किसी भी जीव की कोशिका पूर्ण होती है जीवन व्यवस्था. इसमें तीन अविभाज्य रूप से जुड़े हुए भाग होते हैं: झिल्ली, साइटोप्लाज्म और नाभिक। कोशिका झिल्ली सीधे बाहरी वातावरण से संपर्क करती है और पड़ोसी कोशिकाओं (बहुकोशिकीय जीवों में) के साथ संपर्क करती है।
कोशिका झिल्ली. कोशिका झिल्ली की एक जटिल संरचना होती है। इसमें एक बाहरी परत और उसके नीचे स्थित एक प्लाज्मा झिल्ली होती है। पशु और पौधों की कोशिकाएँ उनकी बाहरी परत की संरचना में भिन्न होती हैं। पौधों में, साथ ही बैक्टीरिया, नीले-हरे शैवाल और कवक में, एक घनी झिल्ली, या कोशिका भित्ति, कोशिकाओं की सतह पर स्थित होती है। अधिकांश पौधों में इसमें फाइबर होता है। कोशिका भित्ति एक अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है: यह बाहरी ढाँचे, सुरक्षात्मक आवरण का प्रतिनिधित्व करती है। के माध्यम से कोशिका भित्तिपानी, नमक और कई कार्बनिक पदार्थ गुजरते हैं।
पौधों की कोशिका दीवारों के विपरीत, पशु कोशिकाओं की सतह की बाहरी परत बहुत पतली और लोचदार होती है। यह प्रकाश सूक्ष्मदर्शी से दिखाई नहीं देता है और इसमें विभिन्न प्रकार के पॉलीसेकेराइड और प्रोटीन होते हैं। जंतु कोशिकाओं की सतह परत को ग्लाइकोकैलिक्स कहा जाता है।
ग्लाइकोकैलिक्स मुख्य रूप से पशु कोशिकाओं और बाहरी वातावरण, इसके आसपास के सभी पदार्थों के बीच सीधे संबंध का कार्य करता है। छोटी मोटाई (1 माइक्रोन से कम) होने के कारण, पशु कोशिकाओं की बाहरी परत सहायक भूमिका नहीं निभाती है, जो पौधों की कोशिका दीवारों की विशेषता है। ग्लाइकोकैलिक्स, साथ ही पौधों की कोशिका दीवारों का निर्माण स्वयं कोशिकाओं की महत्वपूर्ण गतिविधि के कारण होता है।
प्लाज्मा झिल्ली।ग्लाइकोकैलिक्स और पौधों की कोशिका भित्ति के नीचे एक प्लाज्मा झिल्ली (लैटिन "झिल्ली" - त्वचा, फिल्म) होती है, जो सीधे साइटोप्लाज्म पर सीमाबद्ध होती है। प्लाज्मा झिल्ली की मोटाई लगभग 10 एनएम है; इसकी संरचना और कार्यों का अध्ययन केवल इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके संभव है।
प्लाज्मा झिल्ली में प्रोटीन और लिपिड होते हैं। वे व्यवस्थित तरीके से व्यवस्थित होते हैं और रासायनिक अंतःक्रिया द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं। आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, प्लाज्मा झिल्ली में लिपिड अणु दो पंक्तियों में व्यवस्थित होते हैं और एक सतत परत बनाते हैं। प्रोटीन अणु एक सतत परत नहीं बनाते हैं, वे लिपिड परत में स्थित होते हैं, इसमें अलग-अलग गहराई तक डूबते हैं।
प्रोटीन और लिपिड अणु गतिशील होते हैं, जो प्लाज्मा झिल्ली की गतिशीलता सुनिश्चित करते हैं।
प्लाज्मा झिल्ली कई महत्वपूर्ण कार्य करती है जो कोशिकाओं के कामकाज के लिए आवश्यक हैं। इनमें से एक कार्य यह है कि यह कोशिका की आंतरिक सामग्री को अलग करने के लिए एक अवरोध बनाता है बाहरी वातावरण. लेकिन कोशिकाओं और बाहरी वातावरण के बीच पदार्थों का आदान-प्रदान निरंतर होता रहता है। पानी, अलग-अलग आयनों के रूप में विभिन्न लवण और अकार्बनिक और कार्बनिक अणु बाहरी वातावरण से कोशिका में प्रवेश करते हैं। वे प्लाज्मा झिल्ली में बहुत पतले चैनलों के माध्यम से कोशिका में प्रवेश करते हैं। कोशिका में बनने वाले उत्पाद बाहरी वातावरण में छोड़े जाते हैं। पदार्थों का परिवहन प्लाज़्मा झिल्ली का एक मुख्य कार्य है। चयापचय उत्पादों, साथ ही कोशिका में संश्लेषित पदार्थों को प्लाज्मा झिल्ली के माध्यम से कोशिका से हटा दिया जाता है। इनमें विभिन्न प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, हार्मोन शामिल हैं, जो विभिन्न ग्रंथियों की कोशिकाओं में उत्पन्न होते हैं और छोटी बूंदों के रूप में बाह्य कोशिकीय वातावरण में छोड़े जाते हैं।
बहुकोशिकीय जंतुओं में विभिन्न ऊतकों (उपकला, मांसपेशी आदि) का निर्माण करने वाली कोशिकाएं एक-दूसरे से जुड़ी होती हैं प्लाज्मा झिल्ली. दो कोशिकाओं के जंक्शन पर, उनमें से प्रत्येक की झिल्ली सिलवटों या वृद्धि का निर्माण कर सकती है, जो जोड़ों को विशेष ताकत देती है।
पौधों की कोशिकाओं का कनेक्शन पतले चैनलों के निर्माण से सुनिश्चित होता है जो साइटोप्लाज्म से भरे होते हैं और प्लाज्मा झिल्ली द्वारा सीमित होते हैं। कोशिका झिल्लियों से गुजरते हुए ऐसे चैनलों के माध्यम से, वे एक कोशिका से दूसरी कोशिका में प्रवेश करते हैं। पोषक तत्व, आयन, कार्बोहाइड्रेट और अन्य यौगिक।
कई पशु कोशिकाओं की सतह पर, उदाहरण के लिए विभिन्न उपकला, प्लाज्मा झिल्ली - माइक्रोविली से ढके साइटोप्लाज्म के बहुत छोटे पतले बहिर्गमन होते हैं। माइक्रोविली की सबसे बड़ी संख्या आंतों की कोशिकाओं की सतह पर स्थित होती है, जहां पचे हुए भोजन का गहन पाचन और अवशोषण होता है।
phagocytosis. कार्बनिक पदार्थों के बड़े अणु, जैसे प्रोटीन और पॉलीसेकेराइड, खाद्य कण और बैक्टीरिया फैगोसाइट (ग्रीक "फेजियो" - निगलने के लिए) के माध्यम से कोशिका में प्रवेश करते हैं। प्लाज़्मा झिल्ली सीधे फैगोसाइट में शामिल होती है। उस बिंदु पर जहां कोशिका की सतह किसी घने पदार्थ के कण के संपर्क में आती है, झिल्ली झुक जाती है, एक गड्ढा बनाती है और कण को घेर लेती है, जो कोशिका के अंदर एक "झिल्ली पैकेज" में डूब जाता है। एक पाचक रसधानी बनती है और कोशिका में प्रवेश करने वाले कार्बनिक पदार्थ इसमें पच जाते हैं।
कोशिका द्रव्य. प्लाज़्मा झिल्ली द्वारा बाहरी वातावरण से अलग किया गया, साइटोप्लाज्म कोशिकाओं का आंतरिक अर्ध-तरल वातावरण है। यूकेरियोटिक कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में केन्द्रक और विभिन्न अंगक होते हैं। केन्द्रक कोशिका द्रव्य के मध्य भाग में स्थित होता है। इसमें विभिन्न समावेशन भी शामिल हैं - सेलुलर गतिविधि के उत्पाद, रिक्तिकाएं, साथ ही छोटी नलिकाएं और तंतु जो कोशिका के कंकाल का निर्माण करते हैं। साइटोप्लाज्म के मुख्य पदार्थ की संरचना में प्रोटीन की प्रधानता होती है। मुख्य चयापचय प्रक्रियाएं साइटोप्लाज्म में होती हैं; यह नाभिक और सभी अंगों को एक पूरे में एकजुट करती है, उनकी बातचीत सुनिश्चित करती है, और एकल अभिन्न जीवित प्रणाली के रूप में कोशिका की गतिविधि सुनिश्चित करती है।
अन्तः प्रदव्ययी जलिका. साइटोप्लाज्म का पूरा आंतरिक क्षेत्र कई छोटे चैनलों और गुहाओं से भरा होता है, जिनकी दीवारें प्लाज्मा झिल्ली की संरचना के समान झिल्ली होती हैं। ये चैनल शाखाएँ बनाते हैं, एक दूसरे से जुड़ते हैं और एक नेटवर्क बनाते हैं जिसे एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम कहा जाता है।
एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम अपनी संरचना में विषम है। इसके दो ज्ञात प्रकार हैं - दानेदार और चिकना। दानेदार नेटवर्क के चैनलों और गुहाओं की झिल्लियों पर कई छोटे गोल पिंड होते हैं - राइबोसोम, जो झिल्लियों को खुरदरा रूप देते हैं। चिकनी एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्लियाँ अपनी सतह पर राइबोसोम नहीं रखती हैं।
एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम कई विविध कार्य करता है। दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम का मुख्य कार्य प्रोटीन संश्लेषण में भागीदारी है, जो राइबोसोम में होता है।
लिपिड और कार्बोहाइड्रेट का संश्लेषण चिकनी एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्लियों पर होता है। ये सभी संश्लेषण उत्पाद चैनलों और गुहाओं में जमा होते हैं, और फिर कोशिका के विभिन्न अंगों में पहुंचाए जाते हैं, जहां वे सेलुलर समावेशन के रूप में साइटोप्लाज्म में खपत या जमा होते हैं। एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम कोशिका के मुख्य अंगों को जोड़ता है।
राइबोसोम. राइबोसोम सभी जीवों की कोशिकाओं में पाए जाते हैं। ये 15-20 एनएम व्यास वाले सूक्ष्म गोल पिंड हैं। प्रत्येक राइबोसोम में छोटे और बड़े, असमान आकार के दो कण होते हैं।
एक कोशिका में कई हजारों राइबोसोम होते हैं; वे या तो दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्लियों पर स्थित होते हैं या साइटोप्लाज्म में स्वतंत्र रूप से स्थित होते हैं। राइबोसोम में प्रोटीन और आरएनए होते हैं। राइबोसोम का कार्य प्रोटीन संश्लेषण है। प्रोटीन संश्लेषण - कठिन प्रक्रिया, जो एक राइबोसोम द्वारा नहीं, बल्कि एक पूरे समूह द्वारा किया जाता है, जिसमें कई दर्जन एकजुट राइबोसोम भी शामिल हैं। राइबोसोम के इस समूह को पॉलीसोम कहा जाता है। संश्लेषित प्रोटीन पहले एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के चैनलों और गुहाओं में जमा होते हैं और फिर उन्हें ऑर्गेनेल और सेल साइटों पर ले जाया जाता है जहां उनका उपभोग किया जाता है। एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम और इसकी झिल्लियों पर स्थित राइबोसोम प्रोटीन के जैवसंश्लेषण और परिवहन के लिए एक एकल उपकरण का प्रतिनिधित्व करते हैं।
माइटोकॉन्ड्रिया. अधिकांश जानवरों और पौधों की कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में छोटे शरीर (0.2-7 माइक्रोन) होते हैं - माइटोकॉन्ड्रिया (ग्रीक "माइटोस" - धागा, "कॉन्ड्रियन" - अनाज, दाना)।
माइटोकॉन्ड्रिया एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी में स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं, जिसके साथ आप उनके आकार, स्थान की जांच कर सकते हैं और उनकी संख्या की गणना कर सकते हैं। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक संरचना का अध्ययन किया गया। माइटोकॉन्ड्रियल खोल में दो झिल्ली होते हैं - बाहरी और आंतरिक। बाहरी झिल्ली चिकनी होती है, इसमें कोई तह या उभार नहीं बनता है। इसके विपरीत, आंतरिक झिल्ली, कई तह बनाती है जो माइटोकॉन्ड्रियल गुहा में निर्देशित होती हैं। आंतरिक झिल्ली की परतों को क्रिस्टे कहा जाता है (लैटिन "क्रिस्टा" - रिज, आउटग्रोथ) माइटोकॉन्ड्रिया में क्रिस्टे की संख्या भिन्न होती है विभिन्न कोशिकाएँ. उनमें से कई दसियों से लेकर कई सौ तक हो सकते हैं, विशेष रूप से सक्रिय रूप से कार्य करने वाली कोशिकाओं, जैसे मांसपेशी कोशिकाओं के माइटोकॉन्ड्रिया में कई क्राइस्टे होते हैं।
माइटोकॉन्ड्रिया को कोशिकाओं का "पावर स्टेशन" कहा जाता है क्योंकि उनका मुख्य कार्य एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड (एटीपी) का संश्लेषण है। यह एसिड सभी जीवों की कोशिकाओं के माइटोकॉन्ड्रिया में संश्लेषित होता है और कोशिका और पूरे जीव की महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक ऊर्जा का एक सार्वभौमिक स्रोत है। कोशिका में पहले से मौजूद माइटोकॉन्ड्रिया के विभाजन से नए माइटोकॉन्ड्रिया का निर्माण होता है।
प्लास्टिड्स।प्लास्टिड सभी पादप कोशिकाओं के कोशिकाद्रव्य में पाए जाते हैं। जंतु कोशिकाओं में कोई प्लास्टिड नहीं होते हैं। प्लास्टिड के तीन मुख्य प्रकार हैं: हरा - क्लोरोप्लास्ट; लाल, नारंगी और पीला - क्रोमोप्लास्ट; रंगहीन - ल्यूकोप्लास्ट।
क्लोरोप्लास्ट. ये अंगक पत्तियों और पौधों के अन्य हरे अंगों की कोशिकाओं के साथ-साथ विभिन्न प्रकार के शैवाल में भी पाए जाते हैं। क्लोरोप्लास्ट का आकार 4-6 माइक्रोन होता है, अधिकतर इनका आकार अंडाकार होता है। यू ऊँचे पौधेएक कोशिका में आमतौर पर कई दर्जन क्लोरोप्लास्ट होते हैं। हरा रंगक्लोरोप्लास्ट उनमें क्लोरोफिल वर्णक की मात्रा पर निर्भर करता है। क्लोरोप्लास्ट पादप कोशिकाओं का मुख्य अंग है जिसमें प्रकाश संश्लेषण होता है, अर्थात सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा का उपयोग करके अकार्बनिक पदार्थों (CO2 और H2O) से कार्बनिक पदार्थों (कार्बोहाइड्रेट) का निर्माण होता है।
क्लोरोप्लास्ट संरचना में माइटोकॉन्ड्रिया के समान होते हैं। क्लोरोप्लास्ट साइटोप्लाज्म से दो झिल्लियों द्वारा अलग होता है - बाहरी और भीतरी। बाहरी झिल्लीचिकनी, बिना सिलवटों और बहिर्वृद्धियों के, और भीतरी भाग क्लोरोप्लास्ट के अंदर निर्देशित कई मुड़ी हुई बहिर्वृद्धियों का निर्माण करता है। इसलिए, क्लोरोप्लास्ट के अंदर बड़ी संख्या में झिल्लियाँ केंद्रित होती हैं, जो विशेष संरचनाएँ बनाती हैं - ग्रैना। वे सिक्कों के ढेर की तरह जमा होते हैं।
क्लोरोफिल अणु ग्रैन झिल्लियों में स्थित होते हैं, यही कारण है कि प्रकाश संश्लेषण यहीं होता है। एटीपी का संश्लेषण क्लोरोप्लास्ट में भी होता है। क्लोरोप्लास्ट की आंतरिक झिल्लियों के बीच डीएनए, आरएनए और राइबोसोम होते हैं। नतीजतन, क्लोरोप्लास्ट में, साथ ही माइटोकॉन्ड्रिया में, प्रोटीन संश्लेषण होता है, जो इन अंगों की गतिविधि के लिए आवश्यक है। क्लोरोप्लास्ट विभाजन द्वारा प्रजनन करते हैं।
क्रोमोप्लास्ट पौधों के विभिन्न भागों की कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य में पाए जाते हैं: फूल, फल, तना, पत्तियाँ। क्रोमोप्लास्ट की उपस्थिति फूलों, फलों और शरद ऋतु के पत्तों के कोरोला के पीले, नारंगी और लाल रंग की व्याख्या करती है।
ल्यूकोप्लास्ट पौधों के बिना रंग वाले हिस्सों की कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में पाए जाते हैं, उदाहरण के लिए, तने, जड़ों और कंदों में। ल्यूकोप्लास्ट का आकार विविध होता है।
क्लोरोप्लास्ट, क्रोमोप्लास्ट और ल्यूकोप्लास्ट एक कोशिका में पारस्परिक संक्रमण करने में सक्षम हैं। इसलिए, जब फल पकते हैं या शरद ऋतु में पत्तियां रंग बदलती हैं, तो क्लोरोप्लास्ट क्रोमोप्लास्ट में बदल जाते हैं, और ल्यूकोप्लास्ट क्लोरोप्लास्ट में बदल सकते हैं, उदाहरण के लिए, जब आलू के कंद हरे हो जाते हैं।
गॉल्जीकाय. कई पशु कोशिकाओं, जैसे तंत्रिका कोशिकाओं में, यह नाभिक के चारों ओर स्थित एक जटिल नेटवर्क का रूप ले लेता है। पौधों और प्रोटोजोआ की कोशिकाओं में, गोल्गी तंत्र को व्यक्तिगत सिकल- या रॉड के आकार के निकायों द्वारा दर्शाया जाता है। इसके आकार की विविधता के बावजूद, इस अंग की संरचना पौधे और पशु जीवों की कोशिकाओं में समान है।
गोल्गी तंत्र में शामिल हैं: झिल्लियों से घिरी और समूहों में स्थित गुहाएँ (5-10); गुहाओं के सिरों पर स्थित बड़े और छोटे बुलबुले। ये सभी तत्व एक एकल परिसर बनाते हैं।
गोल्गी तंत्र कई महत्वपूर्ण कार्य करता है। कोशिका की सिंथेटिक गतिविधि के उत्पाद - प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और वसा - एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के चैनलों के माध्यम से इसमें पहुंचाए जाते हैं। ये सभी पदार्थ पहले जमा होते हैं, और फिर, बड़े और छोटे बुलबुले के रूप में, साइटोप्लाज्म में प्रवेश करते हैं और या तो अपने जीवन के दौरान कोशिका में ही उपयोग किए जाते हैं, या इससे निकालकर शरीर में उपयोग किए जाते हैं। उदाहरण के लिए, स्तनधारी अग्न्याशय की कोशिकाओं में, पाचन एंजाइम संश्लेषित होते हैं, जो अंग की गुहाओं में जमा होते हैं। फिर एंजाइमों से भरे बुलबुले बनते हैं। वे कोशिकाओं से अग्न्याशय वाहिनी में उत्सर्जित होते हैं, जहां से वे आंतों की गुहा में प्रवाहित होते हैं। इस अंगक का एक अन्य महत्वपूर्ण कार्य यह है कि इसकी झिल्लियों पर वसा और कार्बोहाइड्रेट (पॉलीसेकेराइड) का संश्लेषण होता है, जिनका उपयोग कोशिका में किया जाता है और जो झिल्लियों का हिस्सा होते हैं। गोल्गी तंत्र की गतिविधि के लिए धन्यवाद, प्लाज्मा झिल्ली का नवीनीकरण और विकास होता है।
लाइसोसोम।वे छोटे गोल शरीर हैं। प्रत्येक लाइसोसोम एक झिल्ली द्वारा कोशिकाद्रव्य से अलग होता है। लाइसोसोम के अंदर ऐसे एंजाइम होते हैं जो प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट और न्यूक्लिक एसिड को तोड़ते हैं।
लाइसोसोम एक खाद्य कण के पास पहुंचते हैं जो साइटोप्लाज्म में प्रवेश कर चुका है, इसके साथ विलीन हो जाता है और एक पाचन रिक्तिका का निर्माण होता है, जिसके अंदर एंजाइम और लाइसोल से घिरा एक खाद्य कण होता है। भोजन कणों के पाचन के परिणामस्वरूप बनने वाले पदार्थ कोशिका द्रव्य में प्रवेश करते हैं और कोशिका द्वारा उपयोग किए जाते हैं।
पोषक तत्वों को सक्रिय रूप से पचाने की क्षमता रखने वाले, लाइसोसोम महत्वपूर्ण गतिविधि के दौरान मरने वाले कोशिका भागों, संपूर्ण कोशिकाओं और अंगों को हटाने में भाग लेते हैं। कोशिका में नये लाइसोसोम का निर्माण निरंतर होता रहता है। लाइसोसोम में मौजूद एंजाइम, किसी भी अन्य प्रोटीन की तरह, साइटोप्लाज्म में राइबोसोम पर संश्लेषित होते हैं। फिर ये एंजाइम एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम से होते हुए गोल्गी तंत्र तक जाते हैं, जिसकी गुहाओं में लाइसोसोम बनते हैं। इस रूप में, लाइसोसोम साइटोप्लाज्म में प्रवेश करते हैं।
सेलुलर केंद्र.जंतु कोशिकाओं में केन्द्रक के पास एक कोशिकांग होता है जिसे कोशिका केंद्र कहते हैं। कोशिका केंद्र के मुख्य भाग में दो छोटे पिंड होते हैं - सेंट्रीओल्स, जो सघन साइटोप्लाज्म के एक छोटे से क्षेत्र में स्थित होते हैं। प्रत्येक सेंट्रीओल का आकार 1 µm तक लंबे सिलेंडर जैसा होता है। सेंट्रीओल्स कोशिका विभाजन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं; वे डिवीजन स्पिंडल के निर्माण में भाग लेते हैं।
सेलुलर समावेशन.को सेलुलर समावेशनकार्बोहाइड्रेट, वसा और प्रोटीन शामिल करें। ये सभी पदार्थ कोशिका के कोशिका द्रव्य में विभिन्न आकारों और आकृतियों की बूंदों और दानों के रूप में जमा होते हैं। इन्हें समय-समय पर कोशिका में संश्लेषित किया जाता है और चयापचय प्रक्रिया में उपयोग किया जाता है।
मुख्य।एककोशिकीय और बहुकोशिकीय जानवरों, साथ ही पौधों की प्रत्येक कोशिका में एक केंद्रक होता है। केन्द्रक का आकार और साइज़ कोशिकाओं के आकार और आकार पर निर्भर करता है। अधिकांश कोशिकाओं में एक केन्द्रक होता है और ऐसी कोशिकाओं को मोनोन्यूक्लियर कहा जाता है। दो, तीन, कई दर्जन और यहां तक कि सैकड़ों नाभिक वाली कोशिकाएं भी होती हैं। ये बहुकेंद्रीय कोशिकाएँ हैं। परमाणु रस एक अर्ध-तरल पदार्थ है जो नीचे होता है परमाणु लिफाफाऔर प्रतिनिधित्व करता है आंतरिक पर्यावरणगुठली. केन्द्रक कोशिका की आनुवंशिक संरचना के बारे में जानकारी संग्रहीत करता है और इसकी महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है।
कोशिका की रासायनिक संरचना. अकार्बनिक पदार्थ.
कोशिका की परमाणु और आणविक संरचना. एक सूक्ष्म कोशिका में कई हजार पदार्थ होते हैं जो विभिन्न प्रकार की रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हैं। किसी कोशिका में होने वाली रासायनिक प्रक्रियाएं उसके जीवन, विकास और कामकाज के लिए मुख्य स्थितियों में से एक हैं।
जानवरों और पौधों के जीवों की सभी कोशिकाएं, साथ ही सूक्ष्मजीव, रासायनिक संरचना में समान हैं, जो कार्बनिक दुनिया की एकता को इंगित करता है।
कोशिका झिल्ली- पादप कोशिका का एक संरचनात्मक तत्व, जो प्लाज़्मालेम्मा के बाहर, उसकी परिधि पर स्थित होता है। यह प्रोटोप्लास्ट की रक्षा करता है और कोशिका के आकार को बनाए रखने में मदद करता है। कोशिका झिल्ली की खोज कोशिका के अन्य तत्वों की तुलना में पहले की गई थी, और पौधे की शारीरिक रचना के विकास की शुरुआत में इसे अन्य सेलुलर संरचनाओं की तुलना में अधिक ध्यान दिया गया था। फिर उसके शोध में रुचि कम हो गई। हालाँकि, 21वीं सदी में, लकड़ी के कचरे के पुनर्चक्रण के लिए नए तरीकों के विकास, राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था और चिकित्सा में सेलूलोज़, लिग्निन के उपयोग के साथ-साथ नए उन्नत अनुसंधान तरीकों के उद्भव के लिए धन्यवाद, वैज्ञानिकों का ध्यान अध्ययन की ओर गया। कोशिका झिल्ली का आकार फिर से बढ़ गया है। हमारे पाठ्यक्रम में इसकी रसायन विज्ञान और संरचना पर ध्यान देना एक पेशेवर कार्य है। फैक्ट्री प्रौद्योगिकी के एक पाठ्यक्रम में, जो पौधों के कच्चे माल से जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों के निष्कर्षण की स्थितियों का अध्ययन करता है, पीसने की डिग्री निर्धारित करने के लिए, कोशिका झिल्ली की भौतिक रासायनिक प्रकृति, इसकी रसायन विज्ञान के बारे में जानकारी होना आवश्यक है। कच्चा माल और निष्कर्षण प्रक्रिया को प्रभावित करने वाले अन्य कारक।
कोशिका झिल्ली की आकृति विज्ञान. कोशिका झिल्ली में एक प्राथमिक (1), द्वितीयक झिल्ली (2) और एक मध्य प्लेट (3) होती है, जो आसन्न कोशिकाओं को एक साथ चिपकाती है (चित्र l9)। प्राथमिक खोल बहुत लचीला और पतला होता है। यह कोशिका के आयतन को कई गुना तक खींचने और बढ़ाने में सक्षम है। यह शैक्षिक ऊतक कोशिकाओं के जीवन भर बना रहता है। द्वितीयक झिल्ली की उपस्थिति स्थायी विशिष्ट ऊतकों की कोशिकाओं की एक विशेषता है। ये पत्ती, जड़, तने की जीवित पैरेन्काइमा कोशिकाएँ हैं, ये पत्ती के बाह्यत्वचा आदि की कोशिकाएँ हैं। वे विभेदीकरण के चरण को पार कर चुके हैं और उनकी स्पष्ट रूप से परिभाषित आकृति विज्ञान है। मृत कोशिकाएं जो यांत्रिक और प्रवाहकीय कार्य करती हैं (लकड़ी के फाइबर, वाहिकाएं, ट्रेकिड्स) में एक माध्यमिक संरचना और रासायनिक रूप से संशोधित कोशिका झिल्ली भी होती है। मेरिस्टेमेटिक कोशिकाएं छिद्रपूर्ण छोटे छिद्रों के माध्यम से संचार करती हैं, और जीवित विशेष कोशिकाएं प्लास्मोडेस्माटा का उपयोग करके सरल छिद्रों (प्राथमिक झिल्ली के गैर-मोटे क्षेत्र, ऐसे क्षेत्र जहां कोई माध्यमिक झिल्ली नहीं है) के माध्यम से संचार करती हैं। द्वितीयक आवरण छिद्र कक्ष के किनारों पर अचानक बाधित हो जाता है, जिसका व्यास द्वितीयक आवरण की पूरी मोटाई में नहीं बदलता है। इस प्रकार के छिद्रों को सरल कहा जाता है (चित्र 21, 22)। जल-संवाहक तत्वों-वाहिकाओं और ट्रेकिड्स में-द्वितीयक खोल अक्सर एक वॉल्ट के रूप में कक्ष के ऊपर लटका रहता है, जिससे एक सीमा बनती है। ऐसे छिद्रों को सीमाबद्ध छिद्र कहा जाता है (चित्र 20, 21, 23)। टोरस और इलास्टिक सीमांत क्षेत्र सीमाबद्ध छिद्र के स्वचालित संचालन को सुनिश्चित करते हैं।
कोशिका झिल्ली की रासायनिक संरचना और संरचना। कोशिका झिल्ली की संरचना में सेलूलोज़ [(C b H 10 O 5)n]x, हेमिकेलुलोज़ (C 6 H 10 O 5)n, पेक्टिन पदार्थ (C 6 H 10 O 7)n और प्रोटीन शामिल हैं। प्राथमिक शैल की संरचना में 5% सेलूलोज़, 30% हेमिकेलुलोज़, 40% पेक्टिन पदार्थ और 12% प्रोटीन शामिल हैं। द्वितीयक आवरण में सेलूलोज़ का 80-90% मुख्य संरचनात्मक पदार्थ होता है।
सेल्यूलोज- बहुलक कार्बोहाइड्रेट. इसके अणु में ग्लूकोपाइरानोज (ग्लूकोज एनहाइड्राइड) के 1000 अणु होते हैं। यह एक रासायनिक रूप से निष्क्रिय क्रिस्टलीय पदार्थ है। अम्ल, क्षार और एंजाइम द्वारा नष्ट नहीं होता। सेलूलोज़ अणु इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप से भी दिखाई नहीं देता है। 100 अणुओं को एक साथ जोड़कर, वे मिसेल - प्राथमिक तंतु बनाते हैं। उनका व्यास लगभग 100 ए है। मिसेल पहले से ही एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के साथ दर्ज किए गए हैं। बंडलों में मिलकर, मिसेल माइक्रोफाइब्रिल बनाते हैं। ये 250A तक मोटे धागे होते हैं। इनमें लगभग 2000 सेलूलोज़ अणु होते हैं। माइक्रोफाइब्रिल्स को मैक्रोफाइब्रिल्स के अनुदैर्ध्य स्ट्रैंड में संयोजित किया जाता है, जो 0.4 माइक्रोन की चौड़ाई तक पहुंचते हैं और इसमें लगभग 500,000 सेलूलोज़ अणु होते हैं। बास्ट फाइबर के द्वितीयक आवरण में 2000000000 सेलूलोज़ अणु होते हैं (चित्र 24, 25)।
hemicellulose- पॉलीसेकेराइड का एक विषम समूह। इनमें ज़ाइलैन्स, मैनन्स, गैलेक्टैन्स और ग्लूकेन्स शामिल हैं। यह क्षारीय विलयनों में अधिक आसानी से घुल जाता है और तनु अम्लों द्वारा अधिक आसानी से जल-अपघटित हो जाता है। जब कागज की एक शीट को सांद्रित H2SO4 से उपचारित किया जाता है और फिर पानी से धोया जाता है, तो इसकी सतह पर अमाइलॉइड (हेमिकेलुलोज) बनता है - एक पेस्ट जैसा पदार्थ जो सतह पर एक जलरोधी फिल्म बनाता है। चर्मपत्र कागज के उत्पादन का सिद्धांत इसी गुण पर आधारित है।
पेक्टिक पदार्थ. वे हेमिकेलुलोज़ से निकटता से संबंधित हैं, लेकिन उनकी घुलनशीलता अलग है। वे तीन रूपों में पाए जाते हैं: प्रोटोपेक्टिन, पेक्टिन और पेक्टिक एसिड। वे यूरोनिक एसिड के एक बहुलक हैं, वे अनाकार कोलाइडल पदार्थ, प्लास्टिक और अत्यधिक हाइड्रोफिलिक हैं।
न केवल मध्य प्लेट में पेक्टिन पदार्थ होते हैं; वे, सेलूलोज़ के साथ, प्राथमिक खोल का हिस्सा होते हैं।
सेब की पैरेन्काइमा कोशिकाओं (गूदे) की कोशिका भित्ति में पेक्टिन पदार्थों की मात्रा 25% तक, चुकंदर में 30% तक, आलू में - 14%, खट्टे फलों में - 50% तक होती है।
पेक्टिन उच्च स्तर तक जेली जैसे द्रव्यमान में परिवर्तित होने में सक्षम हैं और इसलिए इन्हें खाद्य उद्योग और चिकित्सा में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। सेब, चुकंदर, रूबर्ब आदि से प्राप्त पेक्टिन एक आहार उत्पाद है और इसका उपयोग दवाओं के रूप में किया जाता है जो शरीर से विषाक्त पदार्थों को बाहर निकालता है।
गिलहरियाँ।कोशिका झिल्ली में पाए जाने वाले प्रोटीन में 22.5% तक हाइड्रॉक्सीप्रोलाइन होता है। हाइड्रॉक्सीप्रोलाइन की उपस्थिति को देखते हुए, कोशिका झिल्ली प्रोटीन जानवरों के कंकाल प्रोटीन - कोलेजन के करीब है। कार्बन-लेबल प्रोलाइन के समावेशन के अवलोकन से पता चला है कि लेबल किया गया प्रोलाइन तेजी से कोशिका की दीवारों में शामिल हो जाता है, जो हाइड्रॉक्सीप्रोलाइन में परिवर्तित हो जाता है।
पादप कोशिका के पेक्टो-सेल्यूलोज खोल की संरचना फाइब्रिलर होती है। सेल्युलोज तंतुओं के बीच एक अनाकार भाग होता है जिसमें पेक्टिन पदार्थ और हेमिकेलुलोज होते हैं। उनके बीच संरचनात्मक प्रोटीन स्थित होते हैं जो सेल्यूलोज फाइब्रिल की स्थिरता निर्धारित करते हैं। अनाकार मैट्रिक्स में खाली स्थान हैं। शेल में उनमें से लगभग 8% हैं। वे कोशिका झिल्ली की संरचना में एक अनिवार्य तत्व हैं और वे विशेष रूप से जड़ बालों की कोशिका झिल्ली में अच्छी तरह से विकसित होते हैं। गुहा की दीवारें एस्कॉर्बिन ऑक्सीडेज जैसे सक्रिय एंजाइमों से सुसज्जित हैं। मुक्त स्थान जड़ से पत्ती के ऊतकों और अन्य अंगों (निष्क्रिय परिवहन) तक पानी के परिवहन में भाग लेते हैं (चित्र 26)।
कोशिका भित्ति का निर्माण दैहिक कोशिकाओं के साइटोकाइनेसिस (कोशिका विभाजन) की प्रक्रिया से जुड़ा हुआ है। किसी कोशिका में टेलोफ़ेज़ के दौरान, कोशिका के केंद्र में कोशिका प्लेट बनना शुरू हो जाती है। यह गोल्गी तंत्र की संरचनाओं से अलग होकर बूंदों, बुलबुले के रूप में एक अर्ध-तरल परत है। कोशिका प्लेट को मूल रंगों (मेथिलीन नीला) से रंगा जाता है, जो पेक्टिन पदार्थों की उपस्थिति को इंगित करता है, जो भविष्य की प्राथमिक झिल्ली के संश्लेषण की प्रक्रिया में एक मैट्रिक्स की भूमिका निभाते हैं। फ्रैग्मोसोम के साथ सेल प्लेट के पूर्ण संपर्क से पहले ही, सेल प्लेट में तीन परतें अलग-अलग होती हैं: मध्य प्लेट और दो चमकदार संकीर्ण सीमाएँ - प्राथमिक झिल्ली। दो संतति कोशिकाओं का प्लाज़्मालेम्मा भी गोल्गी तंत्र का व्युत्पन्न है।
मौजूदा अणुओं के बीच सेल्युलोज अणुओं और अन्य घटक तत्वों को शामिल करने से शेल की लंबाई में और वृद्धि होती है। स्ट्रेचिंग प्रक्रिया चल रही है, यानी। अंतर्ग्रहण की शुरूआत के माध्यम से विकास। यह प्राथमिक कोशों की विशेषता है। मोटाई में खोल की वृद्धि सेल्युलोज और अन्य घटकों के अनुक्रमिक जमाव के माध्यम से की जाती है और इसे अपोजिशन कहा जाता है, अर्थात। विकास उपरिशायी. इस प्रकार की वृद्धि द्वितीयक कोशों के निर्माण की विशेषता है। प्राथमिक शैल की विशेषता लोच है, द्वितीयक की विशेषता लोच है।
कोशिका झिल्ली का संशोधन(लिग्निफिकेशन, सबेराइजेशन, क्यूटिनाइजेशन, म्यूसिलेज, मिनरलाइजेशन)। लिग्निफिकेशन लिग्निन (पॉलीफेनोल, सी 57 एच 60 ओ 10) के साथ कोशिका झिल्ली के संसेचन के कारण होता है। मुख्य संरचनात्मक तत्वलिग्निन हाइड्रॉक्सीहाइड्रोकोनिफेरिल अल्कोहल है, जिसका अग्रदूत हेमिकेलुलोज या पेक्टिन पदार्थ है। लिग्निफिकेशन मध्य प्लेट से शुरू होता है। कमजोर लिग्निफिकेशन के साथ, कोशिका महत्वपूर्ण गतिविधि बरकरार रखती है, जबकि मजबूत लिग्निफिकेशन के साथ इसकी मृत्यु (ट्रेचिड, वाहिकाएं) होती है। लिग्निफिकेशन से कोशिका झिल्ली को मजबूती मिलती है।
सबेराइजेशन में द्वितीयक शेल की परतों के बीच या मध्य प्लेट और द्वितीयक शेल के बीच सुबेरिन की एक परत की उपस्थिति होती है। सबराइज्ड कोशिकाएं पानी और हवा के लिए अभेद्य होती हैं, वे जल्दी से मर जाती हैं और एक सुरक्षात्मक परत में बदल जाती हैं (युवा वुडी शूट की सतह पर कॉर्क परत) (चित्र 27)
क्यूटिनाइजेशन में कोशिका झिल्ली की बाहरी सतह पर क्यूटिन नामक वसा जैसे पदार्थ का जमाव होता है, जो क्यूटिकल नामक फिल्म बनाता है। यह पानी के अत्यधिक वाष्पीकरण के विरुद्ध सुरक्षात्मक कार्य करता है। पत्तियों, तनों और फलों की बाह्यत्वचा की सतह को ढकता है।
अलसी के बीज, कद्दू, तरबूज के बाह्यत्वचा पर, पत्तियों और जड़ों, जड़ फसलों में बलगम देखा जा सकता है, जहां पैरेन्काइमा कोशिकाओं की कोशिका झिल्ली का श्लेष्मा होता है। यह सेलूलोज़, स्टार्च और अन्य कार्बोहाइड्रेट घटकों के उच्च आणविक भार कार्बोहाइड्रेट - बलगम में परिवर्तन के कारण होता है, जिसमें 90% तक पेंटोसैन होते हैं। भौतिक गुणों के संदर्भ में, वे पूर्ण घुलनशीलता के कारण स्टार्च से और जेलिंग गुणों की अनुपस्थिति के कारण पेक्टिन से भिन्न होते हैं। म्यूसिलेज नमी संरक्षण और बेहतर बीज अंकुरण को बढ़ावा देता है, पौधों को अचानक तापमान परिवर्तन और अधिक गर्मी से बचाता है। बलगम में कई उपचार गुण होते हैं - यह गैस्ट्रिक रस की अम्लता को कम करता है और इसका उपयोग जठरांत्र पथ के श्लेष्म झिल्ली की सर्दी और ऊपरी श्वसन पथ की जलन के लिए किया जाता है। इस समूह के पॉलीसेकेराइड रेडियोप्रोटेक्टिव गुण प्रदर्शित करते हैं और प्रतिरक्षा को बढ़ाते हैं।
खनिजीकरण कई पौधों में देखा जाता है, लेकिन विशेष रूप से हॉर्सटेल में उच्चारित होता है। इस मामले में, कैल्शियम लवण (CaCO 3) और अन्य राख तत्वों का जमाव होता है, साथ ही SiO 2 (y हॉर्सटेल) के जमाव के कारण भी होता है।
कोशिका झिल्ली(समानार्थी: प्लाज़्मा झिल्ली, प्लाज़्मालेम्मा) - लिपोप्रोटीन झिल्ली जो कोशिका के साइटोप्लाज्म को अलग करती है पर्यावरण.
इंसानों और जानवरों में ओ.के. एक प्राथमिक झिल्ली है जिसमें प्रोटीन अणुओं से ढकी दोहरी लिपिड परत होती है (जैविक झिल्ली देखें)। अधिकांश कोशिकाओं में लगभग झिल्ली होती है। 6-10 एनएम. O. k. का प्रोटीन घटक (शुष्क द्रव्यमान का लगभग 60% होता है) एक उच्च-आणविक फाइब्रिलर प्रोटीन (संरचनात्मक प्रोटीन) द्वारा दर्शाया जाता है। लिपिड घटक, औसत लगभग। 40% सूखा वजन, Ch द्वारा दर्शाया गया। गिरफ्तार. फॉस्फोलिपिड्स (लेसिथिन, कोलेस्ट्रॉल)। इसके अलावा, ओ.के. में कई एंजाइम शामिल हैं (5"-न्यूक्लियोटिडेज़, फ़ॉस्फ़ोमोनोएस्टरेज़, एसिड आरएनज़, क्षारविशिष्ट फ़ॉस्फ़टेज़और एमजी-निर्भर एटीपीस), जो ऑक्सीजन प्रणाली के माध्यम से आयनों के सक्रिय परिवहन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। विभिन्न विशिष्ट संरचनाएं पशु कोशिकाओं की सतह पर स्थित होती हैं। O. की मुक्त सतह माइक्रोविली से ढकी होती है, जिससे एक छल्ली (आंतों का उपकला) और एक क्षारीय सीमा (गुर्दे की नलिकाओं का उपकला) बन सकती है। आसन्न कोशिका सतहों के बीच संबंध बनाकर पूरा किया जाता है अलग - अलग प्रकारसंपर्क: एक दूसरे को प्रतिच्छेद करने वाली सिलवटों के निर्माण के माध्यम से (इंटरडिजिटेशन), ऑक्लुडेंस (क्लोजिंग ज़ोन, टाइट जंक्शन - ज़ोनुला ऑक्लुडेंस) और मध्यवर्ती संपर्कों (ज़ोनुला एडहेरेन्स) की बाहरी परतों को विलय करके। सबसे कठिन मामलों में, आसन्न सतहों के संपर्क विशेष मेटाप्लाज्मिक संरचनाओं - डेसमोसोम (देखें) द्वारा किए जाते हैं। अकशेरुकी जानवरों में, मौखिक गुहा की बाहरी परतों का संलयन हो सकता है। इस मामले में, सच्चे पुल (सेप्टेट डेसमोसोम) बनते हैं। उपकला कोशिकाओं में, बेसल सतह पर कई सिलवटें दिखाई देती हैं, जो साइटोप्लाज्म (बेसल भूलभुलैया) में उभरी हुई होती हैं।
कोशिका के मुख्य कार्यों में से एक कोशिका झिल्ली से जुड़ा है - पारगम्यता (देखें), कट के कारण, पर्यावरण के साथ पदार्थों का आदान-प्रदान होता है और कोशिका में फिजियोल, होमोस्टैसिस का रखरखाव होता है (देखें)। ऑक्सीजन कोशिकाओं के माध्यम से पदार्थों का परिवहन निष्क्रिय परिवहन (प्रसार) और एक एकाग्रता ढाल के खिलाफ परिवहन द्वारा किया जाता है - सक्रिय परिवहन, जिसके लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है (आयनों का परिवहन देखें)। इसके साथ ही, कोशिका के लिए ठोस (फागोसाइटोसिस देखें) और तरल (पिनोसाइटोसिस देखें) दोनों पदार्थों को अवशोषित करने के लिए अन्य तंत्र भी हैं।
ओके में रिसेप्टर्स की एक विशेष प्रणाली है (देखें), जो पर्यावरण में परिवर्तन और कुछ शारीरिक रूप से सक्रिय अणुओं (हार्मोन, मध्यस्थों, आदि) के प्रभावों का पता लगाने में सक्षम है जो कोशिका प्रतिक्रिया का कारण बनते हैं। कई हार्मोनों का प्रभाव सेलुलर रिसेप्टर्स - एडिनाइलेट साइक्लेज़ से जुड़े एक एंजाइम की गतिविधि को बदलकर किया जाता है। एडिनाइलेट साइक्लेज़ चक्रीय एडेनोसिन मोनोफॉस्फोरस (सीएमपी) के संश्लेषण को उत्प्रेरित करता है, जो इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाओं पर हार्मोन के प्रभाव के प्रत्यक्ष ट्रांसमीटर के रूप में कार्य करता है। कोशिका पर न्यूरोट्रांसमीटर की क्रिया का तंत्र समान है। कोशिकाओं की क्षमता मोटर गतिविधि, स्यूडोपोडिया और लहरदार झिल्लियों का निर्माण (साइटोप्लाज्म की प्लेट जैसी वृद्धि जो दोलन गति उत्पन्न करती है), आदि। ओ के विनाश और संश्लेषण की प्रक्रियाएं। सामान्य घटनाविदेशी पदार्थों के अवशोषण (एंडोसाइटोसिस) और रिलीज (एक्सोसाइटोसिस) के दौरान और फिजियोल, स्राव और उत्सर्जन के दौरान।
पादप कोशिका झिल्ली में कई विशिष्ट विशेषताएं होती हैं जो इसे अलग करती हैं पशु सेल. पादप कोशिका का साइटोप्लाज्म पशु कोशिका के प्लाज़्मालेम्मा के समान एक प्लाज़्मा झिल्ली से घिरा होता है। हालाँकि, बाहर भी कोशों की एक प्रणाली होती है - प्राथमिक, द्वितीयक और तृतीयक, जो एक घनी कोशिका भित्ति बनाती है। अंतरकोशिकीय पदार्थ, पड़ोसी कोशिकाओं की झिल्लियों को जोड़कर, ऊतकों को उच्च स्थिरता देता है। विकास की अवधि के दौरान पौधा कोशाणुएक प्राथमिक आवरण से घिरा हुआ है जो इसके आकार को बढ़ने से नहीं रोकता है। यह खोल पतला होता है और इसमें मुख्य रूप से पॉलीसेकेराइड - सेलूलोज़, हेमिकेल्यूलोज़ और पेक्टिन होते हैं। उन कोशिकाओं में जो जमाव के परिणामस्वरूप बढ़ना बंद हो गई हैं विभिन्न पदार्थ(लिग्निन, सुबेरिन, क्यूटिन, विभिन्न खनिज लवण) एक द्वितीयक शेल प्रकट होता है। इसकी मोटाई काफी होती है और यह काष्ठीयता या सुबेराइजेशन के अधीन हो सकता है। इसकी आंतरिक परत, प्लाज़्मालेम्मा से सटी हुई, कभी-कभी तृतीयक खोल के रूप में प्रतिष्ठित होती है। प्लास्मोडेसमिनल नलिकाएं कोशिका भित्ति से होकर गुजरती हैं, जिसकी मदद से पड़ोसी कोशिकाओं का साइटोप्लाज्म संचार करता है, जलन का संचरण और कोशिकाओं के बीच प्लास्टिक पदार्थों की आवाजाही होती है।
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