Solut saivat nimensä englantilaiselta Robert Hookelta vuonna 1665. Hän oli ensimmäinen, joka näki ja nimesi “solut” kokeillessaan uutta välinettä, jota nykyään kutsutaan valomikroskoopiksi. Kokeeseensa hän leikkasi hyvin ohuita viipaleita korkkisolukosta. Hän katsoi viipaleita mikroskoopilla ja näki pieniä laatikonkaltaisia muotoja. Nämä pienet laatikot muistuttivat vaatimattomia, pieniä huoneita, joissa munkit asuivat – “soluja”.
Robert Hooken piirros korkkisolukosta, jonka hän näki valo-mikroskoopilla 1600-luvulla. Vasta 1932 elektroni-mikroskoopin keksimisen jälkeen päästiin näkemään solun sisälle. Tämän keksinnön jälkeen Darwinin evoluutioteoria 1800-luvulla osoittautui pelkäksi tarinankerronnaksi, vailla minkäänlaista tieteellistä pohjaa. Käytöohjekirjasto DNA löydettiin vasta niinkin myöhään kuin 1953. Solussa on Suur-Lontoon kokoisen kaupungin verran toimintoja, ihmiset, rakennukset ja kaikki koneet mukaan luettuna, joista Darwinilla ei ollut aavistustakaan
Millaisista rakennuspalikoista solu koostuu?
Itse asiassa kaikki on tehty rakennuspalikoista, mukaan lukien eliöt. Kotiasi tarkastellessa huomaat, että sitä ympäröivät ulkoseinät. Kaikkia soluja ympäröi aines, jota kutsumme solukalvoksi. Solukalvo on toki hieman erilainen kuin talosi seinä, mutta se pitää solun osat sen sisäpuolella. Sisälle jääviä solunosia kutsutaan “soluelimiksi”.
Joskus solua verrataan ilmapalloon, joka on täytetty nesteellä. Tämä vertaus ei ihan pidä paikkaansa, koska ilmapallon lävitse ei pääse kulkeutumaan aineita, toisin kuin solukalvon läpi. Soluille on tärkeää, että aineita saadaan siirrettyä sisälle soluun ja sieltä ulos.
Hämmästyttävä solukalvo on mysteeri
Joskus solukalvoa verrataan ilmapalloon, joka on täytetty nesteellä. Tämä vertaus ei ihan pidä paikkaansa, koska ilmapallon lävitse ei pääse kulkeutumaan aineita, toisin kuin solukalvon läpi. Soluille on tärkeää, että aineita saadaan siirrettyä sisälle soluun ja sieltä ulos.
Solukalvossa on erityisiä rakenteita, jotka mahdollistavat veden ja muiden aineiden kulkeutumisen soluun ja ulos solusta. Solukalvon pinnalla on tuhansia kanaviksi ja huokosiksi kutsuttavia rakenteita, jotka toimivat portinvartijan tavoin. Nämä kanavat mahdollistavat aineiden kulkeutumisen soluun ja ulos solusta. Mikä tahansa ei pääse vapaasti kulkeutumaan soluun. Solut päästävät sisään vain ne aineet, joita ne tarvitsevat toimiakseen.
Solut ovat käsittämättömän monimutkaisia
Ne rakentuvat samanlaisista palikoista, mutta suorittavat hyvin erilaisia tehtäviä riippuen siitä, miten ne on ohjelmoitu. Jotkut solut kuljettavat happea kehomme osille. Toiset solut puolustavat meitä kehoon tunkeutuvilta bakteereilta ja viruksilta. On myös soluja, jotka välittävät viestejä kehon läpi silmistä aivoille, kun luet tätä artikkelia. Jotkut solut pystyvät jopa muuttamaan auringonvaloa ravinnoksi. Sitä kutsutaan fotosynteesiksi. Solut pystyvät suorittamaan satoja erilaisia tehtäviä. Solut voivat myös lisääntyä tavalla, jota kutsutaan jakautumiseksi. Siihen eivät tavalliset rakennuspalikat pysty.
Seuraavassa kuvassa yhden solun toimintaaviosta näyte
Solujen ominaisuudet
Pelkästään yhden solun DNA:ssa on miljardeja kirjaimia, eli sen informaatio vastaa tuhansia kirjojen sisältöä. Jos vertaamme sitä meidän muistitikkuihimme, solu voisi tallentaa itseensä yli 5000 Dvd:tä. [10] Jos yksi solu suurennettaisiin miljardikertaiseksi, sen läpimitta olisi noin 20 km ja tuman läpimitta 1,5 km. Se muistuttaisi automatisoitua suurkaupunkia ja sitä onkin verrattu mm. Lontooseen. Reinikainen kirjoittaa: [11]
”Aiemmin oletettiin, että biologisen elämä olisi pohjimmiltaan hyvin yksinkertaista. Tämä oletus on kumoutunut. Näkeminen, liikkuminen ja muut biologiset toiminnot ovat osoittautuneet vähintään yhtä monimutkaisiksi toiminnoiksi kuin televisiokamerat ja autot.
Biokemian tutkimuksen kumulatiiviset [kasautuvat] tulokset osoittavat selvästi, että elämän mahdollistavana perustana on joukko koneita – molekyyleistä tehtyjä koneita! Molekyylikoneet vievät lastejaan paikasta toiseen solussa valtateillä, jotka on tehty toisista molekyyleistä.
Samaan aikaan toiset toimivat kaapeleina, köysinä ja rakenteina, jotka pitävät solun koossa. Koneet aktivoivat solun eri toimintoja. Joskus toimintojen tarkoituksena on saada solu kasvamaan, toisinaan lopettaa se. Aurinkovoimalla toimivat koneet nappaavat valohiukkasten energian ja varastoivat sen kemikaaleihin. Sähköiset koneet sallivat virran kulkemisen hermoston kautta.
Rakennuskoneet valmistavat toisia molekyylikoneita ja itsensä. Solut uivat koneita käyttäen, kopioivat itsensä koneellisesti, sulattavat ruuan koneita käyttäen. Lyhyesti sanottuna äärimmäisen hienostuneet molekyylikoneet ovat vastuussa kaikista solun prosesseista. Elämän yksityiskohdat ovat hienosäädettyjä, ja sen koneisto on suunnattoman monimutkainen.” [12]
Michel Behe toimii Lehighin yliopistossa biokemian professorina. Hän julkaisi vuonna 1996 “Darwin´s Black Box. The Biochemical Challenge to Evolution” -nimisen kirjan. Kirja tuli välittömästi tunnetuksi mm. Yhdysvaltojen tunnetuimmissa sanomalehdissä sekä tieteellisissä lehdissä. Intelligent Design -teoria ponnahti julkisuuteen uudella voimalla. Kirjan nimi perustuu siihen, että Darwinin aikana biologisia järjestelmiä ei tunnettu juuri lainkaan, toisin kuin tänä päivänä. Ne olivat mustia laatikoita – nyttemmin laatikot on avattu. Monet biologit ovat vahvistaneet Behen kuvauksien oikeellisuuden, eikä niiden kyseenalaistaminen ole järkevää.
Behe kirjoittaa solusta: ”Aiemmin oletettiin, että biologisen elämä olisi pohjimmiltaan hyvin yksinkertaista. Tämä oletus on kumoutunut. Näkeminen, liikkuminen ja muut biologiset toiminnot ovat osoittautuneet vähintään yhtä monimutkaisiksi toiminnoiksi kuin televisiokamerat ja autot.
Biokemian tutkimuksen kumulatiiviset [kasautuvat] tulokset osoittavat selvästi, että elämän mahdollistavana perustana on joukko koneita – molekyyleistä tehtyjä koneita! Molekyylikoneet vievät lastejaan paikasta toiseen solussa valtateillä, jotka on tehty toisista molekyyleistä.
Samaan aikaan toiset toimivat kaapeleina, köysinä ja rakenteina, jotka pitävät solun koossa. Koneet aktivoivat solun eri toimintoja. Joskus toimintojen tarkoituksena on saada solu kasvamaan, toisinaan lopettaa se. Aurinkovoimalla toimivat koneet nappaavat valohiukkasten energian ja varastoivat sen kemikaaleihin. Sähköiset koneet sallivat virran kulkemisen hermoston kautta.
Rakennuskoneet valmistavat toisia molekyylikoneita ja itsensä. Solut uivat koneita käyttäen, kopioivat itsensä koneellisesti, sulattavat ruuan koneita käyttäen. Lyhyesti sanottuna äärimmäisen hienostuneet molekyylikoneet ovat vastuussa kaikista solun prosesseista. Elämän yksityiskohdat ovat hienosäädettyjä, ja sen koneisto on suunnattoman monimutkainen.” [12]
Kukaan ei sanoisi tällaista kaupunkia katsellessaan, että kaikki on sattumalta hienosti kohdallaan. Kun kaupunki kutistetaan miljardi kertaa pienemmäksi, sattuman varaan vannojien joukko tulee melko suureksi. Ei ihme, että tieteilijä Lewis Thomas on todennut, että solun olemassaolo on uksi maapallon suurimpia ihmeitä! (sit. Zacharias 2016, 78.)Tässä oli siis solun esittely, mutta mistä solu koostuu?
Solujen rakennuspalikat: proteiinien muodostuminen
Kehonrakentajille voi tulla yllätyksenä, että proteiinit eivät liity ainoastaan lihaan, kanamuniin ja proteiinijauhoihin. Itse asiassa proteiineja on tuhansia erilaisia ja ne toimivat tuhansissa erilaisissa tehtävissä. Yksi näistä on toimia solujen rakennusaineina.
Yksinkertaisimmassakin solussa on vähintään 250 proteiinia. Proteiinin rakenneketju taas koostuu aminohapoista (aminohapot ovat pohjimmiltaan hiilipohjaisia kemiallisia yhdisteitä). Ketju voi pitää sisällään viidestäkymmenestä tuhanteen aminohappoa. Ketjuja nimitetään polypeptideiksi. Ne ovat kuin sanoja, jotka ovat eri mittaisia. Toimivan ketjun muodostuminen on kuitenkin vaikea ja epätodennäköinen prosessi.
Aminohappoja on luonnossa 20 erilaista, mutta yleensä vain yksi niistä sopii proteiinissa tarvittavan ketjun tiettyyn kohtaan. Aminohappojen tulee kiinnittyä toisiinsa peptidisidoksin. Aminohapot ovat lisäksi toistensa peilikuvia, kuten meidän kätemme ja jalkamme. ”Vasenkätisiä” aminohappoja kutsutaan L-muodoiksi, ”oikeakätisiä” aminohappoja D-muodoiksi. Toimivissa proteiineissa esiintyy kuitenkin vain L-muotoisia aminohappoja.
Todennäköisyys tuottaa sattumalta yksi 150 aminohaposta muodostuva proteiini on 1:10164 (luku 1, jonka perässä on 164 nollaa). Niinpä jokaista toimivaa 150 aminohapon järjestystä kohden on olemassa 10164 ei-toimivaa järjestystä. Todennäköisyys saada puhdas 150 aminohapon ketju on siis suurinpiirtein sama kuin voittaa loton päävoitto kuudesti peräkkäin.
Vaikka evoluutioteoriassa vedotaan usein pitkiin ajanjaksoihin, toimivan proteiinin muodostuminen sattumalta miljardin vuoden aikana olisi todella epätodennäköistä; ja nyt puhutaan vasta yhdestä proteiinista. Yhden solun toimimiseen vaaditaan satoja proteiineja. Kuten totesin, yhdestä toimivasta proteiinista on todella pitkä matka elävän solun syntymiseen. Todennäköisyys, että sattumalta muodostuu yksinkertaisimmankin solun tarvitsemat proteiinit on arviolta yksi mahdollisuus 1041000:sta.
Tämä on huomionarvoista, koska maailmankaikkeuden tapahtumien kokonaismäärän on arvioitu olevan vain 10139 (luku perustuu laskelmiin, jossa on otettu huomioon rajallinen aika, alkeishiukkasten määrä ja se, miten paljon ne ehtivät olla vuorovaikutuksessa keskenään). Sattumaan vetoaminen on järjenvastaista uskoa. Elämää ei synny sattumalta. [13]
Lähteet:
(Number of cells) Bianconi E, Piovesan A, Facchin F, Beraudi A, Casadei R, Frabetti F, Vitale L, Pelleri MC, Tassani S, Piva F, Perez-Amodio S, Strippoli P, Canaider S. Ann. An estimation of the number of cells in the human body.
Retrieved March 14, 2014 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23829164(link is external).
(Diameter of cells) Freitas, Robert A., Jr.1999. Nanomedicine, Volume 1: Basic Capabilities. Section 8.5.1. Cytometrics.