Solubiologia on akateeminen tieteenala, joka tutkii elävien olentojen perusyksikköä, soluja. Solut ovat pienin itsenäisesti toimiva yksikkö eliön rakenteessa, ja ne koostuvat yleensä ytimestä, jota ympäröi sytoplasma ja jota ympäröi kalvo. Solubiologiassa tutkitaan mikroskooppisella ja molekyylitasolla näiden eliöiden perusyksiköiden fysiologisia ominaisuuksia, rakennetta, organelleja (kuten tumia ja mitokondrioita), vuorovaikutusta, elinkaarta, jakautumista ja kuolemaa. Solubiologian tutkimus ulottuu sekä yksisoluisten eliöiden, kuten bakteerien, suureen monimuotoisuuteen että monisoluisten eliöiden, kuten eläinten ja kasvien, moniin erikoistuneisiin soluihin.
Solubiologian alalla on perinteisesti keskitytty kysymyksiin, jotka koskevat sitä, miten erilaiset elimistön organellit toimivat ja työskentelevät yhdessä, miten näitä soluprosesseja säädellään ja miten elimistön eri solut kommunikoivat keskenään. Solujen koostumuksen ja solujen toiminnan ymmärtäminen on perustavanlaatuista kaikille biologisille ja lääketieteellisille tieteille. Solutyyppien välisten yhtäläisyyksien ja erojen tutkiminen on erityisen tärkeää solu- ja molekyylibiologian alalla, koska yhden solutyypin tutkimisesta opitut periaatteet voidaan yleistää muihin solutyyppeihin. Solubiologian tutkimus liittyy läheisesti genetiikkaan, biokemiaan, molekyylibiologiaan ja kehitysbiologiaan.
Solun sisäisiä rakenteita ja toimintoja verrataan usein samanlaisiin toimintoihin tyypillisessä kaupungissa. Mitokondriot ovat solun energialaitoksia, kasvien kloroplastit ovat aurinkoenergialaitoksia, kromosomit sisältävät kaupungin alkuperäiset piirustukset, endoplasminen retikulum edustaa tiejärjestelmää, Golgin laite on postitoimisto ja tuma on kaupungintalo. Proteiinit osallistuvat kuitenkin lähes kaikkiin solukaupungin toimintoihin – toisin sanoen ne ovat tiiliä ja puutavaraa, viestinviejiä, kopiokoneita, jätteiden kierrättäjiä ja paljon muuta. Jokaisessa solussa on tyypillisesti satoja erilaisia proteiineja, jotka toimivat yhdessä luodakseen solun käyttäytymisen. Tärkeä osa solubiologiaa on niiden molekulaaristen mekanismien tutkiminen, joiden avulla proteiinit siirtyvät eri paikkoihin solun sisällä tai erittyvät solusta.
Suurimman osan proteiineista syntetisoivat ribosomit sytoplasmassa. Tämä prosessi tunnetaan myös nimellä proteiinien biosynteesi tai proteiinien translaatio. Jotkin proteiinit, kuten kalvoihin sisällytettävät proteiinit (membraaniproteiinit), kuljetetaan synteesin aikana endoplasmiseen retikulumiin (ER) ja jatkojalostetaan Golgin laitteessa. Golgista kalvoproteiinit voivat siirtyä plasmakalvoon tai muihin solunalaisiin osastoihin tai ne voivat erittyä solusta. Proteiinit liikkuvat säännöllisesti näiden lokeroiden läpi. ER:ssä ja Golgissa olevat proteiinit assosioituvat muiden proteiinien kanssa, mutta pysyvät omissa lokeroissaan. Muut proteiinit kulkevat ER:n ja Golgin kautta plasmakalvoon.
Suurin osa solun geneettisestä informaatiosta sijaitsee ytimessä ja sisältyy kromosomeihin (myös mitokondriot kantavat jonkin verran omaa DNA:ta). Solun jakautumisen mikroskooppisesti näkyvien vaiheiden tutkimista mitoosin ja meioosin aikana pidetään yleensä osana solubiologiaa, kun taas varsinaista DNA:n replikaation ja proteiinisynteesin submikroskooppista toimintaa pidetään osana molekyylibiologiaa.
Solubiologian osa-alueet
Aktiivinen ja passiivinen kuljettaminen
Tässä on kyse molekyylien liikkeistä soluihin sisälle ja ulos soluista.
Solujen adheesio
Tässä tutkitaan, miten solut ja kudokset pysyvät yhdessä.
Solujen jakautuminen
Tässä tutkitaan, miten solut monistuvat.
Solun signalointi
Se on solun käyttäytymisen säätelyä solun ulkopuolelta tulevilla molekyylisillä signaaleilla.
Solun aineenvaihdunta
Se on energian luomiseen ja kuluttamiseen liittyviä prosesseja.
Naapuritieteet
Biokemia
Tämä on elävissä organismeissa tapahtuvien kemiallisten prosessien ja muunnosten tutkimusta.
Kehitysbiologia
Tämä on niiden prosessien tutkimusta, joiden avulla organismit kasvavat ja kehittyvät.
Genetiikka
Tämä on geenejä, periytyvyyttä ja elävien organismien variaatiota käsittelevää tutkimusta.
Molekyylibiologia
Tämä on solun eri järjestelmien välisten molekyylien vuorovaikutusten tutkimusta, mukaan lukien DNA:n, RNA:n ja proteiinisynteesin keskinäinen suhde ja se, miten näitä vuorovaikutuksia säädellään.
Rakennebiologia
Tämä on biologisten makromolekyylien – erityisesti proteiinien ja nukleiinihappojen – arkkitehtuurin ja muodon tutkimusta ja sitä, mikä saa aikaan sen, millaisia rakenteita niillä on.