सेल बायोलॉजी का परिचय

कोशिका सिद्धांत सबसे महत्वपूर्ण जैविक अवधारणाओं में से एक है। आधुनिक कोशिका सिद्धांत के मुख्य प्रावधान हैं:

कोशिका जीवन की सबसे छोटी इकाई है, सभी जीवित जीवों की संरचना और विकास की मूल इकाई है।

सभी एककोशिकीय और की कोशिकाएं बहुकोशिकीय जीवसंरचना में समान रासायनिक संरचना, महत्वपूर्ण गतिविधि और चयापचय की मुख्य अभिव्यक्तियाँ।

प्रत्येक नई कोशिका का निर्माण माता की मूल कोशिका के विभाजन के परिणामस्वरूप होता है।

बहुकोशिकीय जीवों में कोशिकाएँ विशिष्ट होती हैं विभिन्न कार्यऔर उन ऊतकों का निर्माण करते हैं जो अंगों का निर्माण करते हैं।

बहुकोशिकीय जीवों की कोशिकाएँ टोटिपोटेंट होती हैं, अर्थात्:

क) अनुवांशिक जानकारी की मात्रा के मामले में समतुल्य हैं और किसी दिए गए प्रकार के जीव की सभी क्षमताएं हैं;

बी) जीन की विभिन्न अभिव्यक्ति (गतिविधि) द्वारा एक दूसरे से भिन्न होते हैं।

सेलुलर सिद्धांत जीवित इकाइयों के रूप में कोशिकाओं की संरचना, उनके प्रजनन और बहुकोशिकीय जीवों के निर्माण में भूमिका का एक सामान्यीकृत विचार है।

सेल सिद्धांत के व्यक्तिगत प्रावधानों की उपस्थिति और सूत्रीकरण पौधों और जानवरों के विभिन्न एककोशिकीय और बहुकोशिकीय जीवों की संरचना पर टिप्पणियों के संचय की एक लंबी (तीन सौ साल से अधिक) अवधि से पहले था। यह अवधि विभिन्न ऑप्टिकल अनुसंधान विधियों के अनुप्रयोग और सुधार के विकास से जुड़ी थी।

रॉबर्ट हुक (1665) आवर्धक लेंस का उपयोग करके कॉर्क ऊतक के "कोशिकाओं" या "कोशिकाओं" में उपखंड का निरीक्षण करने वाले पहले व्यक्ति थे। उनके विवरणों ने प्लांट एनाटॉमी (माल्पीघी, 1671; ग्रे, 1671) के व्यवस्थित अध्ययन के उद्भव को गति दी, जिसने रॉबर्ट हुक की टिप्पणियों की पुष्टि की और दिखाया कि पौधों के विभिन्न भागों में "पुटिकाओं" या "थैलियों" का बारीकी से समावेश होता है। बाद में ए. ल्यूवेनहॉक (1680) ने दुनिया की खोज की एककोशिकीय जीवऔर पहली बार पशु कोशिकाओं (एरिथ्रोसाइट्स) को देखा। बाद में, एफ. फोंटाना (1781) द्वारा पशु कोशिकाओं का वर्णन किया गया; लेकिन ये और अन्य कई अध्ययन उस समय सार्वभौमिकता की समझ की ओर नहीं ले गए थे सेलुलर संरचनासेल क्या है, इस बारे में विचारों को स्पष्ट करने के लिए। माइक्रोएनाटॉमी और कोशिकाओं के अध्ययन में प्रगति 19वीं शताब्दी में माइक्रोस्कोपी के विकास से जुड़ी हुई है। इस समय तक, कोशिकाओं की संरचना के बारे में विचार बदल गए थे: सेल के संगठन में मुख्य बात नहीं मानी गई थी कोशिका भित्ति, लेकिन वास्तव में इसकी सामग्री, प्रोटोप्लाज्म (पुरकिन्या, 1830)। कोशिका का एक स्थायी घटक, नाभिक, प्रोटोप्लाज्म (ब्राउन, 1833) में खोजा गया था। इन सभी अनगिनत अवलोकनों ने 1838 में टी. श्वान को कई सामान्यीकरण करने की अनुमति दी। उन्होंने दिखाया कि पौधे और पशु कोशिकाएं मूल रूप से एक दूसरे के समान (होमोलॉगस) हैं। "टी। श्वान की योग्यता यह नहीं थी कि उन्होंने कोशिकाओं की खोज की, बल्कि यह कि उन्होंने शोधकर्ताओं को उनका अर्थ समझना सिखाया" (वाल्डेयर, 1909)। इन विचारों को आर विरचो (1858) के कार्यों में और विकसित किया गया था। जीव विज्ञान में कोशिका सिद्धांत का निर्माण एक प्रमुख घटना बन गई है, जो सभी जीवित प्रकृति की एकता के निर्णायक प्रमाणों में से एक है। जीव विज्ञान के विकास पर कोशिका सिद्धांत का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ा, भ्रूणविज्ञान, ऊतक विज्ञान और शरीर विज्ञान जैसे विषयों के विकास के लिए मुख्य आधार के रूप में कार्य किया। इसने जीवन को समझने के लिए, जीवों के संबंधों की व्याख्या करने के लिए, व्यक्तिगत विकास को समझने के लिए नींव प्रदान की।

कोशिका सिद्धांत के मुख्य प्रावधानों ने आज तक अपना महत्व बरकरार रखा है, हालांकि एक सौ पचास से अधिक वर्षों से कोशिकाओं की संरचना, महत्वपूर्ण गतिविधि और विकास पर नई जानकारी प्राप्त की गई है। वर्तमान में कोशिका सिद्धांतअभिधारणाएँ:

कोशिका जीवन की प्राथमिक इकाई है :- कोशिका के बाहर कोई जीवन नहीं है।

कक्ष - एक प्रणाली, स्वाभाविक रूप से परस्पर तत्वों के एक समूह से मिलकर, एक निश्चित समग्र गठन का प्रतिनिधित्व करता है, जिसमें संयुग्मित होता है कार्यात्मक इकाइयाँ- ऑर्गेनेल या ऑर्गेनेल।

कोशिकाएँ समान होती हैं - सजातीय - संरचना और बुनियादी गुणों में।

मूल कोशिका को उसकी आनुवंशिक सामग्री (डीएनए) से दोगुना करने के बाद विभाजित करके कोशिकाओं की संख्या में वृद्धि होती है: कोशिका दर कोशिका।

बहुकोशिकीय जीव है नई प्रणाली, कई कोशिकाओं का एक जटिल पहनावा, एकजुट और ऊतकों और अंगों की प्रणालियों में एकीकृत, रासायनिक कारकों, हास्य और तंत्रिका (आणविक विनियमन) की मदद से एक दूसरे से जुड़ा हुआ है।

बहुकोशिकीय जीवों की कोशिकाएँ टोटिपोटेंट होती हैं, अर्थात। सभी कोशिकाओं की आनुवंशिक क्षमता होती है दिया जीव, आनुवंशिक जानकारी में समतुल्य हैं, लेकिन विभिन्न जीनों की अलग-अलग अभिव्यक्ति (कार्य) द्वारा एक दूसरे से भिन्न होते हैं, जो उनकी रूपात्मक और कार्यात्मक विविधता - विभेदीकरण की ओर जाता है।

1. जीवन केवल कोशिकाओं के रूप में मौजूद है।

2. जीवन की निरंतरता का आधार कोशिका है।

3. पूरकता का सिद्धांत (संरचना और कार्य के बीच संबंध)।

सेल - जीवन की प्राथमिक इकाई

कक्षएक अलग, सबसे छोटी संरचना है, जो जीवन के गुणों की समग्रता में निहित है और जो उपयुक्त परिस्थितियों में हो सकती है पर्यावरणइन गुणों को अपने आप में बनाए रखने के साथ-साथ उन्हें कई पीढ़ियों तक पारित करने के लिए। इस प्रकार कोशिका वहन करती है पूरा विवरणज़िंदगी। कोशिका के बाहर कोई वास्तविक जीवन गतिविधि नहीं है। अत: ग्रह की प्रकृति में इसकी भूमिका होती है प्राथमिक संरचनात्मक, कार्यात्मक और आनुवंशिक इकाई।

इसका मतलब है कि सेल आधार है इमारतें, जीवनऔर विकाससभी जीवित रूप - एककोशिकीय, बहुकोशिकीय और यहां तक ​​​​कि गैर-कोशिकीय। इसमें निहित तंत्रों के लिए धन्यवाद, कोशिका चयापचय, जैविक जानकारी का उपयोग, प्रजनन, आनुवंशिकता और परिवर्तनशीलता के गुणों को सुनिश्चित करती है, जिससे जैविक दुनिया में निहित एकता और विविधता के गुणों का निर्धारण होता है।

जीवित प्राणियों की दुनिया में एक प्राथमिक इकाई की स्थिति पर कब्जा करते हुए, कोशिका भिन्न होती है जटिल संरचना. इसी समय, बिना किसी अपवाद के सभी कोशिकाओं में कुछ विशेषताएं पाई जाती हैं, जो सबसे महत्वपूर्ण पहलुओं की विशेषता है सेलुलर संगठनजैसे की।

कोशिका सिद्धांत

कोशिका सिद्धांत जर्मन शोधकर्ता, प्राणी विज्ञानी टी. श्वान (1839) द्वारा तैयार किया गया था। चूँकि, इस सिद्धांत को बनाते समय, श्वान ने व्यापक रूप से वनस्पतिशास्त्री एम। श्लीडेन के कार्यों का उपयोग किया, बाद वाले को कोशिका सिद्धांत का सह-लेखक माना जाता है। पौधे और पशु कोशिकाओं की समानता (समरूपता) की धारणा के आधार पर, जो उनके मूल के एक ही तंत्र द्वारा सिद्ध होता है, श्वान ने एक सिद्धांत के रूप में कई डेटा को संक्षेप में प्रस्तुत किया जिसके अनुसार कोशिकाएं जीवित प्राणियों का संरचनात्मक और कार्यात्मक आधार हैं।

19वीं सदी के अंत में जर्मन पैथोलॉजिस्ट आर विरचो ने नए तथ्यों के आधार पर कोशिका सिद्धांत में संशोधन किया। वह इस निष्कर्ष का मालिक है एक सेल केवल पहले से मौजूद सेल से ही उत्पन्न हो सकता है।उन्होंने "सेल स्टेट" की अवधारणा भी बनाई, जिसके कारण आलोचना हुई, जिसके अनुसार एक बहुकोशिकीय जीव में अपेक्षाकृत स्वतंत्र इकाइयाँ (कोशिकाएँ) होती हैं, जो अपनी जीवन गतिविधि में एक-दूसरे पर बारीकी से निर्भर होती हैं।

कोशिका सिद्धांत में आधुनिक रूपतीन मुख्य प्रावधान शामिल हैं।

पहली स्थिति कोशिका को समग्र रूप से ग्रह की जीवित प्रकृति से संबंधित करती है। इसमें कहा गया है कि जीवन, चाहे वह कितना भी जटिल या सरल क्यों न हो (उदाहरण के लिए, वायरस) रूप धारण कर लेता है संरचनात्मक, कार्यात्मक और आनुवंशिक रूप से, यह प्रदान किया जाता हैअंततः केवल एक कोशिका। जीवन के प्राथमिक स्रोत के रूप में कोशिका की उत्कृष्ट भूमिका इस तथ्य से निर्धारित होती है कि यह जैविक इकाई है जिसके द्वारा कोशिका से निष्कर्षण किया जाता है। बाहरी वातावरणजीवों द्वारा ऊर्जा और पदार्थों का रूपांतरण और उपयोग। जैविक जानकारी को सीधे सेल में संग्रहीत और उपयोग किया जाता है।

दूसरा प्रावधान इंगित करता है कि वर्तमान परिस्थितियों में केवल नई कोशिकाओं के उद्भव का मार्ग पहले से मौजूद कोशिकाओं का विभाजन है।औचित्य सेलुलर प्रकृतिपृथ्वी पर जीवन, कोशिकाओं के उत्पन्न होने के तरीकों की एकरूपता की थीसिस एक विशेष भूमिका निभाती है। यह थीसिस थी जिसका उपयोग एम. श्लेडेन और टी. श्वान ने होमोलॉजी की अवधारणा को प्रमाणित करने के लिए किया था अलग - अलग प्रकारकोशिकाओं। आधुनिक जीव विज्ञानइसके लिए साक्ष्य की सीमा का विस्तार किया। व्यक्तिगत संरचनात्मक और कार्यात्मक विशेषताओं के बावजूद, सभी कोशिकाएं एक ही तरह से: ए) जैविक जानकारी संग्रहीत करती हैं, बी) कई पीढ़ियों में इसके संचरण के उद्देश्य से अनुवांशिक सामग्री को दोहराती हैं, सी) प्रोटीन के आधार पर अपने कार्यों को पूरा करने के लिए जानकारी का उपयोग करती हैं। संश्लेषण, डी) स्टोर और ऊर्जा हस्तांतरण, ई) ऊर्जा को काम में परिवर्तित करें, एफ) चयापचय को नियंत्रित करें।

सेलुलर सिद्धांत की तीसरी स्थिति कोशिका को बहुकोशिकीय जीवों से जोड़ती है, जो अखंडता और प्रणालीगत संगठन के सिद्धांत की विशेषता है। इस प्रणाली को बनाने वाली इकाइयों के पारस्परिक प्रभाव और अंतःक्रिया के कारण प्रणाली को नए गुणों की उपस्थिति की विशेषता है। बहुकोशिकीय प्राणियों की संरचनात्मक और क्रियात्मक इकाई कोशिकाएँ होती हैं।हालांकि, एक बहुकोशिकीय जीव की विशेषता कई है विशेष गुण, जिसे अलग-अलग कोशिकाओं के गुणों और गुणों में कम नहीं किया जा सकता है। कोशिकीय सिद्धांत की तीसरी स्थिति में, हमें भाग और संपूर्ण के बीच संबंध की समस्या का सामना करना पड़ता है।

सिस्टम दृष्टिकोण के रूप में वैज्ञानिक दिशामें इस्तेमाल किया जैविक अनुसंधानपिछली शताब्दी की शुरुआत के बाद से। संगठन और कामकाज की प्रणालीगत प्रकृति न केवल शरीर की, बल्कि अन्य मुख्य जैविक संरचनाओं की भी विशेषता है - जीनोम, सेल, जनसंख्या, बायोगेकेनोसिस, बायोस्फीयर।

9. जैविक झिल्ली, आणविक संगठन और कार्य। झिल्ली के पार पदार्थों का परिवहन (परिवहन मॉडल)।

कक्ष- झिल्लियों की एक प्रणाली जो इंट्रासेल्युलर स्पेस के क्षेत्रों का परिसीमन करती है। झिल्ली विभिन्न प्रक्रियाओं में शामिल हैं। तंत्रिका कोशिका झिल्ली - तंत्रिका आवेगों की उत्पत्ति, जठरांत्र झिल्ली - भोजन का अवशोषण और पाचन, कोशिका की झिल्लियाँकंकाल की मांसपेशियां और मायोकार्डियल कोशिकाएं - विश्राम और संकुचन, संवेदी अंगों की कोशिकाओं की झिल्ली - एक प्रकार की जलन का दूसरे में परिवर्तन। प्राकृतिक झिल्लियों के प्रोटीन पानी में खराब घुलनशील होते हैं और लिपिड के साथ कॉम्प्लेक्स बनाते हैं। कार्य: रिसेप्टर, संरचनात्मक, परिवहन, उत्प्रेरक (अधिकांश प्रोटीन - एंजाइम - इम्युनोग्लोबुलिन - उच्चतम गतिविधि वाले प्रोटीन)। झिल्ली संरचना का द्रव-मोज़ेक मॉडल (लिपिड बाईलेयर, प्रोटीन - परिधीय, डूबे हुए, अभिन्न)। पदार्थों का परिवहन सदैव विसरण या प्रवणता द्वारा नहीं होता है। ट्रांसपोर्ट प्रोटीन होते हैं।

एटीपी --- एडीपी + एफ

सक्रिय परिवहन - एटीपी की खपत और परिवहन प्रोटीन की भागीदारी के साथ झिल्ली के माध्यम से पदार्थों का स्थानांतरण। सक्रिय संयुग्मित परिवहन (समान प्रोटीन - कई पदार्थ)। 2 परिधीय प्रोटीन हो सकते हैं, पदार्थ चैनल के माध्यम से जा सकते हैं, 2-3 वाहक, परिवहन गैर-संयुग्मित हो सकते हैं। एक्साइटोसिस (पिनोसाइटोसिस और फागोसाइटोसिस) है। एक्सचेंज प्रसार का अस्तित्व (एक एकाग्रता ढाल का उपयोग करके),

में यूकेरियोटिक कोशिकाएंएंडोप्लाज्मिक झिल्ली इंट्रासेल्युलर झिल्ली (साइटोप्लाज्मिक झिल्ली) के साथ अभिन्न है। साइटोप्लाज्मिक झिल्लियां एक चैनल बनाती हैं जिसमें चैनलों और पुटिकाओं (1959 कार्टर) का एक जटिल नेटवर्क होता है। ईपीआर चैनल अस्थायी संचार प्रणाली हैं जो कोशिका से बाहर तक पुटिकाओं की आवाजाही में शामिल होती हैं। एचआरईपी झिल्लियों में ट्यूबलर संरचनाएं होती हैं (एक युवा विकासवादी प्रकार)। जैविक भूमिका: फॉस्फोलिपिड्स, संश्लेषण की हाइड्रोलिसिस स्टेरॉयड हार्मोन, लिपिड संश्लेषण, आदि। प्लाज्मा झिल्ली की तरह, साइटोप्लाज्मिक झिल्ली परमाणु और गोल्गी कॉम्प्लेक्स (1898 यह। गोल्गी) में गुजरती है। मुख्य विशेषता- राइबोसोम की अनुपस्थिति। ये समतल-समानांतर टैंक, बुलबुले हैं। जटिल प्रोटीन संश्लेषण के लिए विशिष्ट है। स्वयं के कोशिकीय प्रोटीन, स्रावी प्रोटीन अधिकांश कोशिकाओं में संश्लेषित होते हैं। अधिकांश प्रोटीन जटिल होते हैं, जिनमें कार्बोहाइड्रेट और प्रोटीन भाग होते हैं - ग्लाइकोप्रोटीन और प्रोटीओग्लिएकन्स। गोल्गी कॉम्प्लेक्स साधारण मोनोसेकेराइड से जटिल शर्करा के संश्लेषण में शामिल होता है, जो तब कॉम्प्लेक्स में प्रवेश करने वाले प्रोटीन से बंध जाता है, ग्लाइकोप्रोटीन दिखाई देते हैं, बनते हैं, वे बंद हो जाते हैं, और एक्सोसाइटोसिस होता है। गॉल्जी कॉम्प्लेक्स में लाइसोसोम बनते हैं। गॉल्जी संकुल जन्तु कोशिका में विदलन खांचे के निर्माण के लिए आवश्यक सामग्री की आपूर्ति करता है।

यूकेरियोटिक सेल की आंतरिक सामग्री की उच्च सुव्यवस्था किसके द्वारा प्राप्त की जाती है कम्पार्टमेंटइसकी मात्रा - "कोशिकाओं" में उपविभाजन, रासायनिक (एंजाइम) संरचना के विवरण में भिन्न। कम्पार्टमेंटेशन (चित्र 2.3) कोशिका में पदार्थों और प्रक्रियाओं के स्थानिक पृथक्करण में योगदान देता है। एक अलग डिब्बे को एक ऑर्गेनेल (लाइसोसोम) या उसके हिस्से (माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली द्वारा सीमांकित स्थान) द्वारा दर्शाया गया है।

चावल। 2.3। झिल्लियों का उपयोग करके कोशिका आयतन का विभाजन:

1 -मुख्य, 2- मोटा साइटोप्लाज्मिक है, 3- माइटोकॉन्ड्रियन, 4- परिवहन साइटोप्लाज्मिक पुटिका, 5- लाइसोसोम, 6- लैमेलर कॉम्प्लेक्स, 7 - गुप्त दाना

चावल। 2.4। आणविक संगठन जैविक झिल्ली:

1 - लिपिड की द्विध्रुवीय परत, 2 - गिलहरी

मुख्य की झिल्ली में रिश्तों की कई योजनाएँ रासायनिक घटक- प्रोटीन और लिपिड, साथ ही पदार्थ झिल्ली की सतह पर रखे जाते हैं। वर्तमान में, उस दृष्टिकोण को स्वीकार किया जाता है जिसके अनुसार झिल्ली की रचना होती है लिपिड की द्विध्रुवीय परत।उनके अणुओं के हाइड्रोफोबिक क्षेत्र एक दूसरे की ओर मुड़े हुए हैं, जबकि हाइड्रोफिलिक परत की सतह पर स्थित हैं। विविध प्रोटीन अणुइस परत में जड़े हुए या इसकी सतहों पर रखे गए हैं (चित्र 2.4)।

यूकेरियोटिक कोशिका में कोशिका आयतन के विभाजन के कारण, विभिन्न संरचनाओं के बीच कार्यों का विभाजन देखा जाता है। इसके साथ ही विभिन्न संरचनाएंस्वाभाविक रूप से एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं।

10. कोर। संरचना और कार्य।

कोशिका में एक नाभिक और साइटोप्लाज्म होता है। कोशिका केंद्रकएक झिल्ली, परमाणु रस, न्यूक्लियोलस और क्रोमैटिन होते हैं। कार्यात्मक भूमिका परमाणु लिफाफासाइटोप्लाज्म से यूकेरियोटिक कोशिका के आनुवंशिक पदार्थ (गुणसूत्र) को अलग करने में इसकी कई चयापचय प्रतिक्रियाओं के साथ-साथ नाभिक और साइटोप्लाज्म के बीच द्विपक्षीय बातचीत का नियमन होता है। परमाणु लिफाफे में दो झिल्ली होते हैं जो एक पेरिन्यूक्लियर (पेरिन्यूक्लियर) स्थान से अलग होते हैं। उत्तरार्द्ध साइटोप्लाज्मिक रेटिकुलम के नलिकाओं के साथ संचार कर सकता है।

परमाणु लिफाफा 80-90 एनएम के व्यास के साथ एक दहलीज से छेदा जाता है। लगभग 120 एनएम के व्यास वाले छिद्र क्षेत्र या छिद्र परिसर में एक निश्चित संरचना होती है, जो इंगित करती है जटिल तंत्रपदार्थों और संरचनाओं के परमाणु-साइटोप्लाज्मिक आंदोलनों का विनियमन। छिद्रों की संख्या निर्भर करती है कार्यात्मक अवस्थाकोशिकाओं। उच्चतर सिंथेटिक गतिविधिएक सेल में, उनकी संख्या जितनी अधिक होगी। यह अनुमान लगाया गया है कि एरिथ्रोबलास्ट्स में निचले कशेरुकियों में, जहां हीमोग्लोबिन गहन रूप से बनता है और जमा होता है, परमाणु लिफाफे के प्रति 1 माइक्रोन 2 में लगभग 30 छिद्र होते हैं। इन जानवरों के परिपक्व एरिथ्रोसाइट्स में, जो नाभिक को बनाए रखते हैं, झिल्ली के प्रति 1 माइक्रोग्राम में पांच छिद्र तक रहते हैं, अर्थात। 6 गुना कम।

पंख परिसर के क्षेत्र में, तथाकथित मोटी थाली-एक प्रोटीन परत जो परमाणु लिफाफे की आंतरिक झिल्ली की पूरी लंबाई को रेखांकित करती है। यह संरचना मुख्य रूप से एक सहायक कार्य करती है, क्योंकि इसकी उपस्थिति में नाभिक का आकार संरक्षित रहता है, भले ही परमाणु लिफाफे के दोनों झिल्ली नष्ट हो जाएं। यह भी माना जाता है कि सघन प्लेट के पदार्थ के साथ नियमित संबंध अंतरावस्था नाभिक में गुणसूत्रों की क्रमबद्ध व्यवस्था में योगदान देता है।

आधार परमाणु रस,या आव्यूह,प्रोटीन बनाते हैं। परमाणु रस बनता है आंतरिक पर्यावरणकोर, जिसके संबंध में वह खेलता है महत्वपूर्ण भूमिकाउपलब्ध कराने में सामान्य कामकाजआनुवंशिक सामग्री। परमाणु रस की संरचना में शामिल है रेशायुक्त,या फाइब्रिलर, प्रोटीन,जिसके साथ समर्थन समारोह का कार्यान्वयन जुड़ा हुआ है: मैट्रिक्स में आनुवंशिक जानकारी के प्रतिलेखन के प्राथमिक उत्पाद भी शामिल हैं - हेटेरोन्यूक्लियर आरएनए (एचएनआरएनए), जो यहां संसाधित होते हैं, एमआरएनए में बदलते हैं (3.4.3.2 देखें)।

न्यूक्लियसवह संरचना है जिसमें निर्माण और परिपक्वता होती है राइबोसोमलआरएनए (आरआरएनए)। आरआरएनए जीन एक या एक से अधिक गुणसूत्रों (मनुष्यों में, 13-15 और 21-22 जोड़े) के कुछ क्षेत्रों (जानवरों के प्रकार के आधार पर) पर कब्जा कर लेते हैं - न्यूक्लियर आयोजक, जिसके क्षेत्र में न्यूक्लियोली बनते हैं। मेटाफ़ेज़ गुणसूत्रों में ऐसे क्षेत्र संकुचन की तरह दिखते हैं और कहलाते हैं माध्यमिक खिंचाव। साथएक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करते हुए, न्यूक्लियोलस में फिलामेंटस और दानेदार घटकों का पता चलता है। फिलामेंटस (फाइब्रिलर) घटक को प्रोटीन और विशाल आरएनए अग्रदूत अणुओं के परिसरों द्वारा दर्शाया जाता है, जिससे परिपक्व आरआरएनए के छोटे अणु बनते हैं। परिपक्वता की प्रक्रिया में, तंतुओं को राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन अनाज (कणिकाओं) में बदल दिया जाता है, जो दानेदार घटक का प्रतिनिधित्व करते हैं।

गांठ के रूप में क्रोमैटिन संरचनाएं,न्यूक्लियोप्लाज्म में बिखरे हुए कोशिका गुणसूत्रों के अस्तित्व का इंटरपेज़ रूप है (3.5.2.2 देखें)।

11. साइटोप्लाज्म। अंगों सामान्य अर्थऔर विशेष, उनकी संरचना और कार्य।

में कोशिका द्रव्यमुख्य पदार्थ (मैट्रिक्स, हाइलोप्लाज्म), समावेशन और ऑर्गेनेल के बीच अंतर करें। साइटोप्लाज्म का मुख्य पदार्थप्लास्मलेमा के बीच की जगह भरता है, परमाणु लिफाफाऔर अन्य इंट्रासेल्युलर संरचनाएं। एक साधारण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप किसी का पता नहीं लगाता है आंतरिक संगठन. प्रोटीन रचनाहाइलोप्लाज्म विविध है। सबसे महत्वपूर्ण प्रोटीन हैकोलिसिस के एंजाइम, शर्करा के चयापचय, नाइट्रोजनस बेस, अमीनो एसिड और लिपिड द्वारा दर्शाए जाते हैं। कई हाइलोप्लास्मिक प्रोटीन सबयूनिट्स के रूप में काम करते हैं जिनसे सूक्ष्मनलिकाएं जैसी संरचनाएं इकट्ठी होती हैं।

साइटोप्लाज्म का मुख्य पदार्थ कोशिका का वास्तविक आंतरिक वातावरण बनाता है, जो सभी इंट्रासेल्युलर संरचनाओं को एकजुट करता है और एक दूसरे के साथ उनकी बातचीत सुनिश्चित करता है। मैट्रिक्स द्वारा एकीकृत और मचान कार्यों की पूर्ति को सुपर-शक्तिशाली इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके पता लगाए गए माइक्रोट्रैब्युलर नेटवर्क से जोड़ा जा सकता है, जो पतले तंतुओं द्वारा 2–3 एनएम मोटी और पूरे साइटोप्लाज्म को भेदते हुए बनता है। हाइलोप्लाज्म के माध्यम से, पदार्थों और संरचनाओं के इंट्रासेल्युलर आंदोलनों की एक महत्वपूर्ण मात्रा को अंजाम दिया जाता है। साइटोप्लाज्म के मुख्य पदार्थ को उसी तरह से माना जाना चाहिए जैसे कि एक जटिल कोलाइडयन प्रणाली जो एक सोल-जैसी (तरल) अवस्था से जेल जैसी अवस्था में जाने में सक्षम है। इस तरह के बदलाव की प्रक्रिया में काम किया जाता है। ऐसे संक्रमणों के कार्यात्मक महत्व के लिए, सेक देखें। 2.3.8।

समावेशन(अंजीर। 2.5) साइटोप्लाज्म के अपेक्षाकृत अस्थिर घटक कहलाते हैं, जो अतिरिक्त के रूप में काम करते हैं पोषक तत्त्व(वसा, ग्लाइकोजन), कोशिका से हटाए जाने वाले उत्पाद (गुप्त दाने), गिट्टी पदार्थ (कुछ रंजक)।

अंगक -ये साइटोप्लाज्म की स्थायी संरचनाएं हैं जो कोशिका में महत्वपूर्ण कार्य करती हैं।

जीवों को अलग करें सामान्य अर्थऔर विशेष।नवीनतम में सार्थक राशिएक विशिष्ट कार्य के लिए विशिष्ट कोशिकाओं में मौजूद है, लेकिन अंदर छोटी राशिअन्य प्रकार की कोशिकाओं में भी पाया जा सकता है। इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, आंतों के उपकला कोशिका की सक्शन सतह की माइक्रोविली, श्वासनली और ब्रांकाई के उपकला के सिलिया, सिनैप्टिक पुटिकाएं जो पदार्थों को ले जाती हैं - वाहक घबराहट उत्तेजनाएक चेता कोषकाम करने वाले अंग, मायोफिब्रिल्स के दूसरे या सेल पर, जिस पर मांसपेशियों का संकुचन निर्भर करता है। हिस्टोलॉजी के पाठ्यक्रम के कार्य में विशेष ऑर्गेनेल का विस्तृत विचार शामिल है।

सामान्य महत्व के ऑर्गेनेल में खुरदरी और चिकनी साइटोप्लाज्मिक रेटिकुलम, एक लैमेलर कॉम्प्लेक्स, माइटोकॉन्ड्रिया, राइबोसोम और पॉलीसोम, लाइसोसोम, पेरोक्सीसोम, माइक्रोफिब्रिल और माइक्रोट्यूबुल्स, सेल सेंटर के सेंट्रीओल्स के रूप में ट्यूबलर और वैक्यूलर सिस्टम के तत्व शामिल हैं। में संयंत्र कोशिकाओंवे क्लोरोप्लास्ट भी स्रावित करते हैं, जिसमें प्रकाश संश्लेषण होता है।

ट्यूबलरऔर वैक्यूलर सिस्टमसंचार या अलग ट्यूबलर या चपटा (कुंड) गुहाओं द्वारा गठित, झिल्ली द्वारा सीमित और सेल के साइटोप्लाज्म में फैल रहा है। अक्सर, टैंकों में बुलबुले जैसे विस्तार होते हैं। इस प्रणाली में हैं खुरदुराऔर चिकनी साइटोप्लाज्मिक रेटिकुलम(चित्र 2.3 देखें)। किसी न किसी नेटवर्क की संरचना की एक विशेषता इसकी झिल्लियों में पॉलीसोम का लगाव है। इस वजह से, यह एक निश्चित श्रेणी के प्रोटीन को संश्लेषित करने का कार्य करता है जो मुख्य रूप से कोशिका से हटा दिए जाते हैं, उदाहरण के लिए, ग्रंथि कोशिकाओं द्वारा स्रावित। रफ नेटवर्क के क्षेत्र में प्रोटीन और लिपिड का निर्माण होता है। साइटोप्लाज्मिक झिल्लीऔर उनकी विधानसभा। एक स्तरित संरचना में सघन रूप से पैक, किसी न किसी नेटवर्क के गढ्ढे सबसे सक्रिय प्रोटीन संश्लेषण की साइट हैं और इन्हें कहा जाता है ergastoplasm।

चिकने साइटोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्लियां पॉलीसोम्स से रहित होती हैं। कार्यात्मक रूप से, यह नेटवर्क कार्बोहाइड्रेट, वसा और अन्य गैर-प्रोटीन पदार्थों के चयापचय से जुड़ा हुआ है, जैसे कि स्टेरॉयड हार्मोन (गोनाड, अधिवृक्क प्रांतस्था में)। नलिकाओं और कुंडों के माध्यम से, पदार्थ, विशेष रूप से, ग्रंथि कोशिका द्वारा स्रावित सामग्री, संश्लेषण के स्थल से पैकिंग क्षेत्र में कणिकाओं में चले जाते हैं। चिकनी नेटवर्क संरचनाओं से समृद्ध यकृत कोशिकाओं के क्षेत्रों में, हानिकारक पदार्थ नष्ट हो जाते हैं और बेअसर हो जाते हैं। जहरीला पदार्थकुछ दवाएं (बार्बिटुरेट्स)। धारीदार मांसपेशियों के चिकने नेटवर्क के पुटिकाओं और नलिकाओं में, कैल्शियम आयन जमा (जमा) होते हैं, जो संकुचन प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

राइबोसोम -यह 20-30 एनएम के व्यास वाला एक गोल राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन कण है। इसमें छोटी और बड़ी सबयूनिट्स होती हैं, जिनका संयोजन मैसेंजर (मैसेंजर) RNA (mRNA) की उपस्थिति में होता है। एक एमआरएनए अणु आमतौर पर मोतियों की एक स्ट्रिंग की तरह कई राइबोसोम को जोड़ता है। ऐसी संरचना कहलाती है बहुरूपी।पॉलीसोम स्वतंत्र रूप से साइटोप्लाज्म के जमीनी पदार्थ में स्थित होते हैं या किसी न किसी साइटोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्लियों से जुड़े होते हैं। दोनों ही मामलों में, वे सक्रिय प्रोटीन संश्लेषण के लिए एक साइट के रूप में कार्य करते हैं। भ्रूण के अविभेदित और में मुक्त और झिल्ली से जुड़े पॉलीसोम की संख्या के अनुपात की तुलना ट्यूमर कोशिकाएं, एक ओर, और एक वयस्क जीव की विशेष कोशिकाओं में, दूसरी ओर, इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि प्रोटीन हाइलोप्लाज्म के पॉलीसोम पर इस कोशिका की अपनी जरूरतों ("घर" उपयोग के लिए) के लिए बनते हैं, जबकि दानेदार नेटवर्क के पॉलीसोम्स, प्रोटीन संश्लेषित होते हैं जो कोशिका से उत्सर्जित होते हैं और शरीर की जरूरतों के लिए उपयोग किए जाते हैं (उदाहरण के लिए, पाचक एंजाइम, ब्रेस्ट मिल्क प्रोटीन)।

गोल्गी लैमेलर कॉम्प्लेक्सकई दसियों (आमतौर पर लगभग 20) से लेकर कई सैकड़ों और यहां तक ​​​​कि हजारों प्रति सेल तक के तानाशाहों के संग्रह द्वारा गठित।

तानाशाही(चित्र 2.6, ए) 3-12 चपटे डिस्क के आकार के गढ्ढों के ढेर द्वारा दर्शाया गया है, जिसके किनारों से पुटिकाएं (पुटिकाएं) बंद हैं। एक निश्चित क्षेत्र (स्थानीय) तक सीमित टैंकों का विस्तार बड़े बुलबुले (वैक्यूल) देता है। कशेरुकियों और मनुष्यों की विभेदित कोशिकाओं में, डिक्टायोसोम आमतौर पर साइटोप्लाज्म के पेरिन्यूक्लियर ज़ोन में इकट्ठे होते हैं। लैमेलर कॉम्प्लेक्स में, स्रावी पुटिकाएं या रिक्तिकाएं बनती हैं, जिनमें से सामग्री प्रोटीन और अन्य यौगिक हैं जिन्हें कोशिका से हटाया जाना है। उसी समय, रहस्य (अभियोग) का अग्रदूत, जो संश्लेषण क्षेत्र से तानाशाही में प्रवेश करता है, इसमें कुछ रासायनिक परिवर्तन होते हैं। यह "भागों" के रूप में भी अलग (पृथक) करता है, जो यहाँ एक झिल्लीदार म्यान में तैयार किए जाते हैं। लाइसोसोम लैमेलर कॉम्प्लेक्स में बनते हैं। तानाशाहों में, पॉलीसेकेराइड को संश्लेषित किया जाता है, साथ ही प्रोटीन (ग्लाइकोप्रोटीन) और वसा (ग्लाइकोलिपिड्स) के साथ उनके परिसरों को भी, जो तब कोशिका झिल्ली के ग्लाइकोकैलिक्स में पाया जा सकता है।

माइटोकॉन्ड्रिया के खोल में दो झिल्ली होते हैं जो रासायनिक संरचना, एंजाइमों के एक सेट और कार्यों में भिन्न होते हैं। आंतरिक झिल्ली पत्ती के आकार (cristae) या ट्यूबलर (नलिकाओं) के आकार का आक्रमण बनाती है। भीतरी झिल्ली से घिरा स्थान है आव्यूहअंग। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके इसमें 20-40 एनएम के व्यास वाले अनाज का पता लगाया जाता है। वे कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों के साथ-साथ ग्लाइकोजन जैसे पॉलीसेकेराइड जमा करते हैं।

मैट्रिक्स में अपना स्वयं का ऑर्गेनेल प्रोटीन जैवसंश्लेषण उपकरण होता है। यह एक गोलाकार और हिस्टोन-मुक्त (प्रोकैरियोट्स के रूप में) डीएनए अणु, राइबोसोम, परिवहन आरएनए (टीआरएनए) का एक सेट, डीएनए प्रतिकृति, प्रतिलेखन और वंशानुगत जानकारी के अनुवाद के लिए एंजाइमों की 2 प्रतियों द्वारा दर्शाया गया है। इसके मुख्य गुणों के संदर्भ में: राइबोसोम का आकार और संरचना, अपने स्वयं के वंशानुगत सामग्री का संगठन, यह उपकरण प्रोकैरियोट्स के समान है और एक यूकेरियोटिक कोशिका के साइटोप्लाज्म के प्रोटीन जैवसंश्लेषण के लिए उपकरण से भिन्न होता है (जो सहजीवी की पुष्टि करता है) माइटोकॉन्ड्रिया की उत्पत्ति की परिकल्पना; § 1.5 देखें)। स्व-डीएनए जीन माइटोकॉन्ड्रियल आरआरएनए और टीआरएनए के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों के साथ-साथ ऑर्गेनेल के कुछ प्रोटीनों के अमीनो एसिड अनुक्रमों को कूटबद्ध करते हैं, मुख्य रूप से इसकी आंतरिक झिल्ली। अधिकांश माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन के अमीनो एसिड अनुक्रम (प्राथमिक संरचना) डीएनए में एन्कोड किए गए हैं कोशिका केंद्रकऔर ऑर्गेनेल के बाहर साइटोप्लाज्म में बनते हैं।

मुख्य समारोहमाइटोकॉन्ड्रिया में कुछ से एंजाइमेटिक निष्कर्षण होता है रासायनिक पदार्थऊर्जा (उनके ऑक्सीकरण के माध्यम से) और जैविक रूप से प्रयोग करने योग्य रूप में ऊर्जा का संचय (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट -एटीपी के अणुओं के संश्लेषण के माध्यम से)। सामान्य तौर पर, इस प्रक्रिया को कहा जाता है ऑक्सीडेटिव(विघटन।मैट्रिक्स के घटक और आंतरिक झिल्ली माइटोकॉन्ड्रिया के ऊर्जा कार्य में सक्रिय रूप से शामिल होते हैं। यह इस झिल्ली के साथ है कि इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला (ऑक्सीकरण) और एटीपी सिंथेटेस जुड़े हुए हैं, एडीपी से एटीपी के ऑक्सीकरण से संबंधित फास्फारिलीकरण को उत्प्रेरित करते हैं। के बीच पार्श्व कार्यमाइटोकॉन्ड्रिया को स्टेरॉयड हार्मोन और कुछ अमीनो एसिड (ग्लूटामाइन) के संश्लेषण में भागीदारी कहा जा सकता है।

लाइसोसोम(चित्र 2.6, में) आमतौर पर 0.2-0.4 माइक्रोन के व्यास वाले बुलबुले होते हैं, जिनमें एसिड हाइड्रोलेस एंजाइम का एक सेट होता है जो हाइड्रोलाइटिक (में जलीय वातावरण) न्यूक्लिक एसिड, प्रोटीन, वसा, पॉलीसेकेराइड की दरार। उनका खोल एक एकल झिल्ली द्वारा बनता है, कभी-कभी एक रेशेदार प्रोटीन परत (इलेक्ट्रॉन विवर्तन पैटर्न "सीमाबद्ध" पुटिकाओं पर) के साथ बाहर की तरफ कवर किया जाता है। लाइसोसोम का कार्य विभिन्न का इंट्रासेल्युलर पाचन है रासायनिक यौगिकऔर संरचनाएं।

प्राथमिक लाइसोसोम(व्यास 100 एनएम) को निष्क्रिय ऑर्गेनेल कहा जाता है, माध्यमिक -ऑर्गेनेल जिसमें पाचन होता है। द्वितीयक लाइसोसोम प्राथमिक से बनते हैं। वे में विभाजित हैं हेटेरोलिसोसम(फागोलिसोसम्स) और ऑटोलिसोसम(साइटोलिसोसम)। पहले में (चित्र 2.6, जी) बाहर से कोशिका में प्रवेश करने वाली सामग्री पिनोसाइटोसिस और फागोसाइटोसिस द्वारा पच जाती है, दूसरे, कोशिका की अपनी संरचनाएँ जो अपना कार्य पूरा कर चुकी होती हैं, नष्ट हो जाती हैं। द्वितीयक लाइसोसोम, जिनमें पाचन क्रिया पूर्ण होती है, कहलाते हैं अवशिष्ट निकाय(टेलोलोसोम्स)। इनमें हाइड्रॉलिसिस की कमी होती है और इसमें अपचित सामग्री होती है।

माइक्रोबॉडी ऑर्गेनेल का एक समूह बनाते हैं। ये एक महीन दाने वाली मैट्रिक्स के साथ 0.1-1.5 माइक्रोन के व्यास के साथ एक झिल्ली द्वारा सीमित वेसिकल्स हैं और अक्सर क्रिस्टलॉयड या अनाकार प्रोटीन समावेशन होते हैं। इस समूह में शामिल हैं, विशेष रूप से, पेरोक्सीसोम्स।उनमें ऑक्सीडेज एंजाइम होते हैं जो हाइड्रोजन पेरोक्साइड के निर्माण को उत्प्रेरित करते हैं, जो विषाक्त होने के कारण पेरोक्साइड एंजाइम की क्रिया से नष्ट हो जाता है। ये प्रतिक्रियाएं विभिन्न चयापचय चक्रों में शामिल हैं, उदाहरण के लिए, विनिमय में यूरिक एसिडजिगर और गुर्दे की कोशिकाओं में। लीवर सेल में पेरोक्सीसोम की संख्या 70-100 तक पहुंच जाती है।

सामान्य महत्व के ऑर्गेनेल में झिल्ली से रहित साइटोप्लाज्म की कुछ स्थायी संरचनाएं भी शामिल हैं। सूक्ष्मनलिकाएं(चित्र 2.6, डी) - 24 एनएम के बाहरी व्यास, 15 एनएम के लुमेन की चौड़ाई और लगभग 5 एनएम की दीवार की मोटाई के साथ विभिन्न लंबाई के ट्यूबलर फॉर्मेशन। कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में या के रूप में मुक्त अवस्था में पाया जाता है संरचनात्मक तत्वफ्लैगेल्ला, सिलिया, माइटोटिक स्पिंडल, सेंट्रीओल्स। सिलिया, फ्लैगेल्ला और सेंट्रीओल्स के मुक्त सूक्ष्मनलिकाएं और सूक्ष्मनलिकाएं रासायनिक (कोल्सीसिन) जैसे हानिकारक प्रभावों के लिए अलग-अलग प्रतिरोध करती हैं। पोलीमराइजेशन द्वारा स्टीरियोटाइपिकल प्रोटीन सबयूनिट्स से माइक्रोट्यूबुल्स का निर्माण किया जाता है। एक जीवित कोशिका में, पोलीमराइज़ेशन प्रक्रियाएँ डीपोलीमराइज़ेशन प्रक्रियाओं के साथ-साथ आगे बढ़ती हैं। इन प्रक्रियाओं का अनुपात सूक्ष्मनलिकाएं की संख्या निर्धारित करता है। मुक्त अवस्था में, सूक्ष्मनलिकाएं एक सहायक कार्य करती हैं, कोशिकाओं के आकार का निर्धारण करती हैं, और इंट्रासेल्युलर घटकों के निर्देशित संचलन के कारक भी हैं।

माइक्रोफिलामेंट्स(चित्र 2.6, इ) लंबी, पतली संरचनाएं कहलाती हैं, कभी-कभी बंडल बनाती हैं और पूरे साइटोप्लाज्म में पाई जाती हैं। कई अलग-अलग प्रकार के माइक्रोफ़िल्मेंट्स हैं। एक्टिन माइक्रोफिलामेंट्सउनमें सिकुड़ा हुआ प्रोटीन (एक्टिन) की उपस्थिति के कारण, उन्हें प्रदान करने वाली संरचनाओं के रूप में माना जाता है कोशिका रूपअमीबिड जैसे आंदोलनों। उन्हें ऑर्गेनेल और हाइलोप्लाज्म के वर्गों के इंट्रासेल्युलर आंदोलनों के संगठन में एक फ्रेम भूमिका और भागीदारी का श्रेय भी दिया जाता है।

प्लास्मालेम्मा के तहत कोशिकाओं की परिधि के साथ-साथ पेरिन्यूक्लियर ज़ोन में, 10 एनएम मोटी माइक्रोफ़िल्मेंट्स के बंडल पाए जाते हैं - मध्यवर्ती फिल्टर।उपकला में, नर्वस, ग्लिअल, मांसपेशियों की कोशिकाएं, फाइब्रोब्लास्ट वे विभिन्न प्रोटीनों से निर्मित होते हैं। इंटरमीडिएट फिलामेंट्स स्पष्ट रूप से एक यांत्रिक, फ्रेम फ़ंक्शन करते हैं।

एक्टिन माइक्रोफाइब्रिल्स और इंटरमीडिएट फिलामेंट्स, जैसे सूक्ष्मनलिकाएं, सबयूनिट्स से निर्मित होते हैं। इस वजह से, उनकी संख्या पोलीमराइज़ेशन और डीपोलीमराइज़ेशन प्रक्रियाओं के अनुपात पर निर्भर करती है।

पशु कोशिकाओं के लिए, पौधों की कोशिकाओं के हिस्से, कवक और शैवाल, कोशिका केंद्र, जिसमें सेंट्रीओल्स होते हैं। तारककेंद्रक(अंतर्गत इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी) लगभग 150 एनएम के व्यास और 300-500 एनएम की लंबाई के साथ "खोखले" सिलेंडर का रूप है। इसकी दीवार 9 त्रिक में समूहीकृत 27 सूक्ष्मनलिकाएं द्वारा बनाई गई है। सेंट्रीओल्स का कार्य माइटोटिक स्पिंडल फिलामेंट्स का निर्माण है, जो सूक्ष्मनलिकाएं भी बनते हैं। सेंट्रीओल्स कोशिका विभाजन की प्रक्रिया का ध्रुवीकरण करते हैं, समसूत्रण के पश्चावस्था में बहन क्रोमैटिड्स (गुणसूत्रों) को अलग करना सुनिश्चित करते हैं।

यूकेरियोटिक कोशिका में इंट्रासेल्युलर फाइबर (कोल्टसोव) का एक सेलुलर कंकाल (साइटोस्केलेटन) होता है - 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में, इसे 1970 के अंत में फिर से खोजा गया था। यह संरचना कोशिका को अपना आकार देने की अनुमति देती है, कभी-कभी इसे बदल देती है। साइटोप्लाज्म गति में है। साइटोस्केलेटन ऑर्गेनेल के हस्तांतरण की प्रक्रिया में शामिल है, सेल पुनर्जनन में शामिल है।

माइटोकॉन्ड्रिया एक दोहरी झिल्ली (0.2-0.7 माइक्रोन) और के साथ जटिल संरचनाएं हैं अलग रूप. भीतरी झिल्ली में cristae होता है। बाहरी झिल्लीलगभग सभी रसायनों के लिए पारगम्य है, आंतरिक - केवल सक्रिय परिवहन। झिल्लियों के बीच मैट्रिक्स है। माइटोकॉन्ड्रिया स्थित हैं जहां ऊर्जा की आवश्यकता होती है। माइटोकॉन्ड्रिया में राइबोसोम की एक प्रणाली होती है, एक डीएनए अणु। उत्परिवर्तन हो सकता है (66 से अधिक रोग)। एक नियम के रूप में, वे अपर्याप्त एटीपी ऊर्जा से जुड़े होते हैं, जो अक्सर जुड़े होते हैं हृदय अपर्याप्तता, पैथोलॉजी। माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या भिन्न होती है (एक ट्रिपैनोसोम सेल में - 1 माइटोकॉन्ड्रिया)। राशि उम्र, कार्य, ऊतक गतिविधि (यकृत - 1000 से अधिक) पर निर्भर करती है।

लाइसोसोम एक प्राथमिक झिल्ली से घिरे हुए शरीर हैं। इसमें 60 एंजाइम (40 लाइसोसोमल, हाइड्रोलाइटिक) होते हैं। लाइसोसोम के अंदर एक तटस्थ वातावरण होता है। वे साइटोप्लाज्म (स्व-पाचन) को छोड़कर, कम पीएच मान से सक्रिय होते हैं। लाइसोसोम झिल्ली साइटोप्लाज्म और कोशिकाओं को विनाश से बचाती है। वे गोल्गी कॉम्प्लेक्स (इंट्रासेल्युलर पेट) में बनते हैं, वे उन कोशिकाओं को संसाधित कर सकते हैं जिन्होंने अपनी संरचनाओं का काम किया है)। 4 प्रकार हैं। 1-प्राथमिक, 2-4 - माध्यमिक। पदार्थ एंडोसाइटोसिस द्वारा कोशिका में प्रवेश करता है। एंजाइमों के एक सेट के साथ प्राथमिक लाइसोसोम (भंडारण ग्रेन्युल) पदार्थ को अवशोषित करता है और एक पाचन रिक्तिका बनता है (पूर्ण पाचन के साथ, विभाजन कम आणविक भार यौगिकों में जाता है)। अपचित बचा हुआअवशिष्ट निकायों में रहते हैं जो जमा हो सकते हैं (लाइसोसोमल स्टोरेज रोग)। अवशिष्ट निकाय जो भ्रूण की अवधि में जमा होते हैं, वे गार्गलिज़्म, विकृति और म्यूकोपॉलीसेकेराइडोज़ की ओर ले जाते हैं। Autophagic lysosomes कोशिका की अपनी संरचनाओं (अनावश्यक संरचनाओं) को नष्ट कर देते हैं। इसमें माइटोकॉन्ड्रिया, गोल्गी कॉम्प्लेक्स के हिस्से शामिल हो सकते हैं। अक्सर भुखमरी के दौरान बनता है। अन्य कोशिकाओं (एरिथ्रोसाइट्स) के संपर्क में आने पर हो सकता है।

12. कोशिका में सूचना, ऊर्जा और पदार्थ का प्रवाह।

जैविक गतिविधि की एक इकाई के रूप में एक सेल की महत्वपूर्ण गतिविधि समय और स्थान में आदेशित कुछ इंट्रासेल्युलर संरचनाओं तक सीमित परस्पर विनिमय (चयापचय) प्रक्रियाओं के एक सेट द्वारा सुनिश्चित की जाती है। ये प्रक्रियाएँ तीन धाराएँ बनाती हैं: सूचना, ऊर्जा और पदार्थ।

उपस्थिति के लिए धन्यवाद जानकारी का प्रवाहपूर्वजों के सदियों पुराने विकासवादी अनुभव के आधार पर, कोशिका एक ऐसी संरचना प्राप्त करती है जो जीवित रहने के मानदंडों को पूरा करती है, इसे समय पर बनाए रखती है, और इसे कई पीढ़ियों तक पहुंचाती है।

नाभिक (विशेष रूप से गुणसूत्रों का डीएनए), मैक्रोमोलेक्यूल्स जो साइटोप्लाज्म (एमआरएनए) को सूचना स्थानांतरित करते हैं, साइटोप्लाज्मिक अनुवाद उपकरण (राइबोसोम और पॉलीसोम, टीआरएनए, अमीनो एसिड सक्रियण एंजाइम) सूचना प्रवाह में भाग लेते हैं। इस प्रवाह के अंतिम चरण में, पॉलीसोम्स पर संश्लेषित पॉलीपेप्टाइड्स तृतीयक और चतुर्धातुक संरचनाओं का अधिग्रहण करते हैं और उत्प्रेरक या संरचनात्मक प्रोटीन (चित्र। 2.7) के रूप में उपयोग किए जाते हैं। परमाणु जीनोम के अलावा, जो मात्रा में निहित मुख्य जानकारी है, माइटोकॉन्ड्रिया के जीनोम भी यूकेरियोटिक कोशिकाओं और हरे पौधों में क्लोरोप्लास्ट में कार्य करते हैं।

चावल। 2.7। सेल में जैविक सूचना का प्रवाह

1801 में, विगिया ने जानवरों के ऊतकों की अवधारणा पेश की, लेकिन उन्होंने शारीरिक तैयारी के आधार पर ऊतकों को अलग कर दिया और माइक्रोस्कोप का उपयोग नहीं किया। जानवरों के ऊतकों की सूक्ष्म संरचना के बारे में विचारों का विकास मुख्य रूप से पुर्किंजे के शोध से जुड़ा है, जिन्होंने ब्रेस्लाउ में अपने स्कूल की स्थापना की थी।

पुर्किंजे और उनके छात्रों (विशेष रूप से जी वैलेन्टिन को अलग किया जाना चाहिए) ने सबसे पहले और सबसे अधिक खुलासा किया सामान्य रूप से देखेंस्तनधारियों (मनुष्यों सहित) के ऊतकों और अंगों की सूक्ष्म संरचना। पुर्किंजे और वैलेन्टिन ने विशेष सूक्ष्म पशु ऊतक संरचनाओं के साथ अलग-अलग पौधों की कोशिकाओं की तुलना की, जिसे पुर्किंजे ने अक्सर "बीज" कहा (कुछ जानवरों की संरचनाओं के लिए, "कोशिका" शब्द का इस्तेमाल उनके स्कूल में किया गया था)।

1837 में, पुर्किंजे ने प्राग में रिपोर्ट की एक श्रृंखला दी। उनमें, उन्होंने गैस्ट्रिक ग्रंथियों की संरचना पर अपनी टिप्पणियों की सूचना दी, तंत्रिका तंत्रआदि उसकी रिपोर्ट के साथ संलग्न तालिका में जंतु ऊतकों की कुछ कोशिकाओं के स्पष्ट चित्र दिए गए थे। फिर भी, पुर्किंजे पादप कोशिकाओं और जंतु कोशिकाओं की समरूपता स्थापित नहीं कर सके:

सबसे पहले, अनाज से उन्होंने या तो कोशिकाओं या कोशिका नाभिक को समझा;

दूसरे, "कोशिका" शब्द को तब शाब्दिक रूप से "दीवारों से घिरा स्थान" समझा जाता था। 3

पुर्किंजे ने पौधों की कोशिकाओं और जानवरों के "बीजों" की समानता के संदर्भ में तुलना की, न कि इन संरचनाओं की होमोलॉजी (आधुनिक अर्थों में "सादृश्य" और "होमोलॉजी" शब्दों को समझना)।

मुलर स्कूल और श्वान का काम

दूसरा स्कूल जहां जानवरों के ऊतकों की सूक्ष्म संरचना का अध्ययन किया गया था, वह बर्लिन में जोहान्स मुलर की प्रयोगशाला थी। मुलर ने पृष्ठीय स्ट्रिंग (रज्जु) की सूक्ष्म संरचना का अध्ययन किया; उनके छात्र हेनले ने आंतों के उपकला पर एक अध्ययन प्रकाशित किया, जिसमें उन्होंने इसके विभिन्न प्रकारों और उनकी कोशिकीय संरचना का विवरण दिया।

थियोडोर श्वान ने कोशिका सिद्धांत के सिद्धांतों को प्रतिपादित किया। यहां थियोडोर श्वान के शास्त्रीय अध्ययन किए गए, जिन्होंने कोशिका सिद्धांत की नींव रखी। श्वान का काम पुर्किंजे और हेनले के स्कूल से काफी प्रभावित था। श्वान ने पाया सही सिद्धांतपौधों की कोशिकाओं और जानवरों की प्राथमिक सूक्ष्म संरचनाओं की तुलना। श्वान होमोलॉजी स्थापित करने और पौधों और जानवरों की प्राथमिक सूक्ष्म संरचनाओं की संरचना और विकास में पत्राचार को साबित करने में सक्षम था।

श्वान कोशिका में नाभिक के महत्व को श्लीडेन के अध्ययन से प्रेरित किया गया था, जिन्होंने 1838 में "फाइटोजेनेसिस पर सामग्री" नामक कार्य प्रकाशित किया था। इसलिए, स्लेडेन को अक्सर कोशिका सिद्धांत का सह-लेखक कहा जाता है। कोशिका सिद्धांत का मूल विचार - पादप कोशिकाओं का पत्राचार और जानवरों की प्राथमिक संरचना - श्लेडेन के लिए अलग था। उन्होंने एक संरचनाहीन पदार्थ से नई कोशिका निर्माण का सिद्धांत तैयार किया, जिसके अनुसार, सबसे पहले, न्यूक्लियोलस सबसे छोटे ग्रैन्युलैरिटी से संघनित होता है, और इसके चारों ओर एक नाभिक बनता है, जो कोशिका का पूर्व (साइटोब्लास्ट) है। हालाँकि, यह सिद्धांत गलत तथ्यों पर आधारित था। 4

1838 में, श्वान ने 3 प्रारंभिक रिपोर्टें प्रकाशित कीं, और 1839 में उनका क्लासिक काम "जानवरों और पौधों की संरचना और विकास में पत्राचार पर सूक्ष्म अध्ययन" प्रकट हुआ, जिसके शीर्षक में कोशिका सिद्धांत का मुख्य विचार व्यक्त किया गया है :

पुस्तक के पहले भाग में पृष्ठरज्जु और उपास्थि की संरचना पर विचार किया गया है, जिससे पता चलता है कि उनकी प्रारंभिक संरचनाएँ - कोशिकाएँ उसी तरह विकसित होती हैं। इसके अलावा, वह साबित करता है कि जानवरों के जीवों के अन्य ऊतकों और अंगों की सूक्ष्म संरचनाएं भी कोशिकाएं हैं, जो उपास्थि और कॉर्ड की कोशिकाओं के साथ काफी तुलनीय हैं।

पुस्तक का दूसरा भाग पादप कोशिकाओं और जंतु कोशिकाओं की तुलना करता है और उनके अनुरूपता दिखाता है।

तीसरा भाग सैद्धांतिक प्रावधानों को विकसित करता है और कोशिका सिद्धांत के सिद्धांतों को तैयार करता है। यह श्वान का शोध था जिसने सेलुलर सिद्धांत को औपचारिक रूप दिया और (उस समय के ज्ञान के स्तर पर और कई त्रुटियों के साथ) जानवरों और पौधों की प्राथमिक संरचना की एकता को साबित किया।

कोशिका सिद्धांत 1839 में वैज्ञानिक टी. श्वान द्वारा प्रतिपादित किया गया था। 2. सभी एककोशिकीय और बहुकोशिकीय जीवों की कोशिकाएं उनकी संरचना, रासायनिक संरचना, महत्वपूर्ण गतिविधि और चयापचय की मुख्य अभिव्यक्तियों में समान (होमोलॉजी) हैं; 3. कोशिका प्रजनन उनके विभाजन के माध्यम से होता है, प्रत्येक नई कोशिका मूल (माँ) कोशिका के विभाजन के परिणामस्वरूप बनती है; 3. जटिल बहुकोशिकीय जीवों में, कोशिकाएं अपने कार्यों में विशिष्ट होती हैं और ऊतक बनाती हैं; ऊतकों में ऐसे अंग होते हैं जो बारीकी से परस्पर जुड़े होते हैं और तंत्रिका और हास्य नियमन के अधीन होते हैं। कोशिकीय संगठन के प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक प्रकारों को आवंटित करें। प्रोकैरियोटिक प्रकार की कोशिकाओं को छोटे आकार, एक अलग नाभिक की अनुपस्थिति की विशेषता होती है, ताकि डीएनए के रूप में आनुवंशिक सामग्री एक झिल्ली द्वारा साइटोप्लाज्म से अलग न हो। आनुवंशिक तंत्र को एकल रिंग क्रोमोसोम के डीएनए द्वारा दर्शाया जाता है, जो मुख्य प्रोटीन से रहित होता है - हिस्टोन (हिस्टोन सेल नाभिक के प्रोटीन होते हैं)। प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक कोशिकाओं में हिस्टोन की उपस्थिति में अंतर आनुवंशिक सामग्री के कार्य के नियमन के विभिन्न तंत्रों का संकेत देते हैं। प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में कोशिका केंद्र का अभाव होता है। माँ से दो संतति कोशिकाओं के निर्माण में लगने वाला समय (पीढ़ी का समय) अपेक्षाकृत कम होता है और दसियों मिनट का होता है। प्रोकैरियोटिक कोशिका प्रकार में बैक्टीरिया और नीले-हरे शैवाल शामिल हैं। यूकेरियोटिक प्रकार के सेलुलर संगठन को दो उपप्रकारों द्वारा दर्शाया गया है। प्रोटोजोआ जीवों की एक विशेषता यह है कि वे (औपनिवेशिक रूपों को छोड़कर) संरचनात्मक रूप से एक कोशिका के स्तर के अनुरूप होते हैं, और शारीरिक रूप से एक पूर्ण व्यक्ति के अनुरूप होते हैं। पारंपरिक प्रस्तुति में, एक पौधे या पशु जीव की एक कोशिका को एक वस्तु के रूप में वर्णित किया जाता है, जिसे एक खोल द्वारा सीमांकित किया जाता है, जिसमें नाभिक और साइटोप्लाज्म पृथक होते हैं।

4. एक खुली प्रणाली के रूप में सेल। कोशिका में सूचना, ऊर्जा और पदार्थ का प्रवाह। ऊर्जा और प्लास्टिक चयापचय में इंट्रासेल्युलर संरचनाओं की भूमिका।

कोशिका एक प्राथमिक जीवित प्रणाली है। कोशिका स्तर पर, जीवित पदार्थ के अधिकांश मूल गुण प्रकट होते हैं - चयापचय और ऊर्जा, वृद्धि, विकास, जलन, आत्म-प्रजनन। कोशिका न केवल संरचना की इकाई है, बल्कि कार्यप्रणाली की भी इकाई है। इसकी सभी प्रणालियाँ आपस में जुड़ी हुई हैं और समग्र रूप से कार्य करती हैं। इस प्रकार, एक कोशिका एक खुली जैविक प्रणाली है, जीवन की सबसे छोटी इकाई - कार्यप्रणाली की संरचना, जीवों के प्रजनन और पर्यावरण के साथ उनके संबंध की एक इकाई। सूचना के प्रवाह की उपस्थिति के कारण, एक कोशिका एक संरचना प्राप्त करती है जो एक जीवित चीज़ के मानदंडों को पूरा करती है, इसे समय पर बनाए रखती है, और इसे कई पीढ़ियों में प्रसारित करती है। इस प्रवाह में नाभिक, मैक्रोमोलेक्यूल्स शामिल होते हैं जो साइटोप्लाज्म (एमआरएनए), ट्रांसक्रिप्शन के साइटोप्लाज्मिक उपकरण (राइबोसोम और पॉलीसोम, टीआरएनए, अमीनो एसिड सक्रियण एंजाइम) को जानकारी देते हैं। बाद में, पॉलीसोम्स पर संश्लेषित पॉलीपेप्टाइड एक तृतीयक और चतुर्धातुक संरचना प्राप्त करते हैं और उत्प्रेरक या संरचनात्मक प्रोटीन के रूप में उपयोग किए जाते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया के जीनोम भी कार्य करते हैं, और हरे पौधों में - क्लोरोप्लास्ट के। ऊर्जा का प्रवाह ऊर्जा आपूर्ति के तंत्र - किण्वन, फोटो - या केमोसिंथेसिस, श्वसन द्वारा प्रदान किया जाता है। श्वसन चयापचय में ग्लूकोज, फैटी एसिड, अमीनो एसिड के रूप में कम कैलोरी वाले कार्बनिक "ईंधन" को विभाजित करने की प्रतिक्रियाएं शामिल हैं, एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) के रूप में उच्च-कैलोरी सेलुलर "ईंधन" बनाने के लिए जारी ऊर्जा का उपयोग। विभिन्न प्रक्रियाओं में एटीपी की ऊर्जा एक या दूसरे प्रकार के कार्यों में परिवर्तित हो जाती है - रासायनिक (संश्लेषण), आसमाटिक (पदार्थों की सांद्रता में अंतर बनाए रखना), विद्युत, यांत्रिक, नियामक। अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस ग्लूकोज के अनॉक्सी टूटने की प्रक्रिया है। प्रकाश संश्लेषण - ऊर्जा रूपांतरण तंत्र सूरज की रोशनीकार्बनिक पदार्थों के रासायनिक बंधों की ऊर्जा में। श्वसन चयापचय एक साथ पदार्थों के प्रवाह में अग्रणी कड़ी का गठन करता है जो कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन, वसा और न्यूक्लिक एसिड के टूटने और गठन के लिए चयापचय मार्गों को जोड़ता है।