Kasvisolu
Eukaryoottisolun ydin ohjaa suoraan tai epäsuorasti lähes kaikkia solun fysiologisia toimintoja, mukaan lukien entsymaattisten tapahtumien käynnistymistä, säätelyä ja lopettamista.
Se on myös geneettisen informaation (genomin) säilytyspaikka, jossa kromosomit ja niiden kantamat geenit sijaitsevat ja jota ne suojaavat. Kaikissa eukaryoottisoluissa tuma on yleensä suurin ja keskeisimmin sijaitseva solurakenne, vaikka kasvien varastosoluissa tietyntyyppiset vakuolit voivat olla suurempia ja näkyvämpiä.
Tuma, kreikan sanasta nucle (joka tarkoittaa kuoppaa tai ydintä), on solun komento- ja valvontakeskus. Ytimen kuusi perustehtävää ovat ensinnäkin geenien suojaaminen ja varastointi, ja viime kädessä se suojaa deoksiribonukleiinihappoa (DNA), johon geenit on järjestetty, muulta solulta.
Toiseksi geenien järjestäminen kromosomeihin niiden liikkumisen ja jakautumisen helpottamiseksi solun jakaantumisen aikana; kolmanneksi DNA:n purkautumisen järjestäminen geenien kopioinnin aikana tuhansien proteiinien tuottamiseksi.
Neljänneksi, valmistaa ja kuljettaa säätelymolekyylejä, enimmäkseen entsyymejä ja muita geenituotteita, sytoplasmaan; viidenneksi, valmistaa ribosomien alayksiköitä; ja kuudenneksi, vastata hormoneihin ja muihin kemiallisiin signaaleihin, jotka vastaanotetaan ydinhuokosten kautta.
Komponentit
Rakenteellisesti tuma koostuu useista erillisistä osista: ytimen kuoresta, ydinplasmasta, kromatiinista ja yhdestä tai useammasta ala-orgaanisesta solusta, joita sanotaan nukleoleiksi. Ydinkuori muodostaa suojaavan esteen, joka eristää ytimen solun sytoplasmasta
Kuori koostuu kahdesta yksikkökalvosta (kaksoisyksikkökalvo), jotka ovat rakenteellisesti samanlaisia kuin muutkin solun kalvot. Ulkokalvo liittyy läheisesti solun endoplasmiseen rektikulumiin (ER) ja voi olla sen kanssa yhtenäinen. Kuten sytoplasman karkeassa ER:ssä, myös ulommassa ydinkalvossa on ribosomeja, jotka on upotettu siihen.
Ytimen kaavio
Jotkut tutkijat esittävätkin, että ydinkuori on vain paikallinen ja erikoistunut versio ER:stä. Ytimen sisäistä kalvoa vuoraa kuitumainen kerros, jota kutsutaan ydinlaminaksi, joka antaa tuman muodolle lujuutta ja rakennetta ja saattaa myös toimia joidenkin kromatiinien sitoutumispaikkana.
Ytimen kuorta lävistävät ajoittain pienet huokoset, jotka toimivat kommunikaatiokanavina, joiden kautta tapahtuu hallittua materiaalien vaihtoa ytimen ja sytoplasman välillä. Yhteenlaskettuna ydinhuokoset peittävät noin 10 prosenttia tuman pinnasta.
Jokainen ydinhuokos on kompleksi, joka koostuu keskushuokosesta, jonka halkaisijaksi on arvioitu 30-100 nanometriä. Valikoivasti läpäisevät ydinhuokoset toimivat sisään- ja ulostuloväylinä erilaisille vesiliukoisille molekyyleille, enimmäkseen ydintuotteille, kuten ribosomin alayksiköille, sanansaattaja-RNA-molekyyleille (ribonukleiinihappomolekyyleille) ja kromosomiproteiineille.
Tumakkeessa olevaa protoplasmaa kutsutaan nukleoplasmaksi. Kuten sytoplasma, se koostuu hyytelömäisestä aineiden ja organellien sekoituksesta, mutta eroaa siitä siinä, että siinä on suurempi pitoisuus nukleotideja ja muita orgaanisia molekyylejä, joita käytetään DNA:n ja RNA:n synteesissä.
Nukleoplasman sisällä oleviin tärkeimpiin rakenteisiin kuuluvat DNA ja tavallisesti yksi – mutta joskus useampi – orgaaninen solu, jota kutsutaan nukleoliksi. Solunjakautumista lukuun ottamatta DNA-molekyylit esiintyvät kromatiiniksi kutsuttuna purkautuneiden kuitujen verkostona. Solun jakautumisen aikana DNA:n molekyylisäikeet kiertyvät ja kietoutuvat histoniproteiinien ympärille, jolloin ne tiivistyvät ja muodostavat kromosomit.
Ytimessä olevien kromosomien määrä on kasvi- ja eläinlajikohtainen. Esimerkiksi ihmisellä on neljäkymmentäkuusi kromosomia, tupakalla neljäkymmentäkahdeksan, maissilla kaksikymmentä, porkkanalla kahdeksantoista ja herneellä neljätoista kromosomia.
Nukleoli on suurin näkyvä organelli tuman sisällä. Se liittyy tyypillisesti tiettyihin kromosomien alueisiin, joita kutsutaan ydinorganisaatioalueiksi ja jotka sisältävät geenejä, jotka ohjaavat ribosomaalisten alayksiköiden synteesiä.
Nukleoluksen toiminnan päätuotteet ovat ribosomaalisen RNA:n (rRNA) yksiköt. Nämä alayksiköt kompleksoituvat lopulta ribosomiproteiinien kanssa ja kuljetetaan ytimestä sytoplasmaan erityisten kuljettajaproteiinien avulla.
Muut tuman sisällä olevat toiminnallisiksi alueiksi kutsutut paikat ohjaavat lähetti- (pre-mRNA), siirto- (tRNA) molekyylien synteesiä. Muodostuttuaan nämä molekyylit kompleksoituvat proteiinien kanssa ja kuljetetaan nukleoproteiineina sytoplasmaan.
Solunjakautuminen
Vaikkakin näennäisesti sekä vakaa että kestävä, tuma katoaa tavanomaisesta näkymästä ja muodostuu uudelleen solunjakautumisen aikana lähes kaikissa kasveissa lukuun ottamatta hiivoja, joilla säilyy selvästi erottuva tuma koko jakautumisprosessin ajan.
Muissa eukaryoottisissa kasvisoluissa tuma katoaa varhain mitoosin profaasin aikana, jolloin ydinkuori pirstoutuu entsymaattisesti pieniksi, lähes näkymättömiksi rakkuloiksi. Ne kasaantuvat uudelleen vasta telofaasin lopputapahtumissa, jolloin ne muodostuvat uudelleen kromosomien ympärille ja ohjautuvat tyttärisolujen laminaattien ohjaamina.