घर के बाहर कोशिकाद्रव्य की झिल्लीपतली फिल्म है। इसकी मोटाई लगभग 7-10 एनएम है। फिल्म में ही देखा जाता है इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी. अगला, विचार करें कि साइटोप्लाज्मिक झिल्ली क्या है। लेख में फिल्म कार्यों का भी वर्णन किया जाएगा।
संरचना
साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की संरचना क्या है? फिल्म की संरचना काफी विविध है। के अनुसार रासायनिक संगठन, यह प्रोटीन और लिपिड का एक जटिल है। कोशिका के साइटोप्लाज्मिक झिल्ली में एक बाइलेयर शामिल होता है। यह एक नींव के रूप में कार्य करता है। इसके अलावा, साइटोप्लाज्मिक झिल्ली में कोलेस्ट्रॉल और ग्लाइकोलिपिड्स होते हैं। ये पदार्थ उभयचर हैं। दूसरे शब्दों में, उनके पास हाइड्रोफोबिक ("गीला-भय") और हाइड्रोफिलिक ("पानी से प्यार") समाप्त होता है। बाद वाले (फॉस्फेट समूह) को झिल्ली से बाहर की ओर निर्देशित किया जाता है, बाद वाले (अवशेषों से वसायुक्त अम्ल) एक दूसरे की ओर उन्मुख हैं। इसके कारण एक लिपिड बाइपोलर परत बनती है। लिपिड अणु मोबाइल हैं। वे अपने मोनोलेयर में या (जो दुर्लभ है) एक से दूसरे में जाने में सक्षम हैं। 
लिपिड परत एक ठोस या तरल क्रिस्टल की स्थिति में हो सकती है। मोनोलेयर्स असममित हैं। इसका मतलब है कि उनके पास लिपिड की एक अलग संरचना है। इस संपत्ति के कारण, साइटोप्लाज्मिक झिल्लियों में एक कोशिका के भीतर भी विशिष्टता होती है। प्रोटीन फिल्म का दूसरा अनिवार्य घटक है। इनमें से कई यौगिक झिल्ली तल में घूम सकते हैं या अपनी धुरी पर घूम सकते हैं। हालांकि, वे बिलीयर के एक हिस्से से दूसरे हिस्से में जाने में सक्षम नहीं हैं। सुरक्षा आंतरिक पर्यावरण- मुख्य कार्य जो साइटोप्लाज्मिक झिल्ली करता है। इसके अलावा, फिल्म की संरचना प्रवाह प्रदान करती है विभिन्न प्रक्रियाएँ. प्रोटीन कुछ कार्यों को करने के लिए जिम्मेदार होते हैं। लिपिड के लिए धन्यवाद, फिल्म की संरचनात्मक विशेषताएं प्रदान की जाती हैं।
साइटोप्लाज्मिक झिल्ली: कार्य
मुख्य कार्य हैं:
- रुकावट. सुरक्षात्मक फिल्म कनेक्शन के सक्रिय, निष्क्रिय, चयनात्मक, विनियमित विनिमय प्रदान करती है बाहरी वातावरण. चयनात्मक पारगम्यता के कारण, सेल और उसके कक्षों को अलग किया जाता है और आवश्यक पदार्थों की आपूर्ति की जाती है।
- परिवहन. फिल्म के माध्यम से, कोशिका से कोशिका में यौगिकों का संक्रमण होता है। इसके लिए धन्यवाद, पोषक तत्व यौगिकों को वितरित किया जाता है, चयापचय के अंत उत्पादों को हटा दिया जाता है, और स्राव होता है। विभिन्न पदार्थ. इसके अलावा, आयनिक ग्रेडियेंट बनते हैं, और आयनिक एकाग्रता और पीएच इष्टतम स्तर पर बनाए रखा जाता है। वे सेल एंजाइम की सक्रिय गतिविधि के लिए आवश्यक हैं।
सहायक कार्य
विशेष गुण
झिल्ली के विशिष्ट कार्यों में शामिल हैं:
अतिरिक्त जानकारी
यदि, एक कारण या किसी अन्य के लिए, कुछ कण फॉस्फोलिपिड बाईलेयर से गुजरने में सक्षम नहीं हैं (उदाहरण के लिए, हाइड्रोफिलिक गुणों के कारण, चूंकि साइटोप्लाज्मिक झिल्ली अंदर हाइड्रोफोबिक है और ऐसे यौगिकों को गुजरने की अनुमति नहीं देता है, या क्योंकि बड़े आकारकण स्वयं), लेकिन वे आवश्यक हैं, वे विशेष वाहक प्रोटीन (ट्रांसपोर्टर) और चैनल प्रोटीन की सहायता से गुजर सकते हैं। या उनकी पैठ एंडोसाइटोसिस के माध्यम से की जाती है। 
निष्क्रिय परिवहन की प्रक्रिया में, पदार्थ विसरण द्वारा लिपिड परत को पार करते हैं। इस मामले में, कोई ऊर्जा बर्बाद नहीं होती है। सुगम प्रसार इस तरह के तंत्र के प्रकारों में से एक के रूप में काम कर सकता है। इसके दौरान, कुछ विशिष्ट अणु पदार्थ के पारित होने की सुविधा प्रदान करते हैं। इसमें एक चैनल हो सकता है जो केवल उसी प्रकार के कणों को पारित करने में सक्षम हो। सक्रिय परिवहन ऊर्जा की खपत करता है। यह इस तथ्य के कारण है कि यह प्रक्रिया एकाग्रता प्रवणता के विरुद्ध की जाती है। साइटोप्लाज्मिक झिल्ली में एटीपीस सहित विशेष पंप प्रोटीन होते हैं, जो पोटेशियम के सक्रिय प्रवेश और सोडियम आयनों के उत्सर्जन को बढ़ावा देते हैं।
मॉडल
उनमें से कई हैं:
- "सैंडविच मॉडल". सभी झिल्लियों की तीन-परत संरचना का विचार 1935 में वैज्ञानिकों डावसन और डेनियल द्वारा व्यक्त किया गया था। उनकी राय में, फिल्म की संरचना इस प्रकार थी: प्रोटीन-लिपिड-प्रोटीन। यह विचार लंबे समय से आसपास रहा है।
- "तरल-मोज़ेक संरचना"।इस मॉडल का वर्णन निकोलसन और सिंगर ने 1972 में किया था। इसके अनुसार, प्रोटीन अणु एक सतत परत नहीं बनाते हैं, लेकिन एक द्विध्रुवीय लिपिड परत में मोज़ेक के रूप में अलग-अलग गहराई तक डूबे रहते हैं। इस मॉडल को सबसे बहुमुखी माना जाता है।
- "प्रोटीन-क्रिस्टल संरचना"।इस मॉडल के अनुसार, झिल्ली का निर्माण प्रोटीन और लिपिड अणुओं के अंतर्संबंध के कारण होता है, जो हाइड्रोफिलिक-हाइड्रोफोबिक बॉन्ड के आधार पर संयुक्त होते हैं।
यह इस तरह से विकसित हुआ कि इसकी प्रत्येक प्रणाली का कार्य उन कोशिकाओं के योग के कार्य का परिणाम था जो इस प्रणाली के अंगों और ऊतकों को बनाते हैं। शरीर की प्रत्येक कोशिका में संरचनाओं और तंत्रों का एक समूह होता है जो इसे अपना चयापचय करने और अपना कार्य करने की अनुमति देता है।
सेल में शामिल हैसाइटोप्लाज्मिक या सतह झिल्ली; साइटोप्लाज्म, जिसमें कई ऑर्गेनेल, समावेशन, साइटोस्केलेटन के तत्व हैं; नाभिक युक्त परमाणु जीनोम। सेल ऑर्गेनेल और न्यूक्लियस को आंतरिक झिल्ली द्वारा साइटोप्लाज्म में सीमांकित किया जाता है। कोशिका की प्रत्येक संरचना इसमें अपना कार्य करती है, और ये सभी मिलकर कोशिका की व्यवहार्यता और इसके विशिष्ट कार्यों के प्रदर्शन को सुनिश्चित करते हैं।
क्रियान्वयन में मुख्य भूमिका सेलुलर कार्य और उनका विनियमन कोशिका के साइटोप्लाज्मिक झिल्ली से संबंधित है।
साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की संरचना के सामान्य सिद्धांत
सभी कोशिका झिल्ली समान संरचनात्मक सिद्धांत साझा करते हैं।(चित्र 1), जिस पर आधारित है भौतिक रासायनिक विशेषताएंजटिल लिपिड और प्रोटीन जो उनकी संरचना बनाते हैं। कोशिका झिल्ली एक जलीय माध्यम में स्थित हैं, और उनके संरचनात्मक संगठन को प्रभावित करने वाली भौतिक-रासायनिक घटनाओं को समझने के लिए, पानी के अणुओं के साथ और एक दूसरे के साथ लिपिड और प्रोटीन अणुओं की बातचीत का वर्णन करना उपयोगी है। कोशिका झिल्लियों के कई गुण भी इस अंतःक्रिया पर विचार करते हैं।
यह ज्ञात है कि एक कोशिका की प्लाज्मा झिल्ली को जटिल लिपिड की एक दोहरी परत द्वारा दर्शाया जाता है जो कोशिका की पूरी लंबाई में सतह को कवर करती है। एक लिपिड बाईलेयर बनाने के लिए, प्रकृति द्वारा केवल उन लिपिड अणुओं का चयन किया जा सकता है जिनमें एम्फीफिलिक (एम्फीपैथिक) गुण होते हैं और इसकी संरचना में शामिल होते हैं। फॉस्फोलिपिड्स और कोलेस्ट्रॉल के अणु इन शर्तों को पूरा करते हैं। उनके गुण ऐसे होते हैं कि अणु के एक भाग (फॉस्फोलिपिड्स के लिए ग्लिसरॉल और कोलेस्ट्रॉल के लिए साइक्लोपेंटेन) में ध्रुवीय (हाइड्रोफिलिक) गुण होते हैं, और दूसरे (फैटी एसिड रेडिकल्स) में नॉनपोलर (हाइड्रोफोबिक) गुण होते हैं।
चावल। 1. कोशिका के साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की संरचना।
यदि एक निश्चित संख्या में फॉस्फोलिपिड्स और कोलेस्ट्रॉल के अणुओं को एक जलीय माध्यम में रखा जाता है, तो वे अनायास क्रमबद्ध संरचनाओं में इकट्ठा होने लगेंगे और बंद बुलबुले बनेंगे ( लिपिड) जिसमें भाग संलग्न है जलीय वातावरण, और सतह एक सतत दोहरी परत से ढकी हो जाती है ( दोहरी परत) फॉस्फोलिपिड अणु और कोलेस्ट्रॉल। इस बिलीयर में फॉस्फोलिपिड्स और कोलेस्ट्रॉल अणुओं की स्थानिक व्यवस्था की प्रकृति पर विचार करते समय, यह स्पष्ट है कि इन पदार्थों के अणु अपने हाइड्रोफिलिक भागों के साथ बाहरी और आंतरिक जल स्थानों की ओर स्थित हैं, और हाइड्रोफोबिक - विपरीत दिशाओं में - बाइलर के अंदर .
क्या कारण है कि इन लिपिडों के अणु एक जलीय माध्यम में द्विपरत संरचना के समान स्वचालित रूप से द्विपरत संरचना बनाते हैं कोशिका झिल्ली? एक जलीय माध्यम में एम्फीफिलिक लिपिड अणुओं की स्थानिक व्यवस्था ऊष्मप्रवैगिकी की आवश्यकताओं में से एक द्वारा निर्धारित होती है। एक जलीय माध्यम में लिपिड अणु बनने वाली सबसे संभावित स्थानिक संरचना होगी न्यूनतम मुक्त ऊर्जा के साथ संरचना.
पानी में लिपिड की स्थानिक संरचना में इस तरह की न्यूनतम मुक्त ऊर्जा तब प्राप्त होगी जब अणुओं के हाइड्रोफिलिक और हाइड्रोफोबिक दोनों गुणों को संबंधित इंटरमॉलिक्युलर बॉन्ड के रूप में महसूस किया जाता है।
पानी में जटिल एम्फीफिलिक लिपिड अणुओं के व्यवहार पर विचार करते समय, कुछ कोशिका झिल्ली के गुण. ह ज्ञात है कि यदि प्लाज्मा झिल्ली यांत्रिक रूप से क्षतिग्रस्त है(उदाहरण के लिए, इसे एक इलेक्ट्रोड के साथ छेदें या एक पंचर के माध्यम से नाभिक को हटा दें और सेल में एक और नाभिक रखें), फिर एक पल में लिपिड और पानी के अंतर-आणविक संपर्क की शक्तियों के कारण झिल्ली अनायास अखंडता बहाल कर देगी. समान बलों के प्रभाव में, कोई भी देख सकता है संपर्क में आने पर दो झिल्लियों की दोहरी परतों का संलयन(उदाहरण के लिए, सिनैप्स में पुटिका और प्रीसानेप्टिक झिल्ली)। झिल्लियों की उनके सीधे संपर्क में विलय करने की क्षमता झिल्ली संरचना नवीकरण के तंत्र का हिस्सा है, एक उपकोशिकीय स्थान से दूसरे तक झिल्ली घटकों का परिवहन, और एंडो- और एक्सोसाइटोसिस के तंत्र का भी हिस्सा है।
लिपिड बाईलेयर में इंटरमॉलिक्युलर बॉन्ड की ऊर्जाबहुत कम, इसलिए, झिल्ली में लिपिड और प्रोटीन अणुओं के तेजी से संचलन के लिए और इसके संपर्क में आने पर झिल्ली की संरचना को बदलने के लिए स्थितियां बनाई जाती हैं यांत्रिक बल, दबाव, तापमान और अन्य कारक। झिल्ली में एक डबल लिपिड परत की उपस्थिति एक बंद स्थान बनाती है, साइटोप्लाज्म को आसपास के जलीय वातावरण से अलग करती है और कोशिका झिल्ली के माध्यम से पानी और उसमें घुलनशील पदार्थों के मुक्त मार्ग के लिए एक बाधा पैदा करती है। लिपिड बाईलेयर की मोटाई लगभग 5 एनएम है।
कोशिका झिल्लियों में भी प्रोटीन होते हैं। उनके अणु झिल्लीदार लिपिड के अणुओं की तुलना में आयतन और द्रव्यमान में 40-50 गुना बड़े होते हैं। प्रोटीन के कारण झिल्ली की मोटाई 7-10 एनएम तक पहुंच जाती है। इस तथ्य के बावजूद कि अधिकांश झिल्लियों में प्रोटीन और लिपिड का कुल द्रव्यमान लगभग बराबर होता है, झिल्ली में प्रोटीन अणुओं की संख्या लिपिड अणुओं की तुलना में दस गुना कम होती है।
क्या होगा यदि प्रोटीन अणु को लाइपोसोम के फास्फोलिपिड बिलेयर में रखा जाए, बाहरी और आंतरिक सतहोंजो ध्रुवीय हैं, और इंट्रालिपिड गैर-ध्रुवीय हैं? लिपिड, प्रोटीन और पानी के इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन की ताकतों के प्रभाव में, ऐसी स्थानिक संरचना का निर्माण होगा जिसमें पेप्टाइड श्रृंखला के गैर-ध्रुवीय क्षेत्र लिपिड बाईलेयर की गहराई में बसने की प्रवृत्ति रखते हैं, जबकि ध्रुवीय वाले द्विपरत की सतहों में से एक पर स्थिति ले लेंगे और उन्हें लिपोसोम के बाहरी या आंतरिक जलीय वातावरण में डुबोया भी जा सकता है। प्रोटीन अणुओं की व्यवस्था की एक समान प्रकृति कोशिका झिल्लियों के लिपिड द्विस्तर में भी होती है (चित्र 1)।
आमतौर पर, प्रोटीन अणु एक दूसरे से अलग झिल्ली में स्थानीयकृत होते हैं। लिपिड बाईलेयर के गैर-ध्रुवीय भाग में उत्पन्न होने वाले प्रोटीन अणु (लिपिड-लिपिड, लिपिड-प्रोटीन इंटरैक्शन) के लिपिड अणुओं के हाइड्रोकार्बन रेडिकल्स और गैर-ध्रुवीय क्षेत्रों के बीच हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन की बहुत कमजोर ताकतें थर्मल प्रसार की प्रक्रियाओं को नहीं रोकती हैं। ये अणु द्विपरत संरचना में होते हैं।
जब कोशिका झिल्लियों की संरचना का सूक्ष्म शोध विधियों द्वारा अध्ययन किया गया, तो यह पता चला कि यह जलीय वातावरण में फास्फोलिपिड्स, कोलेस्ट्रॉल और प्रोटीन द्वारा अनायास बनने वाले के समान है। 1972 में, सिंगर और निकोल्स ने कोशिका झिल्ली की संरचना का एक द्रव-मोज़ेक मॉडल प्रस्तावित किया और इसके बुनियादी सिद्धांतों को तैयार किया।
इस मॉडल के अनुसार, सभी कोशिका झिल्लियों का संरचनात्मक आधार फॉस्फोलिपिड्स, कोलेस्ट्रॉल, ग्लाइकोलिपिड्स के एम्फीपैथिक अणुओं की एक तरल जैसी निरंतर दोहरी परत है, जो इसे जलीय वातावरण में अनायास बनाती है। लिपिड बाईलेयर में, प्रोटीन अणु विषम रूप से स्थित होते हैं जो विशिष्ट रिसेप्टर, एंजाइमैटिक और ट्रांसपोर्ट फ़ंक्शन करते हैं। प्रोटीन और लिपिड अणु मोबाइल हैं और घूर्णी गति कर सकते हैं, बिलीयर के विमान में फैल सकते हैं। प्रोटीन अणु अपनी स्थानिक संरचना (संरचना) को बदलने में सक्षम होते हैं, झिल्ली के लिपिड बिलेयर में अपनी स्थिति को बदलते हैं और बदलते हैं, अलग-अलग गहराई तक उतरते हैं या इसकी सतह तक तैरते हैं। झिल्ली के लिपिड बाईलेयर की संरचना विषम है। इसके क्षेत्र (डोमेन) हैं जिन्हें "राफ्ट्स" कहा जाता है, जो स्फिंगोलिपिड्स और कोलेस्ट्रॉल से समृद्ध होते हैं। "राफ्ट्स" शेष झिल्ली की स्थिति से चरण अवस्था में भिन्न होते हैं जिसमें वे स्थित होते हैं। झिल्लियों की संरचनात्मक विशेषताएं उनके द्वारा किए जाने वाले कार्य और कार्यात्मक स्थिति पर निर्भर करती हैं।
कोशिका झिल्लियों की संरचना के अध्ययन ने पुष्टि की कि उनके मुख्य घटक लिपिड हैं, जो प्लाज्मा झिल्ली के द्रव्यमान का लगभग 50% बनाते हैं। झिल्ली द्रव्यमान का लगभग 40-48% प्रोटीन और 2-10% कार्बोहाइड्रेट द्वारा होता है। कार्बोहाइड्रेट के अवशेष या तो प्रोटीन में शामिल होते हैं, ग्लाइकोप्रोटीन बनाते हैं, या लिपिड, ग्लाइकोलिपिड्स बनाते हैं। फास्फोलिपिड्स मुख्य संरचनात्मक लिपिड हैं प्लाज्मा झिल्लीऔर उनके द्रव्यमान का 30-50% बनाते हैं।
ग्लाइकोलिपिड अणुओं के कार्बोहाइड्रेट अवशेष आमतौर पर झिल्ली की बाहरी सतह पर स्थित होते हैं और एक जलीय माध्यम में डूबे रहते हैं। वे खेल रहे हैं महत्वपूर्ण भूमिकाप्रतिरक्षा प्रणाली की कोशिकाओं द्वारा इंटरसेलुलर, सेल-मैट्रिक्स इंटरैक्शन और एंटीजन की पहचान में। फॉस्फोलिपिड बाईलेयर में एम्बेडेड कोलेस्ट्रॉल अणु फॉस्फोलिपिड्स के फैटी एसिड चेन और उनके लिक्विड क्रिस्टल स्टेट की व्यवस्थित व्यवस्था को बनाए रखने में योगदान करते हैं। फॉस्फोलिपिड्स में फैटी एसिड के एसाइल रेडिकल्स की उच्च संचलन गतिशीलता के कारण, वे लिपिड बाइलेयर की ढीली पैकिंग बनाते हैं, और इसमें संरचनात्मक दोष बन सकते हैं।
प्रोटीन अणु पूरे झिल्ली को भेदने में सक्षम होते हैं ताकि उनके अंत खंड अनुप्रस्थ सीमा से बाहर निकल जाएं। ऐसे प्रोटीन कहलाते हैं ट्रांसमेम्ब्रेन, या अभिन्न. झिल्लियों में प्रोटीन भी होते हैं जो केवल आंशिक रूप से झिल्ली में डूबे होते हैं या इसकी सतह पर स्थित होते हैं।
अनेक झिल्ली के विशिष्ट कार्यप्रोटीन अणुओं द्वारा निर्धारित किया जाता है, जिसके लिए लिपिड मैट्रिक्स एक प्रत्यक्ष माइक्रोएन्वायरमेंट है और प्रोटीन अणुओं द्वारा कार्यों का कार्यान्वयन इसके गुणों पर निर्भर करता है। झिल्ली प्रोटीन के सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से, निम्नलिखित को अलग किया जा सकता है: रिसेप्टर - ऐसे सिग्नल अणुओं को न्यूरोट्रांसमीटर, हार्मोन, इंजेरल्यूकिन्स, विकास कारक, और सेल के पोस्ट-रिसेप्टर संरचनाओं के लिए सिग्नल ट्रांसमिशन के रूप में बाध्यकारी; एंजाइमैटिक - इंट्रासेल्युलर प्रतिक्रियाओं का कटैलिसीस; संरचनात्मक - झिल्ली की संरचना के निर्माण में ही भागीदारी; परिवहन - झिल्लियों के माध्यम से पदार्थों का स्थानांतरण; चैनल बनाना - आयनिक और जल चैनलों का निर्माण। प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट के साथ मिलकर आसंजन-चिपकने, कोशिकाओं के ग्लूइंग के कार्यान्वयन में शामिल होते हैं प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाएंपरतों और ऊतकों में कोशिकाओं का संयोजन, बाह्य मैट्रिक्स के साथ कोशिकाओं की बातचीत सुनिश्चित करता है।
झिल्ली प्रोटीन (रिसेप्टर्स, एंजाइम, वाहक) की कार्यात्मक गतिविधि सिग्नलिंग अणुओं के साथ बातचीत करते समय उनकी स्थानिक संरचना (संरचना) को आसानी से बदलने की उनकी क्षमता से निर्धारित होती है, भौतिक कारकया माइक्रोएन्वायरमेंट के पर्यावरण के गुणों को बदलना। प्रोटीन की संरचना में इन संरूपण परिवर्तनों को पूरा करने के लिए आवश्यक ऊर्जा दोनों परस्पर क्रिया के इंट्रामोल्युलर बलों पर निर्भर करती है व्यक्तिगत खंडपेप्टाइड श्रृंखला, और सीधे प्रोटीन के आसपास झिल्लीदार लिपिड की तरलता (सूक्ष्म चिपचिपापन) की डिग्री।
ग्लाइकोलिपिड्स और ग्लाइकोप्रोटीन के रूप में कार्बोहाइड्रेट झिल्ली द्रव्यमान का केवल 2-10% बनाते हैं; में उनकी संख्या विभिन्न कोशिकाएंपरिवर्तनशील। उनके लिए धन्यवाद, कुछ प्रकार के इंटरसेलुलर इंटरैक्शन किए जाते हैं, वे सेल द्वारा विदेशी एंटीजन की मान्यता में भाग लेते हैं और प्रोटीन के साथ मिलकर अपने स्वयं के सेल की सतह झिल्ली की एक प्रकार की एंटीजेनिक संरचना बनाते हैं। ऐसे प्रतिजनों द्वारा, कोशिकाएं एक दूसरे को पहचानती हैं, ऊतक में एकजुट होती हैं और छोटी अवधिएक दूसरे को सिग्नलिंग अणु पास करने के लिए एक साथ रहना।
झिल्ली में शामिल पदार्थों की कम अंतःक्रियात्मक ऊर्जा और उनकी व्यवस्था के सापेक्ष क्रम के कारण, कोशिका झिल्ली कई गुणों और कार्यों को प्राप्त कर लेती है, जिन्हें इसे बनाने वाले पदार्थों के गुणों के एक साधारण योग में कम नहीं किया जा सकता है। झिल्ली पर नगण्य प्रभाव, प्रोटीन और लिपिड के इंटरमॉलिक्युलर बॉन्ड की ऊर्जा के बराबर, प्रोटीन अणुओं की संरचना में बदलाव, आयन चैनलों की पारगम्यता, झिल्ली रिसेप्टर्स के गुणों में परिवर्तन और अन्य कई कार्यों को जन्म दे सकता है। झिल्ली और स्वयं कोशिका। उच्च संवेदनशील सरंचनात्मक घटकप्लाज्मा झिल्ली होती है महत्वपूर्णसूचना संकेतों की सेल की धारणा और सेल प्रतिक्रियाओं में उनका परिवर्तन।
कोशिका के साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के कार्य
साइटोप्लाज्मिक झिल्ली कई कार्य करती है जो कोशिका की महत्वपूर्ण आवश्यकताएं प्रदान करती हैं।और, विशेष रूप से, सेल द्वारा सूचना संकेतों की धारणा और प्रसारण के लिए आवश्यक कई कार्य।
प्लाज्मा झिल्ली के सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से हैं:
- सेलुलर सामग्री और बाह्य अंतरिक्ष के बीच आकार, मात्रा और महत्वपूर्ण अंतर को बनाए रखते हुए पर्यावरण से सेल का परिसीमन;
- चयनात्मक पारगम्यता, सक्रिय और परिवहन के अन्य तरीकों के गुणों के आधार पर पदार्थों का कोशिका में और बाहर स्थानांतरण;
- ट्रांसमेम्ब्रेन विद्युत संभावित अंतर (झिल्ली ध्रुवीकरण) को आराम से बनाए रखना, सेल पर विभिन्न प्रभावों के तहत इसका परिवर्तन, उत्पादन और उत्तेजना का संचालन;
- संकेतों का पता लगाने (रिसेप्शन) में भागीदारी भौतिक प्रकृति, संवेदी या आणविक रिसेप्टर्स के गठन और सेल में संकेतों के संचरण के कारण सिग्नलिंग अणु;
- गठित ऊतकों की संरचना में या विभिन्न ऊतकों की कोशिकाओं के आसंजन के दौरान अंतरकोशिकीय संपर्क (तंग, अंतराल और डेसमोसोमल संपर्क) का गठन;
- झिल्ली से जुड़े एंजाइमों की गतिविधि के प्रकटीकरण के लिए एक हाइड्रोफोबिक माइक्रोएन्वायरमेंट का निर्माण;
- प्रोटीन या ग्लाइकोप्रोटीन प्रकृति के एंटीजन की झिल्ली की संरचना में उपस्थिति के कारण कोशिका की प्रतिरक्षा विशिष्टता सुनिश्चित करना। प्रतिरक्षा विशिष्टता महत्वपूर्ण है जब कोशिकाएं ऊतक में मिलती हैं और शरीर में प्रतिरक्षा निगरानी कोशिकाओं के साथ बातचीत करती हैं।
कोशिका झिल्लियों के कार्यों की उपरोक्त सूची इंगित करती है कि वे न केवल सेलुलर कार्यों के कार्यान्वयन में शामिल हैं, बल्कि अंगों, ऊतकों और पूरे जीव की महत्वपूर्ण गतिविधि की बुनियादी प्रक्रियाओं में भी शामिल हैं। झिल्ली संरचनाओं द्वारा प्रदान की जाने वाली कई घटनाओं और प्रक्रियाओं के ज्ञान के बिना, कुछ को समझना और सचेत रूप से करना असंभव है नैदानिक प्रक्रियाएँऔर चिकित्सा उपाय. उदाहरण के लिए, के लिए सही आवेदनअनेक औषधीय पदार्थयह जानना आवश्यक है कि उनमें से प्रत्येक रक्त से कोशिका झिल्ली के माध्यम से किस हद तक प्रवेश करता है ऊतकों का द्रवऔर कोशिकाओं में।
इसकी मोटाई 8-12 एनएम है, इसलिए इसे प्रकाश सूक्ष्मदर्शी से जांचना असंभव है। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके झिल्ली की संरचना का अध्ययन किया जाता है।
प्लाज्मा झिल्ली लिपिड की दो परतों से बनती है - लिपिड परत, या बाइलेयर। प्रत्येक लिपिड अणु में एक हाइड्रोफिलिक सिर और एक हाइड्रोफोबिक पूंछ होती है। जैविक झिल्लीलिपिड सिर बाहर की ओर, पूंछ अंदर की ओर स्थित होते हैं।
बिलिपिड परत में कई प्रोटीन अणु डूबे हुए हैं। उनमें से कुछ झिल्ली (बाहरी या आंतरिक) की सतह पर हैं, अन्य झिल्ली के माध्यम से प्रवेश करते हैं।
प्लाज्मा झिल्ली के कार्य
झिल्ली कोशिका की सामग्री को क्षति से बचाती है, कोशिका के आकार को बनाए रखती है, चुनिंदा रूप से गुजरती है आवश्यक पदार्थकोशिका के अंदर और उपापचयी उत्पादों को हटाता है, और कोशिकाओं के बीच संचार भी प्रदान करता है।
बाधा, झिल्ली का परिसीमन कार्य लिपिड की एक दोहरी परत प्रदान करता है। यह कोशिका की सामग्री को फैलने नहीं देता, मिलाता है पर्यावरणया मध्य द्रव, और सेल में खतरनाक पदार्थों के प्रवेश को रोकता है।
इसमें डूबे हुए प्रोटीन के कारण साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के कई सबसे महत्वपूर्ण कार्य किए जाते हैं। रिसेप्टर प्रोटीन की मदद से कोशिका अपनी सतह पर विभिन्न प्रकार की जलन महसूस कर सकती है। ट्रांसपोर्ट प्रोटीन सबसे पतले चैनल बनाते हैं जिसके माध्यम से पोटेशियम, कैल्शियम, सोडियम और छोटे व्यास के अन्य आयन कोशिका के अंदर और बाहर जाते हैं। एंजाइम प्रोटीन कोशिका में ही महत्वपूर्ण प्रक्रियाएँ प्रदान करते हैं।
बड़े खाद्य कण जो पतली झिल्ली वाले चैनलों से गुजरने में असमर्थ होते हैं, फागोसाइटोसिस या पिनोसाइटोसिस द्वारा कोशिका में प्रवेश करते हैं। साधारण नामइन प्रक्रियाओं को एंडोसाइटोसिस कहा जाता है।
एंडोसाइटोसिस कैसे होता है - कोशिका में बड़े खाद्य कणों का प्रवेश
खाद्य कण के संपर्क में है बाहरी झिल्लीकोशिकाएँ, और इस स्थान पर एक अंतर्वलन बनता है। फिर कण, एक झिल्ली से घिरा हुआ, कोशिका में प्रवेश करता है, एक पाचन रिक्तिका का निर्माण होता है, और पाचक एंजाइम गठित पुटिका में प्रवेश करते हैं।
सफेद रक्त कोशिकाएं जो विदेशी बैक्टीरिया को पकड़ और पचा सकती हैं, उन्हें फागोसाइट्स कहा जाता है।
पिनोसाइटोसिस के मामले में, झिल्ली का अंतर्वलन ठोस कणों को नहीं, बल्कि उसमें घुले पदार्थों के साथ तरल की बूंदों को पकड़ता है। यह तंत्र कोशिका में पदार्थों के प्रवेश के मुख्य मार्गों में से एक है।
कोशिका भित्ति की एक ठोस परत के साथ झिल्ली के ऊपर आच्छादित पादप कोशिकाएँ फागोसाइटोसिस के लिए सक्षम नहीं हैं।
एंडोसाइटोसिस की रिवर्स प्रक्रिया एक्सोसाइटोसिस है। कोशिका में संश्लेषित पदार्थ (उदाहरण के लिए, हार्मोन) झिल्ली पुटिकाओं में पैक किए जाते हैं, झिल्ली के पास जाते हैं, उसमें एम्बेडेड होते हैं, और पुटिका की सामग्री कोशिका से बाहर निकल जाती है। इस प्रकार, कोशिका अनावश्यक चयापचय उत्पादों से भी छुटकारा पा सकती है।
आधार कोशिकाओं में अन्य झिल्लियों (उदाहरण के लिए, माइटोकॉन्ड्रिया, प्लास्टिड्स, आदि) की तरह प्लाज़्मेलेम्मा, लिपिड की एक परत है जिसमें अणुओं की दो पंक्तियाँ होती हैं (चित्र 1)। चूँकि लिपिड अणु ध्रुवीय होते हैं (उनका एक ध्रुव हाइड्रोफिलिक होता है, यानी यह पानी से आकर्षित होता है, और दूसरा हाइड्रोफोबिक होता है, यानी यह पानी से दूर होता है), तो वे स्थित होते हैं निश्चित आदेश. एक परत के अणुओं के हाइड्रोफिलिक सिरों को जलीय माध्यम की ओर निर्देशित किया जाता है - कोशिका के साइटोप्लाज्म में, और दूसरी परत - कोशिका से बाहर की ओर - अंतरकोशिकीय पदार्थ (बहुकोशिकीय जीवों में) या जलीय माध्यम (एककोशिकीय जीवों में) की ओर ).
चावल। 1. तरल के अनुसार कोशिका झिल्ली की संरचनामोज़ेक मॉडल। प्रोटीन और ग्लाइकोप्रोटीन एक डबल में डूबे हुए हैंउनके हाइड्रोफिलिक का सामना करने वाले लिपिड अणुओं की एक परतसिरों (वृत्त) बाहर की ओर, और हाइड्रोफोबिक (लहरदार रेखाएँ) -झिल्ली में गहरा
वे परिधीय प्रोटीन का स्राव करते हैं (वे केवल स्थित हैं आंतरिक या द्वारा बाहरी सतहझिल्ली), अभिन्ननी (वे झिल्ली में मजबूती से जड़े हुए हैं, उसमें डूबे हुए हैं, राज्य के आधार पर अपनी स्थिति बदलने में सक्षम हैं कोशिकाएं)। झिल्ली प्रोटीन के कार्य: रिसेप्टर, संरचनात्मक(कोशिका के आकार का समर्थन), एंजाइमेटिक, चिपकने वाला, एंटीजेनिक, परिवहन।
प्रोटीन के अणु मोज़ेक रूप से लिपिड की द्वि-आण्विक परत में एम्बेडेड होते हैं। साथ बाहर पशु सेलपॉलीसेकेराइड अणु लिपिड और प्लाज्मा झिल्ली प्रोटीन अणुओं से जुड़ते हैं, ग्लाइकोलिपिड्स और ग्लाइकोप्रोटीन बनाते हैं।
यह समुच्चय ग्लाइकोकैलिक्स परत बनाता है। प्लाज्मेलेम्मा का रिसेप्टर कार्य इसके साथ जुड़ा हुआ है (नीचे देखें); यह कोशिका द्वारा उपयोग किए जाने वाले विभिन्न पदार्थों को भी संचित कर सकता है। इसके अलावा, ग्लाइकोकैलिक्स प्लाज़्मेलेम्मा की यांत्रिक स्थिरता को बढ़ाता है।
पौधों और कवक की कोशिकाओं में भी होते हैं कोशिका भित्ति, जो एक सहायक और सुरक्षात्मक भूमिका निभाता है। पौधों में यह सेल्युलोज से बना होता है, जबकि कवक में यह काइटिन से बना होता है।
प्राथमिक झिल्ली की संरचनात्मक योजना तरल-मोज़ेक है: वसा एक तरल-क्रिस्टलीय फ्रेम बनाते हैं, और प्रोटीन इसमें मोज़ेक रूप से एम्बेडेड होते हैं और अपनी स्थिति बदल सकते हैं।
झिल्ली का सबसे महत्वपूर्ण कार्य: कम्पार्टमेंट - अंडर को बढ़ावा देता हैकोशिका की सामग्री का अलग-अलग कोशिकाओं में विभाजन, रासायनिक या एंजाइमी संरचना के विवरण में भिन्न। यह किसी भी यूकेरियोटिक सेल की आंतरिक सामग्री की एक उच्च क्रम प्राप्त करता है। कम्पार्टमेंट योगदान देता है सेल में होने वाली प्रक्रियाओं का स्थानिक पृथक्करणके। एक अलग कम्पार्टमेंट (कोशिका) को कुछ झिल्ली ऑर्गेनेल (उदाहरण के लिए, एक लाइसोसोम) या उसके हिस्से द्वारा दर्शाया जाता है (माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली द्वारा सीमांकित cristae)।
अन्य सुविधाओं:
1) बाधा (सेल की आंतरिक सामग्री का परिसीमन);
2) संरचनात्मक (कोशिकाओं को एक निश्चित आकार देनाप्रदर्शन किए गए कार्यों के लिए जिम्मेदारी);
3) सुरक्षात्मक (चयनात्मक पारगम्यता के कारण, रिसेप्शनऔर झिल्ली की प्रतिजनता);
4) विनियामक (के लिए चयनात्मक पारगम्यता का विनियमन विभिन्न पदार्थ(प्रसार या परासरण के नियमों के अनुसार ऊर्जा व्यय के बिना निष्क्रिय परिवहन और पिनोसाइटोसिस, एंडो- और एक्सोसाइटोसिस द्वारा ऊर्जा व्यय के साथ सक्रिय परिवहन, सोडियम-पोटेशियम पंप का संचालन, फागोसाइटोसिस))। संपूर्ण कोशिकाएं या बड़े कण फैगोसाइटोसिस से घिर जाते हैं (उदाहरण के लिए, अमीबा में खिलाना याद रखें या बैक्टीरिया की सुरक्षात्मक रक्त कोशिकाओं द्वारा फागोसाइटोसिस)। पिनोसाइटोसिस में, छोटे कण या बूंदें अवशोषित हो जाती हैं तरल पदार्थ. दोनों प्रक्रियाओं के लिए सामान्य यह है कि अवशोषित पदार्थ एक रिक्तिका के गठन के साथ एक बाहरी बाहरी झिल्ली से घिरे होते हैं, जो तब कोशिका साइटोप्लाज्म की गहराई में चला जाता है। एक्सोसाइटोसिस फागोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस (चित्र 13) के विपरीत दिशा में एक प्रक्रिया (सक्रिय परिवहन भी है) है। इसका उपयोग आउटपुट के लिए किया जा सकता है अपचित अवशेषस्रावी कोशिका में बनने वाले प्रोटोजोआ या जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों में भोजन।
5) चिपकने वाला कार्य (सभी कोशिकाएं विशिष्ट संपर्कों (तंग और ढीले) के माध्यम से परस्पर जुड़ी हुई हैं);
6) रिसेप्टर (परिधीय झिल्ली प्रोटीन के काम के कारण)। गैर-विशिष्ट रिसेप्टर्स हैं जो कई उत्तेजनाओं (उदाहरण के लिए, ठंड और गर्मी थर्मोरेसेप्टर्स) का अनुभव करते हैं, और विशिष्ट जो केवल एक उत्तेजना (आंख की प्रकाश-धारणा प्रणाली के रिसेप्टर्स) का अनुभव करते हैं;
7) इलेक्ट्रोजेनिक (पोटेशियम और सोडियम आयनों (झिल्ली क्षमता) के पुनर्वितरण के कारण कोशिका की सतह की विद्युत क्षमता में परिवर्तन तंत्रिका कोशिकाएं 90 एमवी है));
8) एंटीजेनिक: ग्लाइकोप्रोटीन और झिल्ली पॉलीसेकेराइड से जुड़ा हुआ है। प्रत्येक कोशिका की सतह पर प्रोटीन अणु होते हैं जो केवल इस प्रकार की कोशिका के लिए विशिष्ट होते हैं। उनकी मदद से प्रतिरक्षा तंत्रस्वयं और गैर-स्व कोशिकाओं के बीच अंतर करने में सक्षम। कोशिका और पर्यावरण के बीच पदार्थों का आदान-प्रदान होता है विभिन्न तरीके- निष्क्रिय और सक्रिय।