एक बहुकोशिकीय जीव की संरचना और कार्यप्रणाली की इकाई। बहुकोशिकीय जीवों की संरचनात्मक इकाइयाँ। जीवों के जीवन रूप

2. कोशिका - एक जीवित जीव की प्राथमिक इकाई

सभी सजीव वस्तुएं अलग-अलग इकाइयों के रूप में कोशिकाओं से बनी होती हैं और कोशिकाओं से गुणा होती हैं, इसलिए कोशिका को सभी जीवित चीजों की सबसे छोटी इकाई माना जाता है। सेल में एक जीवित चीज के सभी लक्षण हैं, यह चिड़चिड़ापन, चयापचय, स्व-संगठन और आत्म-नियमन, वंशानुगत लक्षणों के संचरण की विशेषता है। एक कोशिका जीवों का एक जटिल, स्व-संगठित गठन है, जो जीवन का एक सूक्ष्म वाहक है, क्योंकि प्रत्येक कोशिका में संपूर्ण जीव को पुन: उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त आनुवंशिक जानकारी होती है। सभी जीव एक या एक से अधिक कोशिकाओं से बने होते हैं। सेल आकार 0.1 माइक्रोन से 155 मिमी (खोल में शुतुरमुर्ग अंडे) से भिन्न होता है।

जीवों के जीवन रूप

तथ्य यह है कि सभी जीवों का निर्माण बुनियादी इकाइयों, अर्थात् कोशिकाओं से होता है, उनमें से एक है सबसे बड़ी खोजेंजीव विज्ञान। भले ही इसे अक्सर तुच्छ माना जाता है, यह सबसे अधिक में से एक है गहरी कहानियाँजीव विज्ञान के इतिहास में और एक ऐसे क्षेत्र में एक एकीकृत सिद्धांत के रूप में कार्य करता है जहां विविधता नियम है, अपवाद नहीं। लेकिन कितने सेल अंदर हैं दिया जीवऔर क्या इस संख्या और उनके आकार को नियंत्रित करता है? इन सवालों के जवाब अलग-अलग हो सकते हैं भिन्न लोगएक प्रजाति के भीतर और गंभीर रूप से जीवन स्तर पर निर्भर है।

प्रत्येक कोशिका का जीवन संपूर्ण जीव की गतिविधि के अधीन होता है। प्रकोष्ठों बहुकोशिकीय जीवके अपवाद के साथ, एक खुले वातावरण में मौजूद नहीं हो सकता एककोशिकीय जीव- जीवाणु, प्रोटोजोआ शैवाल, कवक। कोशिका को बनाने वाले भाग जीवन शक्ति से रहित होते हैं। जीवित जीवों के विभिन्न ऊतकों से अलग की गई और एक विशेष पोषक माध्यम में रखी गई कोशिकाएं बढ़ सकती हैं और गुणा कर सकती हैं। कोशिकाओं की इस क्षमता का व्यापक रूप से अनुसंधान और अनुप्रयुक्त उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जाता है।

तालिका 1 माप और सरल अनुमान दोनों के आधार पर विभिन्न सेल काउंट की सीमा का अनुमान लगाने का प्रयास करती है। यह हमें क्लासिक पहेली के करीब लाता है: क्या व्हेल माउस से मुख्य रूप से कोशिकाओं की संख्या में बदलती है, या यह स्वयं कोशिकाओं का आकार है जो इन अंतरों को समग्र शरीर के आकार में देता है?

चित्रा 2: सेल प्रकार से विभाजित एक वयस्क में अनुमानित सेल गिनती। मानव शरीर में प्रत्येक प्रकार की कोशिका को एक बहुभुज के रूप में दर्शाया जाता है जिसका क्षेत्रफल कोशिकाओं की संख्या के अनुपात में होता है। प्रमुख घटक एरिथ्रोसाइट्स है। इन आश्चर्यजनक पैटर्नों ने कृमि को विकास जीव विज्ञान और तंत्रिका विज्ञान में एक अप्रत्याशित नेता बना दिया है। आप 131 कोशिकाओं को भी ट्रैक कर सकते हैं जो क्रमादेशित कोशिका मृत्यु के दौरान प्रवण होती हैं भ्रूण विकास. एक निश्चित सेल नंबर वाले जीवों को यूटिस्टिक कहा जाता है।

महान विविधता और महत्वपूर्ण अंतर के बावजूद उपस्थितिऔर कार्य, सभी कोशिकाओं में तीन मुख्य भाग होते हैं - प्लाज्मा झिल्ली, जो पदार्थों के संक्रमण को नियंत्रित करती है पर्यावरणकोशिका और पीठ में, एक विविध संरचना के साथ साइटोप्लाज्म और कोशिका केंद्रक, आनुवंशिक सूचना के वाहक - डीएनए (चित्र देखें। 7.7)। सभी जानवरों और कुछ पौधों की कोशिकाओं में सेंट्रीओल्स होते हैं - लगभग 0.15 माइक्रोन के व्यास के साथ बेलनाकार संरचनाएं, कोशिका केंद्र बनाती हैं। आमतौर पर पादप कोशिकाएं एक झिल्ली से घिरी होती हैं - कोशिका भित्ति. इसके अलावा, उनमें प्लास्टिड होते हैं - साइटोप्लाज्मिक ऑर्गेनेल (विशेष कोशिका संरचनाएं), जिनमें अक्सर वर्णक होते हैं जो उनके रंग का निर्धारण करते हैं।

उदाहरणों में कई शामिल हैं, लेकिन सभी नेमाटोड नहीं हैं, साथ ही कछुए और रोटिफ़र्स भी शामिल हैं। हमारे कुछ निकटतम अकशेरूकीय रिश्तेदार, सिओना जैसे समुद्री स्क्वार्ट्स, भ्रूण के रूप में एक निश्चित वंश रखते हैं, लेकिन उनके पास वयस्कों के रूप में एक निश्चित कोशिका संख्या नहीं होती है, जो उनके लगभग यूथिस्टिक लार्वा के कायापलट से उत्पन्न होती है। इसलिए, कोशिकाओं की एक निरंतर संख्या की उपस्थिति का कोई निश्चित विकासवादी मूल नहीं है, बल्कि यह है सामान्य विशेषताअपेक्षाकृत छोटे सेल नंबर वाले तेजी से विकसित होने वाले जानवर।

कोशिका के चारों ओर की झिल्ली में वसा जैसे पदार्थों के अणुओं की दो परतें होती हैं, जिनके बीच प्रोटीन अणु होते हैं। मुख्य समारोहकोशिकाएं - आगे और पीछे की दिशाओं में अच्छी तरह से परिभाषित पदार्थों की आवाजाही सुनिश्चित करने के लिए। विशेष रूप से, झिल्ली समर्थन करती है सामान्य एकाग्रताकोशिका के अंदर कुछ लवण और खेलता है महत्वपूर्ण भूमिकाउसके जीवन में: जब झिल्ली क्षतिग्रस्त हो जाती है, तो कोशिका तुरंत मर जाती है, जबकि उसी समय बिना किसी अन्य के सरंचनात्मक घटककोशिका जीवन कुछ समय तक जारी रह सकता है। कोशिका मृत्यु का पहला संकेत इसके बाहरी झिल्ली की पारगम्यता में परिवर्तन की शुरुआत है।

बड़े जीवों में, कोशिकीय गणना अधिक कठिन होती है। एक सेलुलर जनगणना का अनुमान लगाने का एक तरीका वॉल्यूम-आधारित अनुमानों का सहारा लेना है, जैसा कि आंकड़े में दिखाया गया है। यद्यपि यूकेरियोटिक जीव परिमाण के 10 से अधिक आदेशों के आकार में भिन्न हो सकते हैं, उनके सेल आकार को "त्रिज्या" द्वारा मापा जाता है, उदाहरण के लिए, आम तौर पर केवल दस के कारक से भिन्न होता है, जैसे कि कोशिकाओं जैसे पेचीदा अपवाद तंत्रिका तंत्रऔर oocytes। हालांकि, मात्रा के आधार पर उपरोक्त जैसे अनुमानों की सटीकता के स्तर को संदेह की डिग्री के साथ देखा जाना चाहिए, जो हाल के रक्त परीक्षण परिणामों को समझने में आसान है।

कोशिका की प्लाज्मा झिल्ली के अंदर साइटोप्लाज्म होता है, जिसमें पानी होता है नमकीनघुलनशील और निलंबित एंजाइमों के साथ (जैसा कि मांसपेशियों का ऊतक) और अन्य पदार्थ। साइटोप्लाज्म में विभिन्न प्रकार के अंग होते हैं - छोटे अंग जो उनकी झिल्लियों से घिरे होते हैं। ऑर्गेनेल, विशेष रूप से, माइटोकॉन्ड्रिया शामिल हैं - श्वसन एंजाइमों के साथ थैली जैसी संरचनाएं। वे चीनी को परिवर्तित करते हैं और ऊर्जा छोड़ते हैं। साइटोप्लाज्म में छोटे शरीर भी होते हैं - राइबोसोम, जिसमें प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड (आरएनए) होते हैं, जिनकी मदद से प्रोटीन संश्लेषण किया जाता है। इंट्रासेल्युलर वातावरण काफी चिपचिपा होता है, हालांकि कोशिका द्रव्यमान का 65-85% पानी होता है।

इन कोशिकाओं की सामान्य आरबीसी संख्या 4-6 मिलियन प्रति माइक्रोलीटर होती है। उपरोक्त अनुमान के साथ विसंगति इस तथ्य से समझाया गया है कि लाल रक्त कोशिकाओं की तुलना में बहुत छोटा है विशेषता कोशिकालगभग 10 2 माइक्रोमीटर 3 की मात्रा में स्तनधारी। यह दर्शाता है कि उपरोक्त अनुमान को कैसे बढ़ाया जा सकता है। मुख्य प्रतिभागियों के लिए सेल प्रकार द्वारा वितरण चित्र में दिखाया गया है। एरिथ्रोसाइट्स का संख्यात्मक प्रभुत्व नेत्रहीन पारदर्शी है।

जीव के आकार, कोशिका के आकार और कोशिका संख्या के बीच क्या संबंध है? या कुछ मेलोड्रामा जोड़ने के लिए, क्या व्हेल में वास्तव में बड़ी कोशिकाएँ होती हैं या अधिक कोशिकाएंएक माउस की तुलना में? फलने वाले अंगों के आकार में बड़े बदलाव की जांच करते समय, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है, यह पाया गया कि कोशिकाओं की संख्या में परिवर्तन आकार परिवर्तनशीलता का निर्धारण करने वाला प्रमुख कारक है। जिबरेलिन्स के प्रति कम प्रतिक्रिया के लिए प्रजनन द्वारा छोटी किस्मों को प्राप्त किया गया है संयंत्र हार्मोनजो स्टेम सेल बढ़ाव को प्रभावित करते हैं।

बैक्टीरिया के अपवाद के साथ सभी व्यवहार्य कोशिकाओं में एक नाभिक होता है, और इसमें क्रोमोसोम होते हैं - डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड और उससे जुड़े प्रोटीन से युक्त लंबे फिलामेंटस शरीर।

एक बहुकोशिकीय जीव में, जीवन की सभी जटिल अभिव्यक्तियाँ इसके घटक कोशिकाओं की समन्वित गतिविधि के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती हैं।

इस मामले में, प्रमुख कारक कोशिका संख्या के बजाय कोशिका आकार में कमी है, इन पौधों के अंतर्निहित जीव विज्ञान में परिवर्तन जो एक अरब से अधिक लोगों को खिलाने में मदद करता है। जब जीनोम के गुण में परिवर्तन होता है, तो कोशिकाएं तदनुसार आकार बदलने लगती हैं। उदाहरण के लिए, टेट्राप्लोइड समन्दर में कोशिकाएँ द्विगुणित समन्दर की कोशिकाओं से दोगुनी बड़ी होती हैं, हालाँकि दो जानवरों में संबंधित अंग समान आकार के होते हैं। सब कुछ अच्छी तरह से फिट बैठता है क्योंकि एक टेट्राप्लोइड समन्दर में द्विगुणित कोशिकाओं की आधी संख्या होती है।

जब दो लोगों के आकार में अंतर होता है, तो क्या यह कोशिकाओं की संख्या या औसत कोशिका आकार में अंतर के कारण होता है? मोटे और मोटे लोगों के डेटा को देखकर हम ऐसे सवालों का जवाब देना शुरू कर सकते हैं। वयस्क वयस्कों में औसतन लगभग दोगुनी वसा कोशिकाएं होती हैं। दुबले और मोटे वयस्कों के बीच यह अंतर आमतौर पर में स्थापित होता है प्रारंभिक अवस्था, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। औसत सेल आकार के बारे में क्या? चित्रा 5 शरीर के वजन के आधार पर औसत वसा कोशिका की मात्रा में परिवर्तन दिखाता है।

सेल के महत्वपूर्ण कार्य गतिशीलता, चिड़चिड़ापन, चयापचय और प्रजनन हैं। कोशिका की गतिशीलता कोशिका की सामग्री के अंतःकोशिकीय संचलन, अतिप्रवाह, छोटे प्रोटोप्लाज्मिक बहिर्वाहों की पिटाई और सिकुड़न में व्यक्त की जाती है। चिड़चिड़ापन एक उत्तेजना को समझने और आवेग या उत्तेजना की लहर के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए सेल की क्षमता से निर्धारित होता है। यह जीवों की तंत्रिका कोशिकाओं की सबसे विशेषता है। चयापचय में पदार्थ और ऊर्जा के सभी परिवर्तन शामिल होते हैं जो कोशिकाओं में होते हैं।

जनता के साथ कम सामग्रीमूल के माध्यम से रैखिक वृद्धि के करीब इंगित करता है कि इस मोड में अंतर मुख्य रूप से सेल वॉल्यूम में परिवर्तन के कारण होते हैं, अर्थात कुलकोशिकाएं अपेक्षाकृत स्थिर रहती हैं। पर उच्च स्तरशरीर में वसा कोशिका की मात्रा में वृद्धि उप-रैखिक है, यह दर्शाता है कि कोशिका संख्या में वृद्धि महत्वपूर्ण हो जाती है। इस प्रकार हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि पतले और के बीच मोटे लोगमुख्य परिवर्तन वसा कोशिकाओं की मात्रा में परिवर्तन है, न कि शरीर में कोशिकाओं की कुल संख्या में।

एक कोशिका का सबसे महत्वपूर्ण कार्य संतति कोशिकाओं को विभाजित और बनाकर उसका प्रजनन करना है। जैसे-जैसे कोशिका बढ़ती है, उसके व्यक्तिगत तत्वों का पोषण बिगड़ता जाता है, कोशिका की आंतरिक प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने की क्षमता कम होती जाती है और कोशिका अस्थिर अवस्था में प्रवेश करती है। तब कोशिका दो बेटी कोशिकाओं में विभाजित हो जाती है, अस्थिर अवस्था से बाहर निकलने के तरीके के रूप में, नवगठित कोशिकाएं अगले विभाजन तक स्थिरता प्राप्त कर लेती हैं। जब एक बेटी कोशिका विभाजित होती है, तो आनुवंशिक जानकारी वाले गुणसूत्रों का एक पूरा सेट स्थानांतरित हो जाता है। इसलिए, विभाजित करने से पहले, कोशिका में गुणसूत्रों की संख्या दोगुनी हो जाती है, और विभाजन के दौरान, प्रत्येक बेटी कोशिका को उनमें से एक सेट प्राप्त होता है। किसी भी जीव में, उसके पूरे जीवन में, पुरानी कोशिकाओं के स्थान पर नई कोशिकाओं के बनने की प्रक्रिया होती रहती है। मानव कोशिकाओं का औसत जीवनकाल एक से दो दिन का होता है, और कोशिकाओं की कुल संख्या लगभग 10 15 होती है। यह खुद को पुन: पेश करने की क्षमता है, न कि केवल बढ़ने और खिलाने की क्षमता, जो हमें कोशिकाओं को जीवन की सबसे छोटी इकाई मानने की अनुमति देती है।

यह तुलना करने पर क्या होता है इसके विपरीत है विभिन्न जीवअधिकांश विभिन्न आकार, उदाहरण के लिए, एक मानव और एक चूहे के बीच। दोनों जीवों में कोशिकाएँ होती हैं जो आमतौर पर एक ही आकार की होती हैं, भले ही एक व्यक्ति का वजन एक हजार गुना अधिक हो। इस प्रकार, इस मामले में, और हम तर्क देते हैं कि यह अक्सर बहुकोशिकीय जीवों के मामले में होता है जो बिखरे हुए परिमाण के आदेश होते हैं, कोशिकाओं की संख्या आकार के अंतर का मुख्य कारक है। हाथियों में लाल रक्त कोशिकाओं के साथ-साथ आकार की अन्य कोशिकाएं जो हमारे समान नहीं हैं, हम अनुमान लगाते हैं कि यह उनके लिए भी सच है।

पशु और पौधों की कोशिकाओं के बीच मुख्य संरचनात्मक अंतर कुछ ही हैं। सबसे पहले, पशु कोशिकाएं, पौधे कोशिकाओं के विपरीत (को छोड़कर निचले पौधे), छोटे पिंड होते हैं - साइटोप्लाज्म में स्थित सेंट्रीओल्स। दूसरे, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, पादप कोशिकाओं में उनके साइटोप्लाज्म - प्लास्टिड्स में प्रोटीन का निर्माण होता है, जो जानवरों के पास नहीं होता है। और तीसरा, पादप कोशिकाओं में पहले बताई गई कोशिका भित्ति होती है, जिसकी बदौलत वे अपना आकार बनाए रखते हैं। पशु कोशिकाओं में केवल एक पतली होती है प्लाज्मा झिल्लीऔर इसलिए स्थानांतरित करने और आकार बदलने में सक्षम हैं।

एक बहुकोशिकीय जीव एक कोशिका से विकसित होता है, जिससे कई का संग्रह होता है विभिन्न प्रकार केकोशिकाओं को ऊतकों और अंगों में व्यवस्थित किया जाता है। विकास में कोशिका विभाजन, शरीर अक्ष निर्माण, ऊतक और अंग विकास और कोशिका विभेदन शामिल हैं। सामान्य तौर पर, जैसे-जैसे विकास बढ़ता है, कोशिकाएं अपनी विकासात्मक क्षमता में अधिक से अधिक सीमित होती जाती हैं। लेकिन तुम हमेशा इतने बड़े और जटिल नहीं थे। वास्तव में, आपने एक कोशिका के रूप में शुरुआत की: एक ज़ीगोट या निषेचन उत्पाद। तो आपका जटिल और अद्भुत शरीर कैसे बना?

विकास अवलोकन

एक मानव या अन्य बहुकोशिकीय जीव के विकास के दौरान, एक अद्भुत परिवर्तन होता है, एक कैटरपिलर के रूपांतर के रूप में प्रभावशाली होता है जो एक तितली बन जाता है। घंटों, दिनों या महीनों के भीतर, शरीर एक एकल कोशिका से चलता है, जिसे ज़ीगोट कहा जाता है, कोशिकाओं, ऊतकों और अंगों के एक विशाल और सुव्यवस्थित संग्रह में।

कोशिकाओं के प्रकार के आधार पर, सभी जीवों को दो समूहों में विभाजित किया जाता है - प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स। प्रोकैरियोट्स में बैक्टीरिया और यूकेरियोट्स शामिल हैं - अन्य सभी जीव: प्रोटोजोआ, कवक, पौधे और जानवर। यूकेरियोट्स एककोशिकीय या बहुकोशिकीय हो सकते हैं। यह माना जाता है कि लगभग 4-3.5 अरब साल पहले दिखाई देने वाले पहले जीव प्रोकैरियोट्स थे।

जैसे ही एक भ्रूण विकसित होता है, इसकी कोशिकाएं तेजी से जटिल शरीर बनाने के लिए विशिष्ट पैटर्न में विभाजित, बढ़ती और पलायन करती हैं। इस शरीर को ठीक से काम करने के लिए अच्छी तरह से परिभाषित कुल्हाड़ियों की जरूरत है। इसे अक्षों के साथ सही स्थानों पर स्थित बहुकोशिकीय अंगों और अन्य संरचनाओं के एक विशिष्ट संग्रह की भी आवश्यकता होती है और एक दूसरे से सही तरीके से जुड़ा होता है।

कोशिका सिद्धांत के मूल प्रावधान

एक जीव के शरीर की कोशिकाओं को भी कई कार्यात्मक रूप से विशेषज्ञ होना चाहिए अलग - अलग प्रकारजैसा कि विकास जारी है। आपके शरीर में शामिल है एक बड़ी संख्या कीविभिन्न प्रकार की कोशिकाएं, न्यूरॉन्स, यकृत कोशिकाओं से लेकर रक्त कोशिकाओं तक। इनमें से प्रत्येक कोशिका प्रकार केवल शरीर के कुछ हिस्सों में पाया जाता है - कुछ अंगों के कुछ ऊतकों में, जहाँ इसके कार्य की आवश्यकता होती है।


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सेल के बारे में ज्ञान का विकास

और यह जटिल कोशिका नृत्य कैसे होता है? विकास काफी हद तक जीन द्वारा नियंत्रित होता है। शरीर में परिपक्व कोशिका प्रकार, जैसे कि न्यूरॉन्स और यकृत कोशिकाएं, उन्हें देने वाले विभिन्न जीनों को व्यक्त करती हैं अद्वितीय गुणऔर कार्य करता है। इसी प्रकार, अपने विकास के दौरान कोशिकाएं जीन के विशिष्ट सेट भी व्यक्त करती हैं। ये अनुवांशिक अभिव्यक्ति पैटर्न कोशिकाओं के व्यवहार को निर्देशित करते हैं और उन्हें अपने पड़ोसियों के साथ संवाद करने की अनुमति देते हैं जो विकास का समन्वय करते हैं।

कुछ बुनियादी विकास प्रक्रियाएं

इस लेख में और उसके आगे, हम विकास के सिद्धांतों और उदाहरणों पर करीब से नज़र डालेंगे। हर जीव अलग तरह से विकसित होता है, लेकिन कुछ बुनियादी चीजें हैं जो लगभग किसी भी जीव के भ्रूण के विकास के दौरान होनी चाहिए। ऊतकों का निर्माण होना चाहिए, और अंगों और संरचनाओं को अपना रूप लेना चाहिए।

  • विभाजित करके कोशिकाओं की संख्या बढ़ाई जानी चाहिए।
  • शरीर की कुल्हाड़ियाँ बननी चाहिए।
  • व्यक्तिगत कोशिकाओं को एक विशिष्ट सेल प्रकार की पहचान प्राप्त करनी चाहिए।
स्पष्ट होने के लिए, ये प्रक्रियाएँ अलग-अलग घटनाएँ नहीं हैं जो एक के बाद एक होती हैं, लेकिन भ्रूण के विकसित होने पर एक साथ की जाती हैं।





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उदाहरण के लिए, अलग-अलग बॉडी एक्सिस को सेट किया जाता है अलग समयप्रारंभिक विकास के दौरान जबकि भ्रूण की कोशिकाएं विभाजित हो रही होती हैं। इसी तरह, एक अंग के निर्माण के लिए इसे बनाने के लिए कोशिका विभाजन की आवश्यकता होती है, साथ ही यह सुनिश्चित करने के लिए कि सही कोशिकाएँ अंग के सही भागों का हिस्सा हैं।

विकास में सूचना के स्रोत

कोशिकाओं को कैसे पता चलता है कि विकास के दौरान उन्हें क्या करना चाहिए? यानी, एक सेल को कैसे पता चलता है कि कब और कैसे माइग्रेट करना, विभाजित करना और अंतर करना है? में सामान्य शब्दों मेंदो प्रकार की सूचनाएँ हैं जो कोशिकाओं के व्यवहार को निर्धारित करती हैं। उदाहरण के लिए, एक कोशिका एक विशेष प्रकार के फोटोरिसेप्टर बनने के लिए अपने पड़ोसी से रासायनिक संकेत प्राप्त कर सकती है। सेल के वातावरण से प्राप्त बाहरी जानकारी। . विकास के दौरान, कोशिकाएं अपनी पहचान और व्यवहार के बारे में निर्णय लेने के लिए अक्सर आंतरिक और बाहरी जानकारी का उपयोग करती हैं।

में तंत्रिका कोशिकाएंएक कमजोर विद्युत संकेत उत्पन्न होता है - एक तंत्रिका आवेग जो साथ में फैल सकता है कोशिका की झिल्लियाँ. सेल कार्यों के कार्यान्वयन में कार्बनिक यौगिकों की भूमिका। मुख्य भूमिकाप्रकोष्ठ के कार्यों के कार्यान्वयन में संबंधित है कार्बनिक यौगिक. उनमें से उच्चतम मूल्यप्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट और न्यूक्लिक एसिड होते हैं। गिलहरी। प्रोटीन हैं ...

भेदभाव, परिभाषा और स्टेम सेल

इसके बजाय, कोशिकाएं कैलकुलेटर या कंप्यूटर जैसे निर्णय लेती हैं: जीन और प्रोटीन का उपयोग करके तार्किक संचालन करने के लिए जो सबसे अच्छा उत्तर है। विकास के दौरान, कोशिकाएं अपनी "विकासात्मक क्षमता" में अधिक से अधिक सीमित हो जाती हैं। 3^3 3 आरंभिक सुपरस्क्रिप्ट, 3 सुपरस्क्रिप्ट सुपरस्क्रिप्ट। अर्थात्, कोशिका विभाजन द्वारा जिस प्रकार की कोशिकाओं का उत्पादन किया जा सकता है, वे छोटी हो जाती हैं।

उदाहरण के लिए, एक मानव जाइगोट मानव शरीर में सभी प्रकार की कोशिकाओं को जन्म दे सकता है, साथ ही वे कोशिकाएं जो प्लेसेंटा को बनाती हैं। स्टेम सेल क्षेत्र से शब्दावली का उपयोग करने के लिए, शरीर और प्लेसेंटा में सभी प्रकार के सेल को जन्म देने की यह क्षमता जाइगोट को टोटिपोटेंट सेल बनाती है। हालांकि, कोशिका विभाजन के कई चरणों के बाद, भ्रूण कोशिकाएं प्लेसेंटा से कोशिकाओं को आरंभ करने की क्षमता खो देती हैं और अपनी क्षमता 4 4 4 में अधिक सीमित हो जाती हैं। ये परिवर्तन कोशिकाओं में व्यक्त जीन के सेट में परिवर्तन के कारण होते हैं।


0.05 - 0.10 कैल्शियम मैग्नीशियम सोडियम आयरन जिंक कॉपर आयोडीन फ्लोरीन 0.04 - 2.00 0.02 - 0.03 0.02 - 0.03 0.01 - 0.015 0.0003 0.0002 0.0001 0.0001 प्रति सेल सामग्री रासायनिक यौगिकयौगिक (% में) अकार्बनिक कार्बनिक जल अकार्बनिक पदार्थ 70 - 80 1.0 - 1.5 प्रोटीन कार्बोहाइड्रेट वसा न्यूक्लिक एसिड 10 - 20 0.2 ...

कोशिकाएँ (चित्र 1) जीवित पदार्थ के अस्तित्व का मुख्य रूप हैं। उनका आकार बहुत छोटा है - 2 से 200 माइक्रोन (1 माइक्रोन = 0.001 मिमी) से, इसलिए वे अदृश्य हैं एक साधारण आँख से. कोशिकाओं का आकार बहुत विविध (गोलाकार, प्रिज्मीय, घनाकार, तारामय, आदि) है और यह उनके कार्य और अन्य कोशिकाओं के साथ संबंधों द्वारा निर्धारित होता है।

सूक्ष्मदर्शी के आविष्कार और सुधार के बाद सबसे पहले पादप कोशिकाओं की खोज अंग्रेज वैज्ञानिक हुक ने की थी। बाद में - पशु मूल की कोशिकाएं। इन खोजों ने जीवों की संरचना और विकास का एक कोशिकीय सिद्धांत बनाना संभव बना दिया। पहली बार, सभी पौधों और जानवरों के जीवों की सेलुलर संरचना का विचार रूसी वैज्ञानिक पी.एफ. 1834 में गोर्यानिनोव। वह स्वयं कोशिका की उत्पत्ति के बारे में एक बयान का भी मालिक है। 1837 में, चेक वैज्ञानिक जे. पुर्किने ने पुष्टि करने वाले नए तथ्यों को प्रकाशित किया सेलुलर संरचनाजीव। अंत में, जर्मन वैज्ञानिक एम. श्लीडेन (1838 में), और मुख्य रूप से टी. श्वान (1839 में) ने अंततः तैयार किया कोशिका सिद्धांतजीवों की संरचनाएं। बाद में, जीवों की संरचना के कोशिकीय सिद्धांत को जर्मन वैज्ञानिक आर. विर्चो ने विकृत कर दिया। उसने विचार फेंक दिया ऐतिहासिक विकासकोशिकाओं और केवल कोशिकाओं से कोशिकाओं के विकास की अनुमति दी। इस बीच, वैज्ञानिक डेटा पुष्टि करते हैं कि कोशिकाओं की उत्पत्ति एक संरचनाहीन (अनाकार) प्रोटीन से हुई है, जैसा कि एफ। एंगेल्स ने बताया, एक नाभिक और एक खोल के गठन के कारण। विर्चो ने तर्क दिया कि कोशिका के बाहर कोई जीवन नहीं है, कि एक बहुकोशिकीय जीव केवल कोशिकाओं का योग है, किसी जीव की महत्वपूर्ण गतिविधि केवल उसकी कोशिकाओं की महत्वपूर्ण गतिविधि का योग है, कि एक जीव केवल एक कोशिकीय अवस्था है। ”। इस प्रकार, विरचो से एकल अभिन्न प्रणाली के रूप में शरीर की अवधारणा गायब हो गई, साथ ही एक बढ़ते जीव में गुणात्मक परिवर्तन की अवधारणा भी। जीव और उसकी संरचना के बारे में ऐसा दृष्टिकोण वैज्ञानिक, द्वंद्वात्मक विश्वदृष्टि के विपरीत है।


चावल। 1. कोशिका संरचना की योजना:

ए - एक प्रकाश माइक्रोस्कोप के तहत; बी - एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत; 1 - साइटोप्लाज्म; 2 - कोर; 3 - माइटोकॉन्ड्रिया; 4 - कोशिका केंद्र; 5 - माइक्रोसोम।

सेल की संरचना और फिजियोलॉजी

सभी कोशिकाएं, उनकी विविधता के बावजूद, प्रोटोप्लाज्म से मिलकर बनती हैं, जो साइटोप्लाज्म (सेल बॉडी) और कैरियोप्लाज्म में विभाजित होती हैं, जो सेल न्यूक्लियस बनाती हैं।

प्रोटोप्लाज्म एक जटिल प्रोटीन पदार्थ है जो कोलाइडल अवस्था में होता है। यह पानी से थोड़ा भारी है - इसका विशिष्ट गुरुत्व लगभग 1.03 है। सघन, साइटोप्लाज्म की बाहरी परत को एक्टोप्लाज्म कहा जाता है, और बाकी एंडोप्लाज्म बनाता है। में संयंत्र कोशिकाओंएक्टोप्लाज्म को स्पष्ट रूप से व्यक्त खोल द्वारा दर्शाया गया है। साइटोप्लाज्म में ऑर्गेनेल और सेलुलर समावेशन होते हैं।

ऑर्गेनेल साइटोप्लाज्म के स्थायी संरचनात्मक रूप हैं, जिनमें से प्रत्येक कुछ कार्य करता है। ऑर्गेनेल में शामिल हैं: एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, राइबोसोम, माइटोकॉन्ड्रिया, गोल्गी ज़ोन और सेल सेंटर (सेंट्रोसोम)।

एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम केवल एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के साथ दिखाई देता है। यह एंडोप्लाज्म में स्थित है और इसमें झिल्ली होती है विभिन्न आकारट्यूब और टैंक बनाना। यह गहन चयापचय वाली कोशिकाओं में सबसे अधिक स्पष्ट होता है, उदाहरण के लिए, युवा जानवरों में।

राउंड बॉडी के रूप में राइबोसोम (वे माइक्रोसोम या आरएनए ग्रैन्यूल भी हैं) केवल एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में भी दिखाई देते हैं। वे राइबोन्यूक्लिक एसिड - आरएनए के अणुओं से मिलकर बने होते हैं और दोनों एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्लियों पर और साइटोप्लाज्म में ही स्थित होते हैं। राइबोसोम में, एक निश्चित संरचना के प्रोटीन अणु (ऊतक प्रोटीन, एंजाइम, हार्मोन और अन्य उत्प्रेरक) संश्लेषित होते हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया (चोंड्रियोसोम्स) एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी के साथ भी दिखाई देने वाले फिलामेंटस या दानेदार पिंड हैं। वे ऊर्जा को भोजन से रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं, इस ऊर्जा के भंडार एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड) में केंद्रित होते हैं, जो माइटोकॉन्ड्रिया में संश्लेषित होता है। प्रक्रियाओं में राइबोसोम द्वारा प्रोटीन के संश्लेषण में रासायनिक ऊर्जा की खपत होती है तंत्रिका गतिविधिऔर अन्य माइटोकॉन्ड्रिया चयापचय की तीव्रता के आधार पर 10-20 दिनों में नष्ट हो जाते हैं, और उन्हें नए लोगों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। उनमें प्रोटीन और लिपोइड्स होते हैं, जो एक खोल बनाते हैं - एक झिल्ली और आंतरिक विभाजन। माइटोकॉन्ड्रिया की दीवारों में, एंजाइम उत्पन्न होते हैं जो रेडॉक्स प्रक्रियाओं के दौरान इलेक्ट्रॉनों के हस्तांतरण को सुनिश्चित करते हैं।

गोल्गी ज़ोन, या इंट्रासेल्युलर जालीदार उपकरण, प्रोटोप्लाज्म की एक सक्रिय साइट है, जहाँ किसी दिए गए सेल के लिए विशिष्ट प्रक्रियाएँ होती हैं, जैसे कि स्राव (ग्रंथियों की कोशिकाएँ), प्रोटीन संश्लेषण और वसा का निर्माण। गोल्गी क्षेत्र में तंतुओं की एक उलझन होती है इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शीबुलबुले अभी भी दिखाई दे रहे हैं।

कोशिका केंद्र (सेंट्रोसोम) सबसे सघन होता है संरचनात्मक तत्वसाइटोप्लाज्म, एक या दो दानों का रूप होता है - सेंट्रीओल्स, एक प्रकाश क्षेत्र से घिरा हुआ - सेंट्रोस्फीयर, आरएनए और प्रोटीन से भरपूर। रोमक सिलिया आदि के लिए सहायक संरचनाओं के निर्माण में, कोशिका प्रजनन की प्रक्रिया में सेंट्रीओल्स शामिल होते हैं।

सेलुलर समावेशन साइटोप्लाज्म में अस्थायी रूप हैं जो चयापचय की प्रक्रिया में दिखाई देते हैं और गायब हो जाते हैं। यह आमतौर पर या तो एक आरक्षित सामग्री है, या इसकी महत्वपूर्ण गतिविधि के उत्पादों को सेल से हटाया जाना है। वे एक खुर्दबीन के नीचे अनाज, बूंदों या क्रिस्टल के रूप में दिखाई देते हैं।

कर्नेल - आवश्यक अवयवकोशिकाओं। स्तनधारियों में, केवल लाल रक्त कोशिकाएं परमाणु-मुक्त होती हैं (देखें पीपी। 196-197)। जिन कोशिकाओं में केंद्रक नहीं होता वे जल्दी मर जाती हैं। यह इंगित करता है कि चयापचय में नाभिक का बहुत महत्व है। केंद्रक के बिना, कोशिकाएं पुनरुत्पादित नहीं कर सकती हैं।

नाभिक का आकार बहुत ही विविध है, और आकार पर निर्भर करता है कार्यात्मक अवस्थाकोशिकाओं। नाभिक में बड़ी मात्रा में डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए) होता है, जो मुख्य को निर्धारित और निर्देशित करता है जैव रासायनिक प्रक्रियाएंएक पिंजरे में। एक जीवित कोशिका में, नाभिक में, केवल नाभिक ध्यान देने योग्य होता है, जो चयापचय की तीव्रता में भिन्न होता है। निश्चित तैयारियों पर केन्द्रक के अतिरिक्त केन्द्रक के खोल, क्रोमैटिन गांठ के रूप में डीएनए युक्त पाये जाते हैं।


चावल। 2. प्रत्यक्ष विभाजनकोशिकाएं:

ए - गैर-विभाजित सेल; बी - न्यूक्लियोलस का बंधाव; V-Zh - कोर की लेसिंग; एच - माँ कोशिका का दो बेटी कोशिकाओं में विभाजन; प्रमुख; बी - न्यूक्लियोलस; सी - साइटोप्लाज्म।

कोशिकाओं, जीवित पदार्थ के रूपों में से एक के रूप में, चयापचय, उत्तेजना, गति और प्रजनन की विशेषता है। चयापचय का सार बाहरी वातावरण से जीवन के लिए आवश्यक पदार्थों की धारणा में निहित है, सेल के पदार्थ के लिए उनका आत्मसात और अपशिष्ट उत्पादों की रिहाई। मेटाबॉलिज्म तभी संभव है जब प्रतिक्रियाशीलता का गुण हो, यानी कोशिकाओं की क्षमता न केवल अस्तित्व की स्थितियों में बदलाव के कारण होने वाली जलन को महसूस करती है, बल्कि उनका जवाब देने के लिए, यानी प्रतिक्रिया देने के लिए भी। कोशिकाओं की यह क्षमता जीवों की एकता को दर्शाती है बाहरी वातावरणजिसके बिना जीवन असम्भव है।

जलन की प्रतिक्रिया के रूपों में से एक आंदोलन है जो या तो उत्तेजना की ओर या विपरीत दिशा में निर्देशित होता है। एक बहुकोशिकीय जीव में, केवल कुछ ही कोशिकाओं में गति करने की क्षमता होती है, उदाहरण के लिए, श्वेत रक्त कोशिकाएं - ल्यूकोसाइट्स।

कोशिका प्रजनन। कोशिकाएँ विभाजन द्वारा पुनरुत्पादित करती हैं। प्रत्यक्ष, अप्रत्यक्ष और न्यूनीकरण विभाजन में भेद कीजिए।

प्रत्यक्ष विभाजन, या अमिटोसिस [अनुवाद में: बिना (ए) थ्रेड्स का गठन - माइटोसिस] (चित्र 2), इस तथ्य में शामिल है कि नाभिक पहले सजी हुई है, और फिर साइटोप्लाज्म विभाजित है। नतीजतन, दो समकक्ष बेटी कोशिकाएं प्राप्त होती हैं, जो बाद में मां के आकार तक बढ़ती हैं। उच्चतर प्राणियों में प्रत्यक्ष कोशिका विभाजन दुर्लभ है। अप्रत्यक्ष विभाजन, या माइटोसिस, या कैरियोकाइनेसिस (चित्र 3), बहुत अधिक जटिल है, जो नाभिक में बढ़े हुए संश्लेषण और डीएनए की मात्रा के दोगुने होने की विशेषता है। इसके चार चरण होते हैं: प्रोफ़ेज़, मेटाफ़ेज़, एनाफ़ेज़ और टेलोफ़ेज़। प्रोफ़ेज़ की विशेषता है: ए) नाभिक के स्थान पर एक गेंद के रूप में पहले क्रोमैटिन थ्रेड्स का निर्माण, और फिर अलग-अलग थ्रेड्स - * हेयरपिन के रूप में क्रोमोसोम;


प्रोफ़ेज़ - कोशिका में मृत नाभिक; 2 - एक गेंद के रूप में क्रोमेटिन धागे का गठन; 3 - हेयरपिन के रूप में गुणसूत्रों का निर्माण; रूपक; 4 - मूल तारे का चरण; पश्चावस्था: 5 - गुणसूत्रों का विभाजन; सी - सितारों की बेटी का चरण; टेलोफ़ेज़: 7 - साइटोप्लाज्म का विभाजन; 8 - बेटी कोशिकाओं का निर्माण।

* कोशिका विभाजन से पहले केन्द्रक के क्रोमैटिन से क्रोमोसोम बनते हैं। उनके पास एक सुक्ष्म संरचना के साथ सर्पिल-मुड़ धागे का रूप है, जो न्यूक्लिक एसिड और प्रोटीन की नियमित व्यवस्था के कारण होता है। गुणसूत्रों की एक निश्चित जोड़ी (द्विगुणित) संख्या प्रत्येक प्रजाति के जानवरों के लिए विशिष्ट है; उदाहरण के लिए, एक बड़ा पशु 48 गुणसूत्र। भेड़ों में 5जी, सूअरों में 40 (मनुष्यों में 46)।

बी) सेंट्रीओल्स का एक दूसरे से विचलन। मेटाफ़ेज़ में, सेंट्रीओल्स कोशिका के ध्रुवों पर स्थित होते हैं, और उनके बीच गुणसूत्र भूमध्य रेखा के साथ होते हैं; तथाकथित मातृ तारा प्राप्त होता है। एनाफ़ेज़ में, गुणसूत्र विभाजित हो जाते हैं और कोशिका के ध्रुवों पर चले जाते हैं, जिससे बेटी तारे बनते हैं। टेलोफ़ेज़ में, साइटोप्लाज्म का विभाजन और बेटी कोशिकाओं का निर्माण होता है। बेटी कोशिकाओं में, गुणसूत्र फिर से एक गेंद में विलीन हो जाते हैं, और फिर नाभिक का निर्माण करते हुए दिखाई देना बंद हो जाता है। माइटोसिस कोशिका विभाजन का सबसे उन्नत तरीका है। इस तरह कोशिकाएं सामान्य रूप से एक बढ़ते हुए जीव में विभाजित होती हैं।

न्यूनीकरण विभाजन केवल रोगाणु कोशिकाओं में निहित है। यह इस तथ्य की विशेषता है कि गुणसूत्र एक अयुग्मित गुणसूत्र के अपवाद के साथ युग्मित संरचनाओं का निर्माण करते हैं, जो कोशिका के ध्रुवों की ओर विचलन करते हैं। मातृ कोशिका के विभाजन के फलस्वरूप गुणसूत्रों का आधा समूह दो संतति कोशिकाओं में पाया जाता है। एक अयुग्मित गुणसूत्र केवल एक संतति कोशिका में उपस्थित होता है। क्रोमोसोम के आधे सेट के साथ परिपक्व यौन कोशिकाएं, जो निषेचन में सक्षम हैं, नर और मादा युग्मक कहलाती हैं।