कोशिका झिल्ली। प्लाज्मा झिल्ली के कार्य, अर्थ और संरचना

कोशिका झिल्ली (प्लाज्मा झिल्ली) एक पतली, अर्ध-पारगम्य झिल्ली होती है जो कोशिकाओं को घेरे रहती है।

कोशिका झिल्ली का कार्य और भूमिका

इसका कार्य कुछ में देकर इंटीरियर की अखंडता की रक्षा करना है आवश्यक पदार्थपिंजरे में, और दूसरों को प्रवेश नहीं करने देता।

यह कुछ जीवों और अन्य के प्रति लगाव के आधार के रूप में भी कार्य करता है। इस प्रकार, प्लाज्मा झिल्ली कोशिका का आकार भी प्रदान करती है। झिल्ली का एक अन्य कार्य संतुलन और के माध्यम से कोशिका वृद्धि को विनियमित करना है।

एंडोसाइटोसिस में, लिपिड और प्रोटीन को हटा दिया जाता है कोशिका झिल्लीजैसे पदार्थ अवशोषित होते हैं। एक्सोसाइटोसिस में, लिपिड और प्रोटीन युक्त पुटिकाएं कोशिका झिल्ली के साथ मिल जाती हैं, जिससे कोशिका का आकार बढ़ जाता है। , और कवक कोशिकाओं में प्लाज्मा झिल्ली होती है। आंतरिक, उदाहरण के लिए, सुरक्षात्मक झिल्ली में भी संलग्न हैं।

कोशिका झिल्ली संरचना

प्लाज्मा झिल्ली मुख्य रूप से प्रोटीन और लिपिड के मिश्रण से बनी होती है। शरीर में झिल्ली के स्थान और भूमिका के आधार पर, लिपिड झिल्ली का 20 से 80 प्रतिशत हिस्सा बना सकते हैं, बाकी प्रोटीन के साथ। जबकि लिपिड झिल्ली को लचीला बनाने में मदद करते हैं, प्रोटीन नियंत्रण और रखरखाव करते हैं रासायनिक संरचनाकोशिकाएं और झिल्ली के पार अणुओं के परिवहन में भी मदद करती हैं।

मेम्ब्रेन लिपिड

फास्फोलिपिड्स प्लाज्मा झिल्ली का मुख्य घटक हैं। वे एक लिपिड बाइलेयर बनाते हैं जिसमें हाइड्रोफिलिक (जल-आकर्षित) "सिर" क्षेत्र जलीय साइटोसोल और बाह्य तरल पदार्थ का विरोध करने के लिए सहज रूप से व्यवस्थित होते हैं, जबकि हाइड्रोफोबिक (जल-विकर्षक) "पूंछ" क्षेत्र साइटोसोल और बाह्य तरल पदार्थ से दूर होते हैं। लिपिड बाईलेयर अर्ध-पारगम्य है, केवल कुछ अणुओं को झिल्ली में फैलने की अनुमति देता है।

कोलेस्ट्रॉल पशु कोशिका झिल्ली का एक अन्य लिपिड घटक है। झिल्ली फॉस्फोलिपिड्स के बीच कोलेस्ट्रॉल के अणु चुनिंदा रूप से फैले हुए हैं। यह फास्फोलिपिड्स को बहुत कसकर पैक होने से रोककर कोशिका झिल्ली को कठोर रखने में मदद करता है। पादप कोशिका झिल्लियों में कोलेस्ट्रॉल अनुपस्थित होता है।

ग्लाइकोलिपिड स्थित होते हैं बाहरी सतहकोशिका झिल्लियों और एक कार्बोहाइड्रेट श्रृंखला द्वारा उनसे जुड़े होते हैं। वे कोशिका को शरीर में अन्य कोशिकाओं को पहचानने में मदद करते हैं।

झिल्ली प्रोटीन

कोशिका झिल्ली में दो प्रकार के संबद्ध प्रोटीन होते हैं। परिधीय झिल्ली प्रोटीन बाहरी होते हैं और अन्य प्रोटीनों के साथ परस्पर क्रिया करके इससे जुड़े होते हैं। इंटीग्रल मेम्ब्रेन प्रोटीन को मेम्ब्रेन में पेश किया जाता है और अधिकांश इसके माध्यम से गुजरते हैं। इन ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन के हिस्से इसके दोनों किनारों पर स्थित होते हैं।

गिलहरी प्लाज्मा झिल्लीएक संख्या है विभिन्न कार्य. संरचनात्मक प्रोटीन कोशिकाओं को सहारा और आकार प्रदान करते हैं। मेम्ब्रेन रिसेप्टर प्रोटीन कोशिकाओं को उनके साथ संवाद करने में मदद करते हैं बाहरी वातावरणहार्मोन, न्यूरोट्रांसमीटर और अन्य सिग्नलिंग अणुओं के माध्यम से। ट्रांसपोर्ट प्रोटीन, जैसे कि गोलाकार प्रोटीन, कोशिका झिल्ली में अणुओं को सुगम प्रसार द्वारा ले जाते हैं। ग्लाइकोप्रोटीन में उनसे जुड़ी एक कार्बोहाइड्रेट श्रृंखला होती है। वे कोशिका झिल्ली में जड़े होते हैं, अणुओं के आदान-प्रदान और परिवहन में मदद करते हैं।

प्लाज्मा झिल्ली , या प्लास्मलेम्मा,- सभी कोशिकाओं के लिए सबसे स्थायी, बुनियादी, सार्वभौमिक झिल्ली। यह पूरी कोशिका को ढकने वाली सबसे पतली (लगभग 10 एनएम) फिल्म है। प्लाज्मेलेम्मा में प्रोटीन और फॉस्फोलिपिड्स के अणु होते हैं (चित्र 1.6)।

फॉस्फोलिपिड्स के अणु दो पंक्तियों में व्यवस्थित होते हैं - हाइड्रोफोबिक अंत आवक, हाइड्रोफिलिक सिर आंतरिक और बाहरी जलीय वातावरण में। कुछ स्थानों पर, प्रोटीन अणुओं (अभिन्न प्रोटीन) के माध्यम से फास्फोलिपिड्स की बाइलेयर (डबल लेयर) में प्रवेश किया जाता है। ऐसे प्रोटीन अणुओं के अंदर चैनल - छिद्र होते हैं जिनसे पानी में घुलनशील पदार्थ गुजरते हैं। अन्य प्रोटीन अणु एक तरफ या दूसरी तरफ (अर्द्ध-अभिन्न प्रोटीन) से लिपिड बाइलेयर को पार करते हैं। यूकेरियोटिक कोशिकाओं की झिल्लियों की सतह पर परिधीय प्रोटीन होते हैं। लिपिड और प्रोटीन अणुओं को हाइड्रोफिलिक-हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन द्वारा एक साथ रखा जाता है।

झिल्लियों के गुण और कार्य।सभी कोशिका झिल्लियाँ मोबाइल द्रव संरचनाएँ हैं, क्योंकि लिपिड और प्रोटीन अणु आपस में जुड़े नहीं हैं सहसंयोजी आबंधऔर झिल्ली के तल में काफी तेजी से चलने में सक्षम होते हैं। इसके कारण झिल्लियां अपना विन्यास बदल सकती हैं, अर्थात इनमें तरलता होती है।

मेम्ब्रेन बहुत गतिशील संरचनाएं हैं। वे जल्दी से क्षति से ठीक हो जाते हैं, और सेलुलर आंदोलनों के साथ खिंचाव और अनुबंध भी करते हैं।

विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं की झिल्लियां रासायनिक संरचना और उनमें प्रोटीन, ग्लाइकोप्रोटीन और लिपिड की सापेक्ष सामग्री दोनों में महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होती हैं, और परिणामस्वरूप, उनमें मौजूद रिसेप्टर्स की प्रकृति में। प्रत्येक कोशिका प्रकार इसलिए एक व्यक्तित्व की विशेषता है जो मुख्य रूप से निर्धारित होता है ग्लाइकोप्रोटीन।कोशिका झिल्ली से निकलने वाली शाखित श्रृंखला ग्लाइकोप्रोटीन इसमें शामिल होते हैं कारक मान्यताबाहरी वातावरण, साथ ही संबंधित कोशिकाओं की पारस्परिक मान्यता में। उदाहरण के लिए, एक अंडाणु और एक शुक्राणु कोशिका एक दूसरे को कोशिका की सतह ग्लाइकोप्रोटीन द्वारा पहचानते हैं जो एक संपूर्ण संरचना के अलग-अलग तत्वों के रूप में एक साथ फिट होते हैं। इस तरह की पारस्परिक मान्यता निषेचन से पहले की एक आवश्यक अवस्था है।

ऊतक विभेदन की प्रक्रिया में एक समान घटना देखी जाती है। इस मामले में, संरचना में समान कोशिकाएं, प्लाज़्मेलेम्मा के वर्गों को पहचानने की मदद से, एक दूसरे के सापेक्ष खुद को सही ढंग से उन्मुख करती हैं, जिससे उनका आसंजन और ऊतक निर्माण सुनिश्चित होता है। मान्यता से जुड़ा हुआ है परिवहन विनियमनझिल्ली के माध्यम से अणु और आयन, साथ ही एक प्रतिरक्षात्मक प्रतिक्रिया जिसमें ग्लाइकोप्रोटीन एंटीजन की भूमिका निभाते हैं। शर्करा इस प्रकार सूचनात्मक अणुओं (प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड के समान) के रूप में कार्य कर सकते हैं। झिल्लियों में विशिष्ट रिसेप्टर्स, इलेक्ट्रॉन वाहक, ऊर्जा कन्वर्टर्स, एंजाइमैटिक प्रोटीन भी होते हैं। प्रोटीन कोशिका के अंदर या बाहर कुछ अणुओं के परिवहन को सुनिश्चित करने में शामिल होते हैं, कोशिका झिल्लियों के साथ साइटोस्केलेटन के संरचनात्मक संबंध को पूरा करते हैं, या पर्यावरण से रासायनिक संकेतों को प्राप्त करने और परिवर्तित करने के लिए रिसेप्टर्स के रूप में काम करते हैं।

झिल्ली का सबसे महत्वपूर्ण गुण भी है चयनात्मक पारगम्यता।इसका मतलब है कि अणु और आयन अलग-अलग गति से इससे गुजरते हैं, और अणुओं का आकार जितना बड़ा होता है, झिल्ली के माध्यम से उनका मार्ग उतना ही धीमा होता है। यह संपत्ति प्लाज्मा झिल्ली को परिभाषित करती है आसमाटिक बाधा।जल और उसमें घुली गैसों की भेदन शक्ति सबसे अधिक होती है; आयन झिल्ली से बहुत धीरे-धीरे गुजरते हैं। किसी झिल्ली के आर-पार जल के विसरण को कहते हैं परासरण।

झिल्ली के पार पदार्थों के परिवहन के लिए कई तंत्र हैं।

प्रसार- झिल्ली के माध्यम से सांद्रता ढाल के साथ पदार्थों का प्रवेश (उस क्षेत्र से जहां उनकी एकाग्रता उस क्षेत्र में अधिक होती है जहां उनकी एकाग्रता कम होती है)। पदार्थों (पानी, आयनों) का फैलाना परिवहन झिल्ली प्रोटीन की भागीदारी के साथ किया जाता है, जिसमें आणविक छिद्र होते हैं, या लिपिड चरण (वसा में घुलनशील पदार्थों के लिए) की भागीदारी के साथ।

सुगम प्रसार के साथविशेष झिल्ली वाहक प्रोटीन चुनिंदा रूप से एक या दूसरे आयन या अणु से जुड़ते हैं और उन्हें एक सांद्रता प्रवणता के साथ झिल्ली के पार ले जाते हैं।

सक्रिय ट्रांसपोर्टऊर्जा लागत के साथ जुड़ा हुआ है और पदार्थों को उनकी एकाग्रता प्रवणता के विरुद्ध ले जाने में कार्य करता है। वहविशेष वाहक प्रोटीन द्वारा किया जाता है, जो तथाकथित बनाते हैं आयन पंप।सबसे अधिक अध्ययन किया गया है Na - / K - पशु कोशिकाओं में पंप, K - आयनों को अवशोषित करते हुए Na + आयनों को सक्रिय रूप से पंप करना। इसके कारण, सेल में पर्यावरण की तुलना में K- और कम Na + की एक बड़ी सांद्रता बनी रहती है। यह प्रक्रिया एटीपी की ऊर्जा की खपत करती है।

एक झिल्ली पंप की मदद से सक्रिय परिवहन के परिणामस्वरूप, सेल में Mg 2- और Ca 2+ की सांद्रता भी नियंत्रित होती है।

कोशिका में आयनों के सक्रिय परिवहन की प्रक्रिया में, विभिन्न शर्करा, न्यूक्लियोटाइड और अमीनो एसिड साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के माध्यम से प्रवेश करते हैं।

प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, पॉलीसेकेराइड, लिपोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स आदि के मैक्रोमोलेक्यूल, आयनों और मोनोमर्स के विपरीत, कोशिका झिल्ली से नहीं गुजरते हैं। कोशिका में मैक्रोमोलेक्यूल्स, उनके परिसरों और कणों का परिवहन पूरी तरह से अलग तरीके से होता है - एंडोसाइटोसिस के माध्यम से। पर एंडोसाइटोसिस (एंडो...- अंदर) प्लाज्मेलेम्मा का एक निश्चित खंड कब्जा कर लेता है और, जैसा कि यह था, बाह्य सामग्री को कवर करता है, इसे एक झिल्लीदार रिक्तिका में संलग्न करता है जो झिल्ली के आक्रमण के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुआ है। इसके बाद, ऐसी रसधानी एक लाइसोसोम से जुड़ी होती है, जिसके एंजाइम मैक्रोमोलेक्युलस को मोनोमर्स में तोड़ देते हैं।

एंडोसाइटोसिस की रिवर्स प्रक्रिया है एक्सोसाइटोसिस (एक्सो...- बाहर)। उसके लिए धन्यवाद, सेल रिक्तिका या पु में संलग्न इंट्रासेल्युलर उत्पादों या अपचित अवशेषों को हटा देता है।

बुलबुले। पुटिका साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के पास पहुंचती है, इसके साथ विलीन हो जाती है, और इसकी सामग्री पर्यावरण में छोड़ दी जाती है। कैसे पाचक एंजाइम, हार्मोन, हेमिकेलुलोज आदि उत्सर्जित होते हैं।

इस प्रकार, मुख्य के रूप में जैविक झिल्ली संरचनात्मक तत्वकोशिकाएं न केवल भौतिक सीमाओं के रूप में काम करती हैं, बल्कि गतिशील कार्यात्मक सतहों के रूप में भी काम करती हैं। ऑर्गेनेल की झिल्लियों पर, कई जैव रासायनिक प्रक्रियाएं होती हैं, जैसे पदार्थों का सक्रिय अवशोषण, ऊर्जा रूपांतरण, एटीपी संश्लेषण आदि।

जैविक झिल्लियों के कार्यनिम्नलिखित:

वे बाहरी वातावरण से कोशिका की सामग्री और साइटोप्लाज्म से ऑर्गेनेल की सामग्री का परिसीमन करते हैं।

वे कोशिका के अंदर और बाहर, साइटोप्लाज्म से ऑर्गेनेल तक और इसके विपरीत पदार्थों का परिवहन प्रदान करते हैं।

वे रिसेप्टर्स की भूमिका निभाते हैं (पर्यावरण से सिग्नल प्राप्त करना और परिवर्तित करना, सेल पदार्थों की पहचान आदि)।

वे उत्प्रेरक हैं (झिल्ली रासायनिक प्रक्रिया प्रदान करते हैं)।

ऊर्जा के परिवर्तन में भाग लें।

पशु कोशिकाओं की बाहरी कोशिका झिल्ली (प्लाज्मालेम्मा, साइटोलेम्मा, प्लाज्मा झिल्ली)।झिल्ली प्रोटीन (ग्लाइकोप्रोटीन) और, कुछ हद तक, लिपिड (ग्लाइकोलिपिड्स) से सहसंयोजक रूप से जुड़ी ओलिगोसेकेराइड श्रृंखला की एक परत के साथ बाहर (यानी, साइटोप्लाज्म के संपर्क में नहीं) पर कवर किया गया। झिल्ली की इस कार्बोहायड्रेट परत को कहते हैं ग्लाइकोकैलिक्स।ग्लाइकोकैलिक्स का उद्देश्य अभी तक बहुत स्पष्ट नहीं है; एक धारणा है कि यह संरचना अंतरकोशिकीय मान्यता की प्रक्रियाओं में भाग लेती है।

पौधों की कोशिकाओं मेंबाहरी कोशिका झिल्ली के ऊपर एक सघन सेलूलोज़ परत होती है जिसमें छिद्र होते हैं जिसके माध्यम से साइटोप्लाज्मिक पुलों के माध्यम से पड़ोसी कोशिकाओं के बीच संचार किया जाता है।

प्रकोष्ठों मशरूमप्लास्मालेम्मा के ऊपर - एक घनी परत काइटिन.

पर जीवाणु – मुरीना.

जैविक झिल्लियों के गुण

1. आत्म-इकट्ठा करने की क्षमताविनाशकारी प्रभावों के बाद। यह संपत्ति फॉस्फोलिपिड अणुओं की भौतिक-रासायनिक विशेषताओं द्वारा निर्धारित की जाती है, जिसमें जलीय घोलएक साथ इकट्ठे होते हैं ताकि अणुओं के हाइड्रोफिलिक छोर बाहर की ओर मुड़ें, और हाइड्रोफोबिक छोर अंदर की ओर मुड़ें। प्रोटीन को तैयार फॉस्फोलिपिड परतों में शामिल किया जा सकता है। सेलुलर स्तर पर आत्म-इकट्ठा करने की क्षमता आवश्यक है।

2. अर्ध-पारगम्यता(आयनों और अणुओं के संचरण में चयनात्मकता)। सेल में आयनिक और आणविक संरचना की स्थिरता के रखरखाव को सुनिश्चित करता है।

3. झिल्ली की तरलता. झिल्लियां कठोर संरचनाएं नहीं हैं; वे लिपिड और प्रोटीन अणुओं के घूर्णी और दोलन संबंधी आंदोलनों के कारण लगातार उतार-चढ़ाव करते हैं। यह झिल्लियों में एंजाइमेटिक और अन्य रासायनिक प्रक्रियाओं की उच्च दर प्रदान करता है।

4. झिल्लियों के टुकड़ों में मुक्त सिरे नहीं होते, क्योंकि वे बुलबुले में बंद हैं।

बाहरी कोशिका झिल्ली के कार्य (प्लाज्मालेम्मा)

प्लाज्मेलेम्मा के मुख्य कार्य इस प्रकार हैं: 1) बाधा, 2) रिसेप्टर, 3) विनिमय, 4) परिवहन।

1. बाधा समारोह।यह इस तथ्य में व्यक्त किया गया है कि प्लास्मलेमा कोशिका की सामग्री को सीमित करता है, इसे बाहरी वातावरण से अलग करता है, और इंट्रासेल्युलर झिल्ली साइटोप्लाज्म को अलग-अलग प्रतिक्रियात्मक में विभाजित करता है। डिब्बों.

2. रिसेप्टर समारोह।प्लास्मालेम्मा के सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक झिल्ली में मौजूद रिसेप्टर उपकरण के माध्यम से बाहरी वातावरण के साथ सेल का संचार (कनेक्शन) सुनिश्चित करना है, जिसमें प्रोटीन या ग्लाइकोप्रोटीन प्रकृति होती है। प्लाज्मालेमा के रिसेप्टर संरचनाओं का मुख्य कार्य बाहरी संकेतों की पहचान है, जिसके कारण कोशिकाएं सही ढंग से उन्मुख होती हैं और भेदभाव की प्रक्रिया में ऊतक बनाती हैं। विभिन्न नियामक प्रणालियों की गतिविधि, साथ ही एक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया का गठन, रिसेप्टर फ़ंक्शन से जुड़ा हुआ है।

विनिमय समारोहजैविक झिल्लियों में एंजाइम प्रोटीन की सामग्री द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो जैविक उत्प्रेरक हैं। उनकी गतिविधि माध्यम के पीएच, तापमान, दबाव, सब्सट्रेट और एंजाइम दोनों की एकाग्रता के आधार पर भिन्न होती है। एंजाइम प्रमुख प्रतिक्रियाओं की तीव्रता निर्धारित करते हैं चयापचय, साथ हीअभिविन्यास।

झिल्लियों का परिवहन कार्य।झिल्ली कोशिका में और कोशिका से विभिन्न रसायनों के वातावरण में चयनात्मक पैठ प्रदान करती है। सेल में उचित पीएच, उचित आयनिक सांद्रता बनाए रखने के लिए पदार्थों का परिवहन आवश्यक है, जो सेलुलर एंजाइम की दक्षता सुनिश्चित करता है। परिवहन देता है पोषक तत्त्व, जो ऊर्जा के स्रोत के साथ-साथ विभिन्न सेलुलर घटकों के निर्माण के लिए एक सामग्री के रूप में काम करते हैं। यह कोशिका से जहरीले कचरे को हटाने, विभिन्न के स्राव पर निर्भर करता है उपयोगी पदार्थऔर तंत्रिका और मांसपेशियों की गतिविधि के लिए आवश्यक आयनिक प्रवणता का निर्माण। पदार्थों के हस्तांतरण की दर में परिवर्तन से बायोएनेर्जेटिक प्रक्रियाओं में गड़बड़ी हो सकती है, पानी-नमक चयापचय, उत्तेजना और अन्य प्रक्रियाएं। इन परिवर्तनों का सुधार कई दवाओं की कार्रवाई को रेखांकित करता है।

दो मुख्य तरीके हैं जिनमें पदार्थ कोशिका में प्रवेश करते हैं और कोशिका से बाहर बाहरी वातावरण में जाते हैं;

नकारात्मक परिवहन,

सक्रिय ट्रांसपोर्ट।

नकारात्मक परिवहनएटीपी ऊर्जा के व्यय के बिना रासायनिक या विद्युत रासायनिक एकाग्रता के ढाल के साथ जाता है। यदि परिवहन किए गए पदार्थ के अणु में कोई चार्ज नहीं है, तो निष्क्रिय परिवहन की दिशा झिल्ली के दोनों किनारों पर इस पदार्थ की एकाग्रता में अंतर (रासायनिक एकाग्रता ढाल) से ही निर्धारित होती है। यदि अणु को चार्ज किया जाता है, तो इसका परिवहन रासायनिक सांद्रता प्रवणता और विद्युत प्रवणता (झिल्ली क्षमता) दोनों से प्रभावित होता है।

दोनों ग्रेडिएंट मिलकर एक इलेक्ट्रोकेमिकल ग्रेडिएंट बनाते हैं। पदार्थों का निष्क्रिय परिवहन दो तरीकों से किया जा सकता है: सरल विसरण और सुगम विसरण।

साधारण प्रसार के साथनमक आयन और पानी चुनिंदा चैनलों के माध्यम से प्रवेश कर सकते हैं। ये चैनल कुछ ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन द्वारा बनाए जाते हैं जो एंड-टू-एंड ट्रांसपोर्ट पाथवे बनाते हैं जो स्थायी रूप से या थोड़े समय के लिए खुले होते हैं। चयनात्मक चैनलों के माध्यम से, विभिन्न अणु प्रवेश करते हैं, जिनका आकार और आवेश चैनलों के अनुरूप होता है।

सरल प्रसार का एक और तरीका है - यह लिपिड बाईलेयर के माध्यम से पदार्थों का प्रसार है, जिसके माध्यम से वसा में घुलनशील पदार्थ और पानी आसानी से गुजरते हैं। लिपिड बाईलेयर आवेशित अणुओं (आयनों) के लिए अभेद्य है, और साथ ही, अपरिवर्तित छोटे अणु स्वतंत्र रूप से फैल सकते हैं, और अणु जितना छोटा होता है, उतनी ही तेज़ी से इसे पहुँचाया जाता है। लिपिड बाईलेयर के माध्यम से पानी के प्रसार की उच्च दर ठीक इसके अणुओं के छोटे आकार और आवेश की अनुपस्थिति के कारण होती है।

सुगम प्रसार के साथप्रोटीन पदार्थों के परिवहन में शामिल हैं - वाहक जो "पिंग-पोंग" के सिद्धांत पर काम करते हैं। इस मामले में, प्रोटीन दो रूपात्मक अवस्थाओं में मौजूद होता है: "पोंग" अवस्था में, परिवहन किए गए पदार्थ की बाध्यकारी साइटें बाइलर के बाहर खुली होती हैं, और "पिंग" अवस्था में, वही साइटें दूसरी तरफ खुलती हैं। ओर। यह प्रक्रिया प्रतिवर्ती है। किसी दिए गए समय में किसी पदार्थ का बंधन स्थल किस ओर से खुला होगा, यह इस पदार्थ के सांद्रण प्रवणता पर निर्भर करता है।

इस तरह, शर्करा और अमीनो एसिड झिल्ली से होकर गुजरते हैं।

सुगम प्रसार के साथ, साधारण प्रसार की तुलना में पदार्थों के परिवहन की दर में काफी वृद्धि होती है।

वाहक प्रोटीन के अलावा, कुछ एंटीबायोटिक्स, जैसे ग्रैमिकिडिन और वेलिनोमाइसिन, सुगम प्रसार में शामिल हैं।

क्योंकि वे आयन परिवहन प्रदान करते हैं, उन्हें कहा जाता है आयनोफोरस.

सेल में पदार्थों का सक्रिय परिवहन।इस प्रकार का परिवहन हमेशा ऊर्जा की लागत के साथ आता है। सक्रिय परिवहन के लिए आवश्यक ऊर्जा का स्रोत एटीपी है। इस प्रकार के परिवहन की एक विशेषता यह है कि इसे दो तरीकों से किया जाता है:

एटीपीसेस नामक एंजाइम की मदद से;

झिल्ली पैकेजिंग (एंडोसाइटोसिस) में परिवहन।

में बाहरी कोशिका झिल्ली में एटीपीसेस जैसे एंजाइम प्रोटीन होते हैं,जिसका कार्य सक्रिय परिवहन प्रदान करना है एक एकाग्रता ढाल के खिलाफ आयन।चूंकि वे आयनों का परिवहन प्रदान करते हैं, इस प्रक्रिया को आयन पंप कहा जाता है।

इसमें चार मुख्य आयन परिवहन प्रणालियाँ हैं पशु पिंजरा. उनमें से तीन जैविक झिल्लियों के माध्यम से स्थानांतरण प्रदान करते हैं Na + और K +, Ca +, H +, और चौथा - माइटोकॉन्ड्रियल श्वसन श्रृंखला के संचालन के दौरान प्रोटॉन का स्थानांतरण।

एक सक्रिय आयन परिवहन तंत्र का एक उदाहरण है पशु कोशिकाओं में सोडियम-पोटेशियम पंप।यह कोशिका में सोडियम और पोटेशियम आयनों की निरंतर सांद्रता बनाए रखता है, जो इन पदार्थों की सांद्रता से भिन्न होता है पर्यावरण: आम तौर पर, पर्यावरण की तुलना में कोशिका में सोडियम आयन कम होते हैं, और पोटेशियम अधिक होता है।

नतीजतन, सरल प्रसार के नियमों के अनुसार, पोटेशियम कोशिका को छोड़ देता है, और सोडियम कोशिका में फैल जाता है। सरल प्रसार के विपरीत, सोडियम-पोटेशियम पंप लगातार कोशिका से सोडियम को पंप करता है और पोटेशियम को इंजेक्ट करता है: सोडियम के तीन अणुओं को बाहर निकालने के लिए, पोटेशियम के दो अणुओं को कोशिका में पेश किया जाता है।

सोडियम-पोटेशियम आयनों का यह परिवहन एटीपी-निर्भर एंजाइम द्वारा सुनिश्चित किया जाता है, जो झिल्ली में इस तरह से स्थानीय होता है कि यह इसकी पूरी मोटाई में प्रवेश करता है। सोडियम और एटीपी झिल्ली के अंदर से इस एंजाइम में प्रवेश करते हैं, और पोटेशियम झिल्ली से बाहर।

झिल्ली के पार सोडियम और पोटेशियम का स्थानांतरण सोडियम-पोटेशियम पर निर्भर ATPase से गुजरने वाले परिवर्तनकारी परिवर्तनों के परिणामस्वरूप होता है, जो तब सक्रिय होता है जब कोशिका के अंदर सोडियम या वातावरण में पोटेशियम की सांद्रता बढ़ जाती है।

इस पंप को चलाने के लिए एटीपी हाइड्रोलिसिस की जरूरत होती है। यह प्रक्रिया एक ही एंजाइम सोडियम-पोटेशियम-निर्भर एटीपी-एज़ द्वारा प्रदान की जाती है। इसी समय, आराम से पशु कोशिका द्वारा खपत एटीपी का एक तिहाई से अधिक सोडियम-पोटेशियम पंप के काम पर खर्च किया जाता है।

सोडियम-पोटेशियम पंप के समुचित कार्य का उल्लंघन विभिन्न गंभीर बीमारियों की ओर ले जाता है।

इस पंप की दक्षता 50% से अधिक है, जो मनुष्य द्वारा बनाई गई सबसे उन्नत मशीनों द्वारा हासिल नहीं की जाती है।

कई सक्रिय परिवहन प्रणालियां एटीपी के प्रत्यक्ष हाइड्रोलिसिस के बजाय आयनिक प्रवणता में संग्रहीत ऊर्जा द्वारा संचालित होती हैं। ये सभी कोट्रांसपोर्ट सिस्टम (कम आणविक भार यौगिकों के परिवहन की सुविधा) के रूप में काम करते हैं। उदाहरण के लिए, पशु कोशिकाओं में कुछ शर्करा और अमीनो एसिड का सक्रिय परिवहन सोडियम आयन ग्रेडिएंट द्वारा निर्धारित किया जाता है, और सोडियम आयन ग्रेडिएंट जितना अधिक होता है, ग्लूकोज अवशोषण की दर उतनी ही अधिक होती है। इसके विपरीत, यदि अंतरकोशिकीय स्थान में सोडियम की सांद्रता स्पष्ट रूप से कम हो जाती है, तो ग्लूकोज परिवहन बंद हो जाता है। इस मामले में, सोडियम को सोडियम पर निर्भर ग्लूकोज वाहक प्रोटीन में शामिल होना चाहिए, जिसमें दो बाध्यकारी साइटें हैं: एक ग्लूकोज के लिए, दूसरा सोडियम के लिए। सेल में प्रवेश करने वाले सोडियम आयन ग्लूकोज के साथ सेल में वाहक प्रोटीन की शुरूआत में योगदान करते हैं। सोडियम आयन जो ग्लूकोज के साथ कोशिका में प्रवेश कर चुके हैं, सोडियम-पोटेशियम-निर्भर ATPase द्वारा वापस पंप किए जाते हैं, जो सोडियम एकाग्रता प्रवणता को बनाए रखते हुए अप्रत्यक्ष रूप से ग्लूकोज परिवहन को नियंत्रित करता है।

झिल्ली पैकेजिंग में पदार्थों का परिवहन।बायोपॉलिमर्स के बड़े अणु व्यावहारिक रूप से सेल में पदार्थों के परिवहन के ऊपर वर्णित किसी भी तंत्र द्वारा प्लास्मलेमा के माध्यम से प्रवेश नहीं कर सकते हैं। वे कोशिका द्वारा कब्जा कर लिए जाते हैं और झिल्ली पैकेज में अवशोषित हो जाते हैं, जिसे कहा जाता है एंडोसाइटोसिस. उत्तरार्द्ध को औपचारिक रूप से फागोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस में विभाजित किया गया है। कोशिका द्वारा ठोस कणों का कब्जा है phagocytosis, और तरल - पिनोसाइटोसिस. एंडोसाइटोसिस के दौरान, निम्नलिखित चरण देखे जाते हैं:

कोशिका झिल्ली में रिसेप्टर्स के कारण अवशोषित पदार्थ का स्वागत;

एक बुलबुले (पुटिकाओं) के गठन के साथ झिल्ली का आक्रमण;

ऊर्जा के व्यय के साथ झिल्ली से एन्डोसाइटिक पुटिका को अलग करना - फागोसोम गठनऔर झिल्ली अखंडता की बहाली;

फागोसोम का लाइसोसोम के साथ संलयन और गठन फागोलिसोसम (पाचन रिक्तिका) जिसमें अवशोषित कणों का पाचन होता है;

फागोलिसोसम में अपचित सामग्री को कोशिका से हटाना ( एक्सोसाइटोसिस).

जानवरों की दुनिया में एंडोसाइटोसिसहै विशेषता तरीकाकई एककोशिकीय जीवों का पोषण (उदाहरण के लिए, अमीबा में), और बहुकोशिकीय जीवों के बीच खाद्य कणों का इस प्रकार का पाचन सीलेंटरेट्स में एंडोडर्मल कोशिकाओं में पाया जाता है। स्तनधारियों और मनुष्यों के लिए, उनके पास एंडोसाइटोसिस की क्षमता वाली कोशिकाओं की एक रेटिकुलो-हिस्टियो-एंडोथेलियल प्रणाली है। उदाहरण रक्त ल्यूकोसाइट्स और यकृत कुफ़्फ़र कोशिकाएं हैं। उत्तरार्द्ध यकृत के तथाकथित साइनसोइडल केशिकाओं को पंक्तिबद्ध करता है और रक्त में निलंबित विभिन्न विदेशी कणों को पकड़ता है। एक्सोसाइटोसिस- यह एक बहुकोशिकीय जीव की कोशिका से उसके द्वारा स्रावित सब्सट्रेट को हटाने का भी एक तरीका है, जो अन्य कोशिकाओं, ऊतकों और अंगों के कार्य के लिए आवश्यक है।