Solun tuma (monikko: solutumat) sisältää solun geenit ja ohjaa solun kasvua, aineenvaihduntaa ja lisääntymistä. Tumasta tulee usein solun näkyvin soluelin. Useimmissa eukaryoottisoluissa tuma on solun toiminnan keskeinen ohjauskeskus: siinä säilytetään DNA:ta, järjestetään kromosomeja ja säädellään geenien ilmentymistä.

Rakenne

Ytimen ympärillä on kaksikerroksinen kalvo, jota kutsutaan ydinkalvoksi tai ydinkuoreksi. Ydinkalvo erottaa ytimen nukleoplasmaan (ytimen sisäiseen nesteeseen) ja sytoplasmaan. Kalvon läpi on satoja tai tuhansia ydinhuokosia, joiden kautta RNA-molekyylit ja proteiinit kulkevat ytimen ja sytoplasman välillä. Ytimen sisäpinnalla on tukiverkosto eli ydinlamina, joka antaa mekaanista tukea ja auttaa kromatin järjestäytymisessä.

Ytimen sisältä löytyvät mm. monenlaiset proteiineja, erilaiset RNA-molekyylit, kromosomeja (DNA:n ja siihen liittyvien proteiinien muodostama kompleksi) sekä tumajyvä (tumajyvä, nukleolus). Tumajyvä on paikka, jossa ribosomaalinen RNA syntetisoidaan ja ribosomien alayksiköt kootaan — nämä ribosomeja. varten valmistetut alayksiköt viedään sen jälkeen sytoplasmaan, missä ne osallistuvat proteiinisynteesiin.

Toiminnot ja tehtävät

  • Perintöaineksen säilytys: tuma tallentaa solun DNA:n sisältämät geenit ja varmistaa niiden kopioitumisen ennen solunjakautumista.
  • Geenien säätely: tuma ohjaa, mitkä geenit luetaan ja milloin — tämä säätelee solun rakentamista ja toimintoja.
  • RNA:n käsittely: esiaste-RNA:sta muodostetaan toimivia RNA-molekyylejä (mm. mRNA:n silmukointi, cap- ja poly-A-prosessointi), jotka sitten kulkeutuvat sytoplasmaan proteiinisynteesiä varten.
  • Ribosomien valmistus: tumajyvässä syntyvät ribosomaalinen RNA ja ribosomiproteiinit kootaan ribosomi-alayksiköiksi.
  • Solusyklin ja jakautumisen säätely: tuma sisältää proteiineja ja mekanismeja, jotka ohjaavat solun siirtymistä eri jaksonvaiheiden läpi ja valmistavat kromosomit näkyviksi, kun solu jakautuu.

Kun solu on jakautumassa tai valmistautuu siihen, kromosomit tiivistyvät ja tulevat näkyviin valomikroskoopilla. Muina aikoina kromosomit ovat löyhemmässä, epäselvärajaisessa muodossa (kromatiini), ja tuma näkyy yleensä solun muista osista erottuvana rakenteena.

Levinneisyys ja poikkeukset

Kaikkien eukaryoottien soluissa on tuma, myös monien yksisoluisten eukaryoottien soluissa. Bakteerit ja arkeat, jotka kuuluvat prokaryootteja, eivät sen sijaan sisällä tumaa: niiden perintöaineksen sijainti on vapaammin sytoplasmassa. Ihmiskehossa on miljardeja soluja, joista suurimmassa osassa on tuma, mutta on myös poikkeuksia — esimerkiksi kypsissä punasoluissa (erytrosyyteissä) ei ole tuman sisältämää DNA:ta.

Lyhyt historiateos

Solujen ja tumien tutkimus alkoi varhaisilla mikroskoopin havainnoilla. Antonie van Leeuwenhoek teki 1600-luvulla havaintoja mikroskooppisista organismeista ja soluista (1600-luvulla). Myöhemmin 1800-luvulla tutkijat, kuten Robert Brown, kuvasivat ja nimesivät tuman kasvisolujen keskeiseksi osaksi.

Yhteenvetona: tuma on eukaryoottisolun keskeinen ohjausyksikkö, jonka rakenne (kaksinkertainen kalvo, tumajyvä, kromatiini) ja toiminnot (perintöaineksen säilytys, geenien säätely, RNA-prosessointi, ribosomien kokoaminen) tekevät siitä välttämättömän solun elintoiminnoille.