalit. Se näyttää melkein kuin keltuainen munan keskellä. Sytoplasma sitä vastoin on enemmän samanlainen kuin munanvalkuainen. Se on neste, joka pitää solun sisäisen ympäristön keskeytettynä ja ydin kelluu sen sisällä. Materiaalit voivat ja voivat siirtyä sytoplasmasta ytimeen ja sitten ytimestä takaisin sytoplasmaan, mutta prosessi on hyvin säännelty. Proteiinin tuotanto on yksi tärkeimmistä asioista, jotka edellyttävät tällaista vapaata kulkua, ja se mahdollistaa solujen lisääntymisen ja kasvun. Ytimen sisältö ei yleensä tule kosketuksiin sytoplasman kanssa, mutta kaksi skenaariota – solujen jakautuminen ja solukuolema – ovat poikkeuksia.
Solujen organisoinnin perusteet
Solut ovat usein monimutkaisempia kuin niiden mikroskooppinen koko saattaa saada uskomaan. Tarkat komponentit vaihtelevat organismien välillä, mutta tietyt elementit, mukaan lukien ydin ja sytoplasma, ovat enemmän tai vähemmän yleismaailmallisia. Soluseinä toimii ulkoisena esteenä ja pitää sytoplasman hyytelömäistä nestettä paikallaan. Sytoplasman päätyö on pitää lämpötilat ja paineet vakiona ja tarjota helppo tapa eri solukomponenteille liikkua. Ydin sijaitsee yleensä sytoplasman keskellä, ja sitä, kuten itse solua, ympäröi paksu kalvoseinämä, jonka sisällä on kaikki solun geneettinen materiaali ja välttämättömät proteiinit.
Kappaleiden ymmärtäminen yksilöllisesti
Sytoplasma on täynnä kuituja, putkia, kanavia ja osastoja. Se sisältää myös rasvoja, lipidejä, proteiineja ja muita hyödyllisiä molekyylejä, joita solu voi käyttää tekemään mitä tahansa sen on tarkoitus tehdä. Jotkut solut osallistuvat pääasiassa ruoansulatukseen, kun taas toiset siirtävät hiukkasia ja muita soluja paikasta toiseen; yhä useammat ovat immuunijärjestelmän jäseniä ja taistelevat bakteereja ja muita infektioita vastaan. Nämä erilaiset tehtävät vaativat erilaisia työkaluja, ja useimmat niistä löytyvät kelluvista sytoplasmasta.
Ydinmateriaalin ydin
Solun ydin on yleensä suuri, keskeinen organelli. Se sisältää kromosomit, jotka sisältävät solun geenejä tai DNA: ta. Ydintä sitoo ydinkuori, yleensä kaksoiskalvo, joka erottaa sen sytoplasmasta. Se on myös nestettä täytetty, ja sillä on oma vastine sytoplasmalle, jota kutsutaan nukleoplasmaksi.
Ydinvaippa on rei’itetty huokosilla, joiden avulla molekyylit pääsevät ytimeen ja poistuvat siitä. Nämä huokoset muodostuvat proteiinirenkaasta, jotka pitävät ydinvaipan kaksi kalvoa yhdessä ja säätelevät myös molekyyliliikennettä ytimen ja sytoplasman välillä.
Proteiinin tuotanto
Suurin osa solun toiminnasta kontrolloivien proteiinien tuotanto on kaksivaiheinen prosessi, joka tapahtuu sekä ytimessä että sytoplasmassa ja on yksi tärkeimmistä tavoista, joilla nämä kaksi solukomponenttia ovat vuorovaikutuksessa. Ytimen DNA luetaan ja koodataan lähetin -RNA: ksi prosessissa, jota kutsutaan transkriptioksi. Messenger RNA tai mRNA on monimutkainen molekyyli, joka suorittaa DNA: n ohjeet. MRNA poistuu ytimestä ja toimii sytoplasmassa.
Kerran sytoplasmassa mRNA käy läpi translaationa tunnetun prosessin. Käännös on prosessi, jossa mRNA luetaan ja “käännetään” tiedot aminohapoiksi. Aminohapot muodostavat lopulta proteiinit.
Nämä proteiinit ovat välttämättömiä lähes jokaisen solun toiminnalle. Proteiinit tarjoavat solujen rakenteen, viestinnän ja kuljetuksen, ja ne muodostavat entsyymejä, jotka ovat vastuussa solujen aineenvaihdunnasta. Lisäksi ne tarjoavat solujen liikettä, niillä on rooli tunnistamisessa ja suojaamisessa ja ne sitovat soluja muihin soluihin. Kaikkea toimintaa, joka tapahtuu sytoplasmassa, kontrolloivat proteiinit, jotka ydin koodaa. Tässä mielessä ydin toimii kuin solun aivot. Analogian laajentamiseksi sytoplasma edustaa kehoa, jota aivot hallitsevat.
Ydinhajoaminen
Ydin ja sytoplasma pysyvät erillään toisistaan suurimman osan ajasta. Mitoosina tunnetun solujakautumisen aikana ydinvaippa kuitenkin hajoaa ja geneettinen materiaali leviää sytoplasmaan. Solunjako vaatii lisätilaa, jotta solu voi kopioida ja jakaa kahtia. Jokaiseen uuteen soluun muodostuu uusi ydinvaippa. Tavanomaisissa olosuhteissa ydin ja sytoplasma joutuvat ainoaan kosketukseen toistensa kanssa vain solun kuoleman aikana ydinvaipan hajoamisen jälkeen.