perjantai 12. huhtikuuta 2019

Katsaus kivihiilikauteen

Jo poikavuosina kirjoissa näkemäni kivihiilikautta esittävät kuvat jäivät vahvasti mieleen. Nuo kosteat, höyryävät metsät, valtavat hyönteiset ja muut ötökät saivat mielikuvituksen liikkeelle. Minkähänlaista olisi ollut seikkailla silloisessa luonnossa? Näissä tunnelmissa kokosin tähän joitain kuvia ja tietoja tuon ajan kasvillisuudesta ja eläinkunnasta lähinnä maanpäällisten näkymien kannalta, ts. en kaloista tai muista varsinaisista vesieläimistä.

Kivihiilikausi ajoitetaan välille 359–299 mvs. Kausi jaetaan vanhempaan Mississippi-kauteen (359–323 miljoonaa vuotta sitten) ja nuorempaan Pennsylvania-kauteen (323–299 miljoonaa vuotta sitten).

Kausi saa nimensä silloin syntyneistä kivihiilikerrostumista. Ne syntyivät pääasiassa Pennsylvania- eli ylähiilikauden kasvijätteistä, jotka jäivät  sedimentti­kerrostumien alle ja muuttuivat lopulta kivihiileksi suuressa paineessa.

Kasvillisuus ja yleiset olosuhteet


 Kivihiilikauden sanikkaismetsää (Kuva Wikimedia)

Ilmasto oli varsinkin kauden alkupuolella ja päiväntasaajan lähellä hyvin lämmin ja kostea. Jakson puolivälissä lämpötilat alkoivat laskea reilusti. 

Noin 335-325 mvs kasvoivat ensimmäiset laajat trooppiset metsät. Kauden lopulla (n. 305 mvs) sademetsien määrä väheni voimakkaasti ja ne pirstaloituivat kylmenemisen ja kuivumisen johdosta.  Engl. termi on 'Carboniferous rainforest collapse'.

Maakasvillisuudessa hallitsevina olivat putkilokasvit, joiden koko vaihteli pienistä pensasmaisista lajeista suuriin, yli 30 metrisiin puihin. Esimerkkejä:

Archaeopteris-sukuun kuuluvien puiden 
fossiileja voidaan löytää myöhäis-
devonikaudelta Missisippi-kauden 
lopulle.  Niiden tyypillinen korkeus oli 
10 m. Ne luetaan  esipaljassiemenisiin,  
Progymnospermopsida. Siemeniä ne eivät 
tuottaneet, vaan lisääntyivät itiöiden avulla.
(Kuva Wikimedia)
Lepidodendron ('suomupuu') oli
puumainen liekomainen kasvi, joka
saattoi kasvaa yli 30 metriseksi.
Kuvassa näkyvät 'kävyntapaiset'
ovat itiötähkiä. Fossiileja löytyy hyvin
pitkän ajan kattavista kerrostumista,
hiilikauden alusta triaskauden
loppupuolelle saakka. (Kuva Wikimedia)
Calamites on kortemaisten kasvien suku,
joita esiintyi koko kivihiilikauden ajan
ja vielä seuraavalla permikaudellakin.
Ne olivat kuitenkin puumaisia, yli 30 m
korkuisiksi kasvavia. (Kuva Wikimedia)
Psaronius-suvun puusaniaisia esiintyi
kivihiilikauden loppupuolella ja permi-
kaudella. Ne muistuttivat ulkoisesti
nykyisiä puusaniaisia. (Kuva Wikimedia
Muita kiinnostavia ryhmiä olivat siemensaniaiset ja cordaites-paljassiemeniset. Kaikki kivihiilikauden kasvit eivät siis olleet itiökasveja. Siemensaniaiset olivat kivihiilikaudella ja permikaudella olennainen osa kasvikuntaa häviten liitukaudella. Cordaites-suvun lajeja esiintyy ylähiilikaudelta permikauden loppuun. Ne olivat mahdollisesti varhaisia havupuita tai sitten havupuiden ja eräiden toisten läheisten ryhmien varhaisia edeltäjiä.

Sammakkoeläimet, matelijat yms.


Kivihiilikaudella jo devonikaudella alkanut tetrapodien (neliraajaisten selkärankaisten) maaelämään sopeutuminen eteni, vaikkakin monet lajit olivat puoliksi tai jotkut jopa kokonaan vesieläimiä. Kauden loppupuolella, ilmaston kuivuessa, esiintyi jo selvästi matelijoiksi luokiteltavia lajeja.
Pederpes finneyae. (Kuva Wikimedia)

Vanhin tunnettu todella maaelämään sopeutunut selkä­rankainen on saanut nimen Pederpes finneyae. Sen fosiili löytyi vuonna 1971 kivihiilikauden alkupuolen kerrostumista ajalta 348 mvs. Sitä voidaan sanoa sammakko­eläimeksi sanan laajassa merkityksessä. Se oli noin metrin mittainen. Korvan rakenteesta on päätelty, että se on saattanut viettää kuitenkin suuren osan ajastaan vedessä. Pederpes oli hyvin mielenkiintoinen löytö, sillä kivihiilikauden alusta, ajalta 360 - 345 mvs ei ole toistaiseksi löydetty paljonkaan tetrapodien fossiileja, puhutaan ns. Romerin aukosta.

Proterogyrinus (Kuva Wikimedia)
Kivihiilikauden puolivälin paikkeilta, ajalta n. 331-323 mvs, tunnetaan mm. oheisen kuvan esittämä kookas tetrapodi, Proterogyrinus. Sen fossiileja on löytynyt Skotlannista, Englannista ja Länsi-Virginiasta USA:sta. Ne olivat suurinpiirtein samankokoisia kuin nykyiset komodonvaraanit, noin 2.5 metrisiä

Jalat olivat vahvat ja mahdollistivat liikkumisen maalla. Jotkut muut piirteet viittaavat kuitenkin siihen, että ne olivat todennäköisesti paremmin sopeutuneita vesielämään. Pyrstö oli kookas. Silmät sijaitsivat suhteellisen ylhäällä kallossa, mikä tukee teoriaa, että ne liikkuivat paljon lähellä veden pintaa.
Hylonomus lyelli -malli eräässä saksalaisessa museossa
(Kuva Wikimedia)
Varhaisimpana tunnettuna kiistattomana matelijana pidetään Hylonomus lyelli -lajia, joka eli noin 315-312 mvs myöhäisellä kivihiikaudella. Se oli häntä mukaanlukien noin 20 cm pituinen.

Hampaat olivat pienet ja terävät ja sen arvellaan syöneen ravinnokseen tuhatjalkaisia, hyönteisiä yms. Sen fossiileja on löydetty Nova Scotiasta Kanadasta onton puunrungon fossiloituneiden jäännösten seasta.

Amphibamus (Kuva Wikimedia , © N. Tamura)
Amphibamus oli kivihiilikauden lopulla elänyt pienikokoinen (noin 20 cm) panssari­sammakko. Amphibamuksen fossiilien löytöpaikat olivat sen eläessä jokisuistoa, joten eläimen uskotaan eläneen puroissa tai soissa lähellä jokea. Kivihiilikautta seuranneella permikaudella monet panssari­sammakot olivat hyvin kookkaita maaelämään sopeutuneita lajeja.

Hyönteiset ja muut ötökät


Meganeura monyi - malli Luonnontieteellisessä 
keskusmuseossa Helsingissä (oma kuva, © Hannu Tiihonen).
Usein nähdessäni sudenkorennon mieleni valtaa ihmettely ja miltei kunnioitus. Miten hieno otus, minkälainen lentotaituri! Ne tuovat kuin viestin kivihiilikauden kiehtovasta maailmasta, jolloin jo lenteli niiden jättikokoinen sukulainen, Meganeura.

Meganeura eli kiviiilikauden lopulla. Siipiväli oli jopa 75 cm. Se pyydysteli muita tuon ajan hyönteisiä tarttuen niihin vahvoilla jaloillaan.

Ensimmäisiin hyönteisiin viittaavia merkkejä on löytynyt jo devonikauden alkupuolelta, n. 400 mvs ja saattaa olla, että lentotaito juontaa jo aivan noilta ajoilta. Tästä on kuitenkin erilaisia mielipiteitä, koska siltä ajalta ei ole vielä fossiileissa jälkiä siivistä. Tuhatjalkaisia ja muitakin maaniveljalkaisia oli jo sitä ennen, siluurikaudella. Kivihiilikauden erikoisuus on se, että monet lajit saavuttivat käsittämättömiä mittoja.
Pulmonoscorpius kirktonensis (kuva Wikimedia).

Pulmonoscorpius kirktonensis skorpioni saattoi kasvaa 70 cm pituiseksi. Sen fossiileja on löydetty Skotlannista noin 338 mv ikäisistä kerrostumista, siis kivihiilikauden alkupuoliskolta.
Arthropleura (kuva Wikimedia)
Kivihiilikauden loppupuolella eläneet Arthropleura-tuhatjalkaiset  olivat uskomattoman isoja, suurimmat jopa 2.3 metrin pituisia. Nämä jättiläiset olivat rauhallisia kasvissyöjiä. Ne hävisivät sukupuuttooon kivihiilikauden lopussa.

keskiviikko 13. joulukuuta 2017

Mannerliikunnot ja fossiilit

Alfred Wegener

Se huomio, että Atlantin molemmin puolin olevat mantereet tuntuvat sopivan yhteen palapelin tavoin, ei ole uusi. Abraham Ortelius niminen maantieteilijä kiinnitti tähän huomiota jo vuonna 1596 teoksessaan Thesaurus Geographicus. Hän ehdotti, että maanjäristykset ja tulvat olivat repineet Amerikat eroon Euroopasta ja Afrikasta. Myös muut esittivät ajatuksia mannerten liikkeistä ennen 1900-lukua, mutta varsinaisesti mannerliikuntoteorian 'isänä' voidaan pitää Alfred Wegeneriä. Hän esitti teoriansa vuonna 1915 kirjassaan Die Entstehung der Kontinente und Ozeane (Mannerten ja valtamerten alkuperä).
 
Tämä kartta käsittää Gondwana-jättimantereen. Pangaea, 'kaikki maa',
oli vielä laajempi, siihen kuului myös Pohjois-Amerikka ja Euraasia.
Pangea alkoi hajota noin 200 miljoonaa vuotta sitten aivan triaskauden lopussa.
Gondwana alkoi hajota jurakauden keskivaiheilla noin 167 miljoonaa vuotta sitten.

Palapeleissä sopivat yhteen paitsi palasten muodot, myös kuviot. Vastaavasti Wegener etsi merkkejä eri mantereilla olevista yhtenäisistä 'kuvioista', jotka viittaisivat mantereiden olleen joskus yhdessä. Hän huomasi, että Cynognathus-fossiileja oli löydetty sekä Etelä-Amerikasta että Afrikasta. Se oli maaeläin, eikä voitu ajatella sen ylittäneen Atlanttia uimalla. Glossopteris-siemensaniaisen fossiileja löytyi Etelä-Amerikasta, Afrikasta, Intiasta, Australiasta ja jopa Etelämantereelta. Mesosaurusta löytyi Etelä-Amerikasta ja Australiasta. Lystrosauruksen fossiileja löytyi Afrikasta, Intiasta ja Etelämantereelta.  Hän huomasi myös vastaavuuksia geologisissa muodostumissa ja kivilajeissa. Wegenerin teoria siitä, että mantereet olivat joskus olleet yhdessä, selitti havainnot loogisesti. Hänen ajatuksiaan ei kuitenkaan tahdottu hyväksyä, vaan etsittiin toisenlaisia selityksiä - esim. maasiltoja, joita pitkin eläimet olisivat joskus liikkuneet nykyisellä paikallaan olevien mantereiden välillä. Ongelmana oli myös se, että Wegener ei pystynyt ratkaisemaan sitä, miksi ja miten mantereet liikkuivat.
Arthur Holmes

Vuonna 1928 Brittiläinen geologi Arthur Holmes esitti paljolti nykyisenkaltaisen teorian. Hänen mukaansa Maan vaipan virtaukset olivat mantereita siirtelevä voima ja että sekä mantereet, että merenpohja liikkuivat. Teoria sai kuitenkin vielä odottaa hyväksymistään.

1950-luvulta alkaen monet tutkijat tutkivat merenpohjan leviämistä ja maan magneetti­kentän napaisuuden toistuvia käännöksiä. Kun todettiin, että maan magnetismin pitkien aikojen kuluessa tapahtuneet muutokset näkyivät maankuoresssa Atlantin keskiselänteen molemmin puolin, merenpohjan levenemiselle oli saatu vahvistus. Uuden vielä sulassa tilassa olevan merenpohjan noustessa keskiselänteen alueella siihen tallentuu kulloisenkin magneettikentän suunta. Merenpohja siirtyy sitten kauemmaksi laajentumisen jatkuessa ja sen jälkeen muodostuneeseen vielä uudempaan merenpohjaan tallentuu magneettikentän aikanaan käännyttyä erilainen magneettikentän suunta. Myös merenpohjan radiometrisillä iänmäärityksillä ja satelliittien avulla tehdyillä lasermittauksilla sekä GPS-järjestelmän avulla on todettu Atlantin leveneminen ja muut mannerliikunnot. Nykyisin Etelä-Atlantti levenee noin 1,5-2,25 cm/v ja Pohjois-Atlantti 0,95-1,4 cm/v.

Henkilökohtaista

Wegenerin huomioilla on itselleni ollut suuri Raamatun tulkintaan vaikuttava merkitys. Uskoontuloni jälkeen aloin ensin kyseenalaistamaan monia tieteellisiä teorioita. Yritin sovittaa maailmankuvani hyvin kirjaimelliseen tulkintaan Raamatun alkuluvuista. Jossain vaiheessa oli kuitenkin pakko tiedostaa, että liiallinen kirjaimellisuus johtaa mahdottomuuksiin ja jopa ristiriitoihin eri tekstinkohtien välillä.  Aloin taas miettiä tarkemmin tieteellisiä käsityksiä ja perusteluita maapallon ja elämän suurelle iälle. Mannerliikuntojen ja fossiilien yhteistodistus oli yksinkertaisuudessaan ja vakuuttavuudessaan eräs niistä asioista, joka sai minut katsomaan tosiasioita silmiin. Tämä oli kyllä kipeä prosessi, se täytyy tunnustaa - vaikka oli kyse vain raamatuntulkinnan muuttumisesta, ei kristillisen uskon menettämisestä.

Atlantti on kapeimmalta kohdaltaan ainakin 2500 km:n levyinen. Jos levenemisvauhdiksi otetaan 2.5 cm vuodessa, tuon levyisen alueen muodostumiseen menee 100 miljoonaa vuotta. Tämä karkeakin laskutapa antaa jonkinlaisen suuruusluokan. Levenemisnopeus on tietysti voinut vaihdella, mutta monet seikat todistavat, että Atlantti ei ole voinut muodostua nopeasti, esimerkiksi yhden luonnonmullistuksen seurauksena.

Esimerkiksi Cynognathuksen fossiilien löytymisen eri mantereilta selittää muinainen maayhteys näiden alueiden välillä. Laji on periaatteessa tietysti voinut jatkaa elämäänsä eri mantereilla yhteyden katkeamisen jälkeenkin, mutta jossain vaiheessa lajin historiaa yhteys on ollut. Ja siitä pitää olla kauan, miljoonia vuosia, koska mannerliikunnot ovat hitaita. Siis jo niin kauan sitten oli elämää... Jostain syystä tämä maalaisjärkinen päättely on ollut minulle vakuuttava, vaikka se onkin melko suurpiirteinen. Onhan toki muinaisten fossiilien ikä saatu tarkemmillakin menetelmillä selvitettyä, vaikkei se aina helppoa olekaan. Esimerkkinä voisi mainita tilanteen, jossa fossiilin ylä- ja alapuolella on vulkaanisia kerrostumia. Silloin voidaan hyvin käyttää radioaktiiviseen hajoamiseen perustuvia mittausmenetelmiä mainittuihin kerrostumiin. Lisävahvistusta saadaan siitä, että monet eri riippumattomat mittausmenetelmät tukevat toisiaan.

Cynognathusin kallo Museum Mensch und Naturissa. (Kuva Wikimedia ).
Cynognathus oli hieman koiraa muistuttava lihansyöjä. Kallon
pituus on noin 30–45 cm. Kulmahammas on suuri ja alaleuan muoto
mahdollistaa leukojen suuren avautumisen. Eläimellä oli kallon
rakenteesta päätellen suuret leukalihakset ja täten suuri puruvoima.
Fossiilit kertovat myös, että jo paljon ennen ihmistä ekosysteemi olemassaolon taisteluineen on ollut samantapainen kuin nyt, saalistajineen ja saalistettavineen. Esimerkiksi Cynognathus ja Mesosaurus olivat lihansyöjiä. Lystrosaurus oli kasvinsyöjä.


Kun Raamattua tutkiva ihminen pohtii tieteellisen maailmankuvan mukaista näkemystä elämän pitkästä historiasta, yksi ensimmäisistä mieleennousevista kysymyksistä saattaa olla: "Eikö Raamattu opeta, että kaikki kuolema tuli maailmaan vasta syntiinlankeemuksen seurauksena?". Tähän liittyen kokosin joitain ajatuksia toisen blogin tekstiin  'Kuolema ja syntiinlankeemus'.


Lähteitä ja luettavaa:
Wikipedia, Alfred Wegener
Wikipedia, Mannerliikunnot
Kåre Kullerud, Laattatektoniikka (!)
Wikipedia, Pangaea
Wikipedia, Gondwana
Dating dinosaurs and other fossils
Radiometric Dating, A Christian Perspective
Wikipedia, LAGEOS
GPS - measuring Plate Motion



tiistai 14. marraskuuta 2017

Geenit ja proteiinisynteesi

Kokosin tähän artikkeliin tietoa eri lähteistä saadakseni paremman kuvan perintötekijöihin liittyvistä peruskäsitteistä ja geenien toiminnasta solussa. Esim. proteiinisynteesistä minulla ei ennen tätä ollut juuri minkäänlaista käsitystä.

Ei voi olla ihmettelemättä, kun näitä tutkii. Tulee mieleen nykyinen informaatioteknologia ja toisaalta myös tuttu raamatunkohta, jossa puhutaan ihmeen osuvasti 'kutomisesta'.
"...sinä kudoit minut kokoon äitini kohdussa. Minä kiitän sinua siitä, että olen tehty ylen ihmeellisesti; ihmeelliset ovat sinun tekosi, sen minun sieluni kyllä tietää." (Ps.139:13-14)
Seuraava hyvin yksinkertaistettu kuvaus on tehty lähinnä aitotumaisten eliöiden (eukaryoottien) kannalta.

(Kuva Wikimedia)

Geenien sijainti


Geenit eli perintötekijät sijaitsevat DNA:ssa, jota voisi kuvata solun tumassa olevana pitkänä lankana. Tarkemmin katsoen tuo 'lanka' on rakenteeltaan kuin kierteiset tikapuut, kahta vierekkäin kulkevaa 'lankaa' yhdistää tasaisin välimatkoin tikkaiden puolaa vastaava rakenne.

Näitä lankoja tai langanpätkiä on solussa useita. Yhtä yhtenäistä lankaa kutsutaan kromosomiksi. Kromosomi esitetään usein kuvissa X-kirjaimen muotoisena rakenteena, mutta tällöin on kyse kromosomista, joka on jo 'tehnyt kopion' itsestään ja nämä kaksi kopiota ovat vielä kiinni toisistaan keskeltä. Tällaista kahdentumista tarvitaan solun jakautumisen takia.

Kromosomissa voi olla geenejä kymmenistä tuhansiin. Yksi geeni on siis tietty osa kromosomista. Tämä geeniä vastaava osa ei kuitenkaan ole yleensä yhtenäinen, vaan keskeisin geenin perimäaines on eksoneiksi nimitetyissä jaksoissa, joiden välissä on introneja. Intronit eivät ole merkityksettömiä, mutta keskitytään kuitenkin tässä eksoneihin ja niiden tehtävään proteeiinien rakennusohjeena. Ensin kuitenkin tarkemmin DNA:n rakenteesta.

(Kuva Wikimedia)

DNA:n rakenne


Kun DNA:ta katsotaan tarkemmin, huomataan, että kahta 'sivupuuta' yhdistävät 'puolat' ovat kaksiosaisia. Puolien keskellä on liitoskohta, joka ei ole kovin luja. Itse asiassa liitoskohta avataankin tietyissä tilantessa, kun DNA:ta käsitellään.

Jos otetaan peliin lisää tieteellisiä termejä, niin 'puolat' koostuvat kahdesta emäksestä, jotka kuuluvat kaksoiskierteen eri puoliskoihin. Emäksen kohdalla kummassakin 'sivupuussa' on kaksi muuta yksikköä: deoksiriboosi ja fosforihappo. Näistä kolmesta osasta, deoksiriboosi, fosforihappo ja emäs, muodostuu yksi nukleotidi.

Kaksoiskierteen - tai virallisempi ilmaus on kaksoisjuoste - molemmat puoliskot muodostuvat siis peräkkäisistä nukleotideista, joissa vain emäsosa vaihtelee tyypiltään. DNA:n emäsosa on joko tyyppiä G (guaniini), A (adeniini), C (sytosiini) tai T (tymiini).

Kaksoisjuosteessa vastakkaiset emäkset yhdistyvät toisiinsa vain tietyllä tavalla: T ja A yhdistyvät toisiinsa ja vastaavasti G ja C. Tämä näkyy yo. kuvassa siinä, että 'puolat' ovat kaksivärisiä - joko sininen ja vihreä tai punainen ja keltainen.

RNA


Geenien toimintaan liittyy läheisesti myös RNA, jonka tehtävistä tulee esimerkkejä proteiinisynteesin yhteydessä. Rakenteeltaan tämä molekyyli muistuttaa DNA:ta. Se esiintyy kuitenkin yleensä yksjuosteisena. Muita eroja ovat, että 'tukirangassa' deoksiriboosin tilalla on riboosi ja emäsosana on tymiinin tilalla aina urasiili. RNA:n emäsosa on siis joko G, A, C tai U. Vastaavuudet ovat näinollen U - A, G - C (näillä on merkitystä, vaikka RNA ei olekaan kaksoisjuoste).

Geneettinen koodi


Geenien perusteella solussa tuotetaan geenituotteita, joita ovat proteiinit ja RNA. Proteiinit koostuvat aminohappoketjuista. Geenien emäsosiin on koodattuna mielenkiintoisella tavalla tarvittavien aminohappoketjujen rakenne. Yhtä aminohappoa vastaa aina kolmen peräkkäisen nukleotidin sisältämän emäsosan yhdistelmä. Tällaista kolmikkoa nimitetään kodoniksi. Kodonin merkitys voi olla myös muukin kuin ilmoittaa aminohappo, se voi olla esim. lopetusmerkki.

Sellaisia proteiinien muodostamisessa käytettyjä yksittäisiä aminohappoja, joita vastaa jokin geneettinen koodi, on 20 kpl. Kolmen emäksen yhdistelmiä on paljon enemmän, ja onkin niin, että yhteen aminohappoon voidaan viitata useimmissa tapauksissa monella eri tavalla.

Esimerkiksi: Treoniini = ACT, ACC, ACA tai ACG. Tyrosiini = TAT tai TAC. Leusiini = CTT, CTC, CTA, CTG, TTA tai TTG

DNA:n geenien sisältämä informaatio muuttuu proteiinisynteesin yhteydessä yksijuosteiseen RNA-muotoon (tästä seuraavassa kappaleessa enemmän). Silloin vastaavuuksia voidaan esittää kuten ao. kuvassa, jossa T on korvautunut RNA:n rakenteen mukaisesti aina U:lla
(Kuva Wikimedia)


Proteiinisynteesi

(Kuva Wikimedia)
Käyn läpi proteiinisynteesin vaiheita yo. kuvan perusteella.

Prosessi alkaa solun tumassa (tummempi alue solun sisällä). Kuvassa ylimpänä olevan DNA-mallin mukaan valmistuu vastaava RNA-juoste. DNA:ta luetaan avaamalla kaksoisjuostetta aina pieneltä alueelta kerrallaan ja samalla valmistuu RNA-ketjua. Tätä vaihetta nimitetään transkriptioksi. Eksonien lisäksi myös intronit pysyvät vielä mukana.

Toisessa vaiheessa, jota sanotaan silmukoinniksi (splicing), tumassa valmistuu lopullinen lähetti-RNA (mRNA, m=message). Se ei enää sisällä introneita, koska eksoneissa on kaikki proteiinien muodostamiseen tarvittava tieto.

Lähetti-RNA (mRNA) siirtyy sitten tumasta solulimaan proteiinisynteesin toteuttamista varten. Siellä odottaa vuoroaan muita prosessiin osallistuvia komponentteja:

  • Erilaiset aminohapot, kuvassa mustina pallukoina.
  • Ribosomit, jotka ovat ensin kahtena erillisenä osasena solulimassa, mutta muodostavat yhden kokonaisuuden ribosomin käydessä läpi lähetti-RNA:ta. Ribosomia voisi kuvata eräänlaisena 'robottina', jonka tehtävänä on 'kutoa' aminohapoista ketjuja lähetti-RNA:n sisältämän 'neulontaohjeen' perusteella. Kuvassa ribosomi näkyy (hieman epäselvästi) harmaana hahmona alaosan lähetti-RNA:n keskivaiheilla
  • Siirtäjä-RNA (tRNA, t=transfer) -molekyylit. Näiden tehtävä on kuljettaa sopivia aminohappoja ribosomin ja lähetti-RNA:n luo. Ne näkyvät kuvassa 'töpselin' näköisinä 'olioina'.

Siirtäjä-RNA -molekyylejä on monenlaisia, kullekin aminohapolle omansa.  Tai oikeastaan kutakin kolmen emäksen jaksoa (kodonia) vastaa oma siirtäjä-RNA (lopetuskodoneja lukuunottamatta), näin useimmille aminohapoille on enemmän kuin yksi siirtäjä-RNA. Kuvan 'töpselimäinen' esitystapa on osuva, sillä siirtäjä-RNA voi tuoda kuljettamansa aminohapon vain sopivaan 'pistorasiaan'. Nuo siirtäjä-RNA:n kolme piikkiä kuvaavat antikodonia, joka vastaa lähetti-RNA:ssa olevaa kodonia. Jos lähetti-RNA:ssa on esim. kodoni GCU, se vastaa alaniini-aminohappoa. Ribosomin ollessa käsittelemässä tätä kohtaa lähetti-RNA:sta, siihen voi tuoda lastinsa vain sellainen siirtäjä-RNA, jonka antikodoni on CGA ja se kuljettaa nimenomaan alaniinia.

Aluksi ribosomi kiinnittyy lähetti-RNA:n toiseen päähän. Sen sisälle tulee siirtäjä-RNA:n tuomana ensimmäinen aminohappo, joka vastaa ensimmäistä kodonia. (Tarkkaan ottaen tässä alkuvaiheessa saapumisjärjestys on: ribosomin pienempi puolisko, siirtäjä-RNA, ribosomin suurempi puolisko). Sitten ribosomin sisälle tulee toinenkin aminohappo, vastaten seuraavaa kodonia. Ensimmäinen aminohappo siirretään ribosomin sisällä toisen amonihapon jatkoksi ja ensimmäinen siirtäjä-RNA poistuu. Ribosomi siirtyy yhden kodonin verran eteenpäin. Nyt on taas tilaa uudelle siirtäjä-RNA:lle, ja se tuo kolmatta kodonia vastaavan amonihapon paikalle. Kaksi aiemmin toisiinsa liittynyttä aminohappoa lisätään kolmannen 'hännäksi' ja niitä 'pidellyt' siirtäjä-RNA poistuu. Ribosomi siirtyy taas askeleen eteenpäin ja näin prosessi etenee, kunnes lähetti-RNA:ssa tulee vastaan lopetusmerkki. Silloin proteiiniin tarvittava aminohappoketju on valmis.

Kuvaan on piirretty vain yksi ribosomi, mutta lähetti-RNA:n 'kimpussa' voi samanaikaisesti olla useita ribosomeja - tehokasta.

Kuvatussa prosessissa syntyvät aminohappoketjut eivät ole vielä aivan valmiita proteiineja. Niille tapahtuu solussa vielä 'laskostuminen' (jossa ne saavat proteiineille ominaisen kolmiulotteisen muotonsa) ja niihin liitetään sokeriosia ym. mutta nämä vaiheet eivät enää liity lähetti-RNA:n geneettiseen koodiin.

Lähteitä:

Opetus-tv, solubiologia ja perinnöllisyys (Selkeää opetusta!)
Virtual Cell Animation Collection, translation
Wikipedia, DNA codon table
Wikipedia, proteiinien tehtäviä