कर्नेल की संरचना और कार्य
नाभिक कोशिका का सबसे महत्वपूर्ण अंग है, यूकेरियोट्स की विशेषता है और जीव के उच्च संगठन का संकेत है। केंद्रक केंद्रीय अंग है। इसमें एक परमाणु झिल्ली, कैरियोप्लाज्म (परमाणु प्लाज्मा), एक या एक से अधिक नाभिक होते हैं (कुछ जीवों में, नाभिक में कोई नाभिक नहीं होते हैं); विभाजन की स्थिति में, नाभिक के विशेष अंग - गुणसूत्र - उत्पन्न होते हैं।
1. परमाणु लिफाफा।
नाभिकीय आवरण की संरचना कोशिका झिल्ली के समान होती है। इसमें छिद्र होते हैं जो नाभिक और साइटोप्लाज्म की सामग्री के बीच संपर्क बनाते हैं।
परमाणु लिफाफे के कार्य:
1) केंद्रक को कोशिका द्रव्य से अलग करता है;
2) केंद्रक और कोशिका के अन्य अंगकों के बीच संबंध का संचालन करता है।
2. कैरियोप्लाज्म (परमाणु प्लाज्मा)।
कैरियोप्लाज्मप्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, लवण, अन्य कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थों से युक्त एक तरल कोलाइडल सच्चा समाधान है। कैरियोप्लाज्म में सभी न्यूक्लिक एसिड होते हैं: डीएनए की लगभग पूरी आपूर्ति, सूचनात्मक, परिवहन और राइबोसोमल आरएनए। कैरियोप्लाज्म की संरचना कोशिका की कार्यात्मक अवस्था पर निर्भर करती है। यूकेरियोटिक कोशिका की दो कार्यात्मक अवस्थाएँ होती हैं: एक स्थिर अवस्था और एक विभाजन की अवस्था।
एक स्थिर अवस्था में (यह या तो विभाजनों के बीच का समय होता है, यानी, इंटरपेज़, या शरीर में एक विशेष कोशिका के सामान्य जीवन का समय), न्यूक्लिक एसिड समान रूप से कैरियोप्लाज्म में वितरित होते हैं, डीएनए को अवक्षेपित किया जाता है और संरचनात्मक रूप से अलग नहीं किया जाता है। न्यूक्लियोली (यदि कोई दिए गए सेल की विशेषता है), परमाणु लिफाफा और कैरियोप्लाज्म को छोड़कर, नाभिक में कोई अन्य अंग नहीं हैं।
विभाजन की स्थिति में, परमाणु एसिड विशेष अंग बनाते हैं - गुणसूत्र, परमाणु पदार्थ रंगीन (धुंधला करने में सक्षम) हो जाता है। विभाजन की प्रक्रिया में, परमाणु लिफाफा घुल जाता है, नाभिक गायब हो जाता है, और कैरियोप्लाज्म साइटोप्लाज्म के साथ मिल जाता है।
गुणसूत्रोंएक निश्चित आकार के विशेष रूप हैं। आकार के अनुसार, रॉड के आकार के, अलग-अलग सशस्त्र और समान-सशस्त्र गुणसूत्र, साथ ही साथ द्वितीयक संकुचन वाले गुणसूत्र प्रतिष्ठित होते हैं। गुणसूत्र शरीर में एक सेंट्रोमियर और दो भुजाएँ होती हैं।
छड़ के आकार के गुणसूत्रों में, एक हाथ बहुत बड़ा होता है, और दूसरा छोटा होता है; विषम-सशस्त्र गुणसूत्रों में, दोनों भुजाएँ एक दूसरे के अनुरूप होती हैं, लेकिन स्पष्ट रूप से आकार में भिन्न होती हैं; समान-सशस्त्र गुणसूत्रों में, भुजाओं के आयाम होते हैं वही।
प्रत्येक प्रजाति के लिए गुणसूत्रों की संख्या सख्ती से समान है और यह एक व्यवस्थित विशेषता है। यह ज्ञात है कि बहुकोशिकीय जीवों में गुणसूत्रों की संख्या के अनुसार दो प्रकार की कोशिकाएँ प्रतिष्ठित होती हैं - दैहिक (शरीर की कोशिकाएँ) और रोगाणु कोशिकाएँ, या युग्मक। दैहिक कोशिकाओं में गुणसूत्रों की संख्या (आमतौर पर, एक नियम के रूप में) रोगाणु कोशिकाओं की तुलना में दोगुनी होती है। इसलिए, दैहिक कोशिकाओं में गुणसूत्रों की संख्या को द्विगुणित (डबल) कहा जाता है, और युग्मकों में गुणसूत्रों की संख्या को अगुणित (एकल) कहा जाता है। उदाहरण के लिए, मानव शरीर की दैहिक कोशिकाओं में 46 गुणसूत्र होते हैं, यानी 23 जोड़े (यह एक द्विगुणित सेट है); मानव रोगाणु कोशिकाओं (अंडे और शुक्राणु) में 23 गुणसूत्र (अगुणित सेट) होते हैं।
युग्मित गुणसूत्रों का आकार समान होता है और वे समान कार्य करते हैं: वे समान प्रकार के लक्षणों के बारे में जानकारी रखते हैं (उदाहरण के लिए, लिंग गुणसूत्र भविष्य के जीव के क्षेत्र के बारे में जानकारी रखते हैं)।
जोड़े गए गुणसूत्र जिनकी संरचना समान होती है और समान कार्य करते हैं, उन्हें एलीलिक (समरूप) कहा जाता है।
समरूप गुणसूत्रों के विभिन्न युग्मों से संबंधित गुणसूत्रों को गैर-युग्मक कहा जाता है।
गुणसूत्रों के द्विगुणित सेट को "2n" और अगुणित सेट - "n" नामित किया गया है; इसलिए, दैहिक कोशिकाओं में 2n गुणसूत्र होते हैं, और युग्मकों में n गुणसूत्र होते हैं।
एक कोशिका में गुणसूत्रों की संख्या जीव के संगठन के स्तर का संकेतक नहीं है (ड्रोसोफिला, जो कीड़ों से संबंधित है - उच्च स्तर के संगठन के जीव, दैहिक कोशिकाओं में चार गुणसूत्र होते हैं)।
क्रोमोसोम जीन से बने होते हैं।
जीन- डीएनए अणु का एक खंड जिसमें प्रोटीन अणु की एक निश्चित संरचना एन्कोडेड होती है, जिसके कारण जीव एक या दूसरे लक्षण को प्रकट करता है, या तो किसी विशेष जीव में महसूस किया जाता है, या मूल जीव से वंशजों को प्रेषित किया जाता है।
तो, गुणसूत्र ऐसे अंग हैं जो बाद के विभाजन के समय कोशिकाओं में स्पष्ट रूप से प्रकट होते हैं। वे न्यूक्लियोप्रोटीन द्वारा बनते हैं और कोशिका में निम्नलिखित कार्य करते हैं:
1) गुणसूत्रों में किसी दिए गए जीव में निहित लक्षणों के बारे में वंशानुगत जानकारी होती है;
2) वंश को वंशानुगत जानकारी का संचरण गुणसूत्रों के माध्यम से किया जाता है।
3. न्यूक्लियोलस।
कैरियोप्लाज्म के भीतर निहित एक छोटे गोलाकार गठन को न्यूक्लियोलस कहा जाता है। नाभिक में एक या एक से अधिक न्यूक्लियोली हो सकते हैं, लेकिन न्यूक्लियोलस अनुपस्थित हो सकता है। न्यूक्लियोलस में कैरियोप्लाज्म की तुलना में मैट्रिक्स की उच्च सांद्रता होती है। इसमें न्यूक्लियोप्रोटीन, लिपोप्रोटीन, फॉस्फोप्रोटीन सहित विभिन्न प्रोटीन होते हैं।
न्यूक्लियोली का मुख्य कार्य राइबोसोमल भ्रूण का संश्लेषण है, जो पहले कैरियोप्लाज्म में प्रवेश करता है, और फिर परमाणु झिल्ली में छिद्रों के माध्यम से - साइटोप्लाज्म में एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में।
4. सामान्य मुख्य कार्य:
1) किसी दिए गए जीव की वंशानुगत विशेषताओं के बारे में लगभग सभी जानकारी नाभिक (सूचनात्मक कार्य) में केंद्रित है;
2) नाभिक, गुणसूत्रों में निहित जीन के माध्यम से, जीव की विशेषताओं को माता-पिता से संतानों (विरासत का कार्य) तक पहुंचाता है;
3) केंद्रक वह केंद्र है जो कोशिका के सभी अंगों को एक पूरे (एकीकरण कार्य) में जोड़ता है;
4) नाभिक कोशिकाओं में शारीरिक प्रक्रियाओं और जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं का समन्वय और विनियमन करता है (विनियमन कार्य)।
परमाणु लिफाफा
यह संरचना सभी यूकेरियोटिक कोशिकाओं की विशेषता है। परमाणु लिफाफे में बाहरी और आंतरिक झिल्ली होते हैं जो 20 से 60 एनएम चौड़े एक पेरिन्यूक्लियर स्पेस से अलग होते हैं। परमाणु लिफाफे में परमाणु छिद्र होते हैं।
परमाणु झिल्ली की झिल्ली अन्य इंट्रासेल्युलर झिल्लियों से रूपात्मक रूप से भिन्न नहीं होती है: वे लगभग 7 एनएम मोटी होती हैं और इसमें दो ऑस्मोफिलिक परतें होती हैं।
सामान्य तौर पर, परमाणु झिल्ली को एक खोखले दो-परत बैग के रूप में दर्शाया जा सकता है जो नाभिक की सामग्री को साइटोप्लाज्म से अलग करता है। सभी इंट्रासेल्युलर झिल्ली घटकों में से, केवल नाभिक, माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड्स में इस प्रकार की झिल्ली व्यवस्था होती है। हालांकि, परमाणु झिल्ली में एक विशिष्ट विशेषता होती है जो इसे कोशिका के अन्य झिल्ली संरचनाओं से अलग करती है। यह परमाणु झिल्ली में विशेष छिद्रों की उपस्थिति है, जो दो परमाणु झिल्ली के कई संलयन क्षेत्रों के कारण बनते हैं और पूरे परमाणु झिल्ली के गोल छिद्र होते हैं।
परमाणु लिफाफे की संरचना
परमाणु लिफाफे की बाहरी झिल्ली, जो कोशिका के कोशिका द्रव्य के सीधे संपर्क में होती है, में कई संरचनात्मक विशेषताएं होती हैं जो इसे एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की उचित झिल्ली प्रणाली के लिए जिम्मेदार ठहराती हैं। इस प्रकार, बड़ी संख्या में राइबोसोम आमतौर पर बाहरी परमाणु झिल्ली पर स्थित होते हैं। अधिकांश जानवरों और पौधों की कोशिकाओं में, परमाणु झिल्ली की बाहरी झिल्ली पूरी तरह से सपाट सतह का प्रतिनिधित्व नहीं करती है - यह साइटोप्लाज्म की ओर विभिन्न आकारों के प्रोट्रूशियंस या आउटग्रोथ बना सकती है।
आंतरिक झिल्ली नाभिक के गुणसूत्रीय पदार्थ के संपर्क में है (नीचे देखें)।
परमाणु लिफाफे में सबसे विशिष्ट और विशिष्ट संरचना परमाणु छिद्र है। खोल में छिद्र 80-90 एनएम के व्यास के साथ छेद या छिद्रों के माध्यम से दो परमाणु झिल्लियों के संलयन से बनते हैं। परमाणु लिफाफे में गोल छेद जटिल रूप से संगठित गोलाकार और तंतुमय संरचनाओं से भरा होता है। झिल्ली वेध और इन संरचनाओं के संयोजन को कोर पोयर कॉम्प्लेक्स कहा जाता है। इस प्रकार, इस बात पर जोर दिया जाता है कि परमाणु छिद्र केवल परमाणु झिल्ली में एक छेद नहीं है जिसके माध्यम से नाभिक और कोशिका द्रव्य के पदार्थ सीधे संवाद कर सकते हैं।
छिद्रों के जटिल परिसर में अष्टकोणीय समरूपता होती है। परमाणु झिल्ली में गोल छेद की सीमा के साथ कणिकाओं की तीन पंक्तियाँ होती हैं, प्रत्येक में 8 टुकड़े होते हैं: एक पंक्ति नाभिक के किनारे पर होती है, दूसरी कोशिका द्रव्य की तरफ, तीसरी मध्य भाग में स्थित होती है छिद्र। दाने का आकार लगभग 25 एनएम है। इन कणिकाओं से तंतुमय प्रक्रियाएं विस्तारित होती हैं। परिधीय कणिकाओं से फैले इस तरह के तंतु केंद्र में अभिसरण कर सकते हैं और बना सकते हैं, जैसा कि यह था, एक विभाजन, एक डायाफ्राम, पूरे छिद्र में। छेद के केंद्र में, तथाकथित केंद्रीय दाना अक्सर देखा जा सकता है।
परमाणु छिद्रों की संख्या कोशिकाओं की चयापचय गतिविधि पर निर्भर करती है: कोशिकाओं में सिंथेटिक प्रक्रियाएं जितनी अधिक होती हैं, कोशिका नाभिक की प्रति इकाई सतह पर उतने ही अधिक छिद्र होते हैं।
विभिन्न वस्तुओं में परमाणु छिद्रों की संख्या
परमाणु लिफाफा रसायन
नाभिकीय झिल्लियों की संरचना में थोड़ी मात्रा में डीएनए (0-8%), RNA (3-9%) पाए जाते हैं, लेकिन मुख्य रासायनिक घटक लिपिड (13-35%) और प्रोटीन (50-75%) हैं। , जो सभी कोशिका झिल्लियों के लिए है।
लिपिड की संरचना एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के माइक्रोसोम या झिल्लियों की झिल्लियों के समान होती है। परमाणु झिल्ली को कोलेस्ट्रॉल की अपेक्षाकृत कम सामग्री और संतृप्त फैटी एसिड में समृद्ध फॉस्फोलिपिड्स की एक उच्च सामग्री की विशेषता है।
झिल्ली अंशों की प्रोटीन संरचना बहुत जटिल होती है। प्रोटीन में, ईआर के साथ आम कई एंजाइम पाए गए (उदाहरण के लिए, ग्लूकोज-6-फॉस्फेट, एमजी-निर्भर एटीपीस, ग्लूटामेट डिहाइड्रोजनेज, आदि), आरएनए पोलीमरेज़ नहीं मिला। यहां, कई ऑक्सीडेटिव एंजाइम (साइटोक्रोम ऑक्सीडेज, एनएडीएच-साइटोक्रोम-सी-रिडक्टेज) और विभिन्न साइटोक्रोम की गतिविधियों का पता चला था।
परमाणु झिल्ली के प्रोटीन अंशों में, बुनियादी हिस्टोन-प्रकार के प्रोटीन होते हैं, जिसे क्रोमेटिन क्षेत्रों के परमाणु लिफाफे के साथ संबंध द्वारा समझाया गया है।
परमाणु लिफाफा और परमाणु-साइटोप्लाज्मिक एक्सचेंज
परमाणु झिल्ली एक प्रणाली है जो दो मुख्य कोशिका डिब्बों का परिसीमन करती है: साइटोप्लाज्म और नाभिक। परमाणु झिल्ली आयनों के लिए पूरी तरह से पारगम्य हैं, छोटे आणविक भार के पदार्थों, जैसे कि शर्करा, अमीनो एसिड, न्यूक्लियोटाइड। ऐसा माना जाता है कि 70 हजार तक के आणविक भार और 4.5 एनएम से अधिक के आकार वाले प्रोटीन स्वतंत्र रूप से खोल के माध्यम से फैल सकते हैं।
रिवर्स प्रक्रिया को भी जाना जाता है - नाभिक से साइटोप्लाज्म में पदार्थों का स्थानांतरण। यह मुख्य रूप से नाभिक में विशेष रूप से संश्लेषित आरएनए के परिवहन से संबंधित है।
नाभिक से साइटोप्लाज्म तक पदार्थों के परिवहन का एक अन्य तरीका परमाणु झिल्ली के बहिर्गमन के गठन से जुड़ा है, जिसे नाभिक से रिक्तिका के रूप में अलग किया जा सकता है, फिर उनकी सामग्री को बाहर निकाला जाता है या साइटोप्लाज्म में फेंक दिया जाता है।
इस प्रकार, परमाणु झिल्ली के कई गुणों और कार्यात्मक भार से, इसकी भूमिका पर एक बाधा के रूप में जोर दिया जाना चाहिए जो नाभिक की सामग्री को साइटोप्लाज्म से अलग करता है, बायोपॉलिमर के बड़े समुच्चय के नाभिक तक मुफ्त पहुंच को प्रतिबंधित करता है, एक बाधा जो सक्रिय रूप से नियंत्रित करती है नाभिक और साइटोप्लाज्म के बीच मैक्रोमोलेक्यूल्स का परिवहन।
परमाणु लिफाफे के मुख्य कार्यों में से एक को नाभिक के त्रि-आयामी अंतरिक्ष में गुणसूत्र सामग्री के निर्धारण में, इंट्रान्यूक्लियर ऑर्डर के निर्माण में इसकी भागीदारी माना जाना चाहिए।
कर्नेल शेल की संरचना और कार्य क्या है?
-
- 1) बाहरी और आंतरिक झिल्ली से मिलकर बनता है, जो पेरिन्यूक्लियर स्पेस से अलग होता है, और संरचना में बाहरी साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के समान होता है
2) बाहरी और आंतरिक परमाणु झिल्लियों के जंक्शन के क्षेत्र में, परमाणु छिद्र बनते हैं, जो नाभिक से और उसके लिए पदार्थों का चयनात्मक परिवहन प्रदान करते हैं।
3) परमाणु झिल्ली कोशिका द्रव्य से नाभिक की सामग्री का परिसीमन करती है - ऐसा है
- केंद्रक कोशिका का सबसे बड़ा और सबसे महत्वपूर्ण अंग है। बिना केन्द्रक वाली कोशिका थोड़े समय के लिए ही जीवित रह सकती है। नॉन-न्यूक्लियेटेड चलनी ट्यूब कोशिकाएँ जीवित कोशिकाएँ होती हैं, लेकिन वे अधिक समय तक जीवित नहीं रहती हैं। नाभिक कोशिका की जीवन प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है, और इसकी वंशानुगत जानकारी को संग्रहीत और प्रसारित भी करता है।
पादप कोशिकाओं में आमतौर पर एक नाभिक होता है, जबकि निचले पौधों (शैवाल) में एक कोशिका में कई नाभिक हो सकते हैं। न्यूक्लियस हमेशा साइटोप्लाज्म में स्थित होता है। नाभिक का आकार विभिन्न गोल, अंडाकार, दृढ़ता से लम्बा, अनियमित रूप से बहु-लोब वाला हो सकता है। कुछ कोशिकाओं में, नाभिक की आकृति इसके कामकाज के दौरान बदल जाती है, और इसकी सतह पर विभिन्न आकारों के लोब बनते हैं।
विभिन्न पौधों की कोशिकाओं में और एक ही पौधे की विभिन्न कोशिकाओं में नाभिक का आकार समान नहीं होता है। अपेक्षाकृत बड़े नाभिक युवा, विभज्योतक कोशिकाओं में पाए जाते हैं, जिसमें वे पूरे सेल आयतन के 3/4 तक कब्जा कर सकते हैं। विकसित कोशिकाओं में नाभिक के सापेक्ष और कभी-कभी पूर्ण आकार युवा लोगों की तुलना में बहुत छोटे होते हैं।
बाहर, नाभिक एक परमाणु लिफाफे से ढका होता है, जिसमें दो झिल्ली होते हैं, जिसके बीच एक अंतराल होता है, पेरिन्यूक्लियर स्पेस। खोल छिद्रों से बाधित होता है। खोल के दो झिल्लियों के बाहरी भाग में वृद्धि होती है जो सीधे साइटोप्लाज्म के एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की दीवारों में जाती है। दोनों छिद्र और एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम का पेरिन्यूक्लियर स्पेस के साथ सीधा संबंध नाभिक और साइटोप्लाज्म के बीच घनिष्ठ संपर्क प्रदान करता है।
नाभिक का आंतरिक भाग मैट्रिक्स (न्यूक्लियोप्लाज्म), क्रोमैटिन और न्यूक्लियोलस है। क्रोमैटिन और न्यूक्लियोलस मैट्रिक्स में एम्बेडेड होते हैं।
क्रोमेटिन एक निराश अवस्था में गुणसूत्र है। क्रोमोसोम, बदले में, सेंट्रोमियर पर एक पुल से जुड़े दो क्रोमैटिड से मिलकर बनता है। गुणसूत्रों का आधार एक डीएनए स्ट्रैंड है जो कोशिका प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी रखता है। कोशिका विभाजन के दौरान, डीएनए स्ट्रैंड को विशिष्ट हिस्टोन प्रोटीन की मदद से कसकर पैक किया जाता है, और क्रोमोसोम माइक्रोस्कोप के नीचे रॉड के आकार की संरचनाओं के रूप में दिखाई देते हैं।
न्यूक्लियोलस आकार में गोल या अंडाकार नाभिक का एक अलग, अधिक संकुचित भाग होता है। यह माना जाता है कि न्यूक्लियोलस आरएनए संश्लेषण का केंद्र है। विशेष रूप से, राइबोसोम का निर्माण इसकी गतिविधि पर निर्भर करता है। कोशिका विभाजन की शुरुआत से पहले न्यूक्लियोलस गायब हो जाता है और माइटोसिस के टेलोफ़ेज़ में फिर से बनता है।
न्यूक्लियोप्लाज्म (कैरियोप्लाज्म, ग्राउंड पदार्थ, मैट्रिक्स) नाभिक का जलीय चरण है, जिसमें परमाणु संरचनाओं के अपशिष्ट उत्पाद भंग रूप में होते हैं।
नाभिक की भूमिका: नाभिक सामान्य कार्यों के दो समूह करता है: एक आनुवंशिक जानकारी के वास्तविक भंडारण से संबंधित है, दूसरा - इसके कार्यान्वयन के साथ, प्रोटीन संश्लेषण के प्रावधान के साथ।
पहले समूह में अपरिवर्तित डीएनए संरचना के रूप में वंशानुगत जानकारी के रखरखाव से जुड़ी प्रक्रियाएं शामिल हैं। ये प्रक्रियाएं तथाकथित मरम्मत एंजाइमों की उपस्थिति से जुड़ी हैं, जो डीएनए अणु (डीएनए श्रृंखला में से एक में एक ब्रेक, विकिरण क्षति का हिस्सा) को सहज क्षति को समाप्त करती हैं, जो डीएनए अणुओं की संरचना को व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित रखती है। कोशिकाओं या जीवों की पीढ़ियों की। इसके अलावा, डीएनए अणुओं का प्रजनन या पुनरुत्पादन नाभिक में होता है, जिससे दो कोशिकाओं को गुणात्मक और मात्रात्मक रूप से समान मात्रा में आनुवंशिक जानकारी प्राप्त करना संभव हो जाता है। नाभिक में आनुवंशिक सामग्री के परिवर्तन और पुनर्संयोजन की प्रक्रियाएं होती हैं, जो अर्धसूत्रीविभाजन (क्रॉसिंग ओवर) के दौरान देखी जाती हैं। अंत में, कोशिका विभाजन के दौरान डीएनए अणुओं के वितरण में नाभिक सीधे शामिल होते हैं।
नाभिक की गतिविधि द्वारा प्रदान की जाने वाली सेलुलर प्रक्रियाओं का एक अन्य समूह प्रोटीन संश्लेषण के वास्तविक तंत्र का निर्माण है। यह केवल संश्लेषण नहीं है, विभिन्न दूत आरएनए और राइबोसोमल आरएनए के डीएनए अणुओं पर प्रतिलेखन है। यूकेरियोट्स के नाभिक में, राइबोसोम सबयूनिट्स का निर्माण न्यूक्लियोलस में संश्लेषित राइबोसोमल आरएनए को राइबोसोमल प्रोटीन के साथ जटिल करके भी होता है जो साइटोप्लाज्म में संश्लेषित होते हैं और नाभिक में स्थानांतरित होते हैं।
इस प्रकार, नाभिक न केवल आनुवंशिक सामग्री का एक कंटेनर है, बल्कि एक ऐसा स्थान भी है जहां यह सामग्री कार्य करती है और पुनरुत्पादन करती है। इसलिए, lil का नुकसान, ऊपर सूचीबद्ध किसी भी कार्य का उल्लंघन, संपूर्ण रूप से सेल के लिए हानिकारक है। इस प्रकार, मरम्मत प्रक्रियाओं के उल्लंघन से डीएनए की प्राथमिक संरचना में परिवर्तन होगा और स्वचालित रूप से प्रोटीन की संरचना में परिवर्तन होगा, जो निश्चित रूप से उनकी विशिष्ट गतिविधि को प्रभावित करेगा, जो कि बस गायब हो सकता है या इस तरह से बदल सकता है सेलुलर कार्य प्रदान नहीं करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कोशिका मर जाती है। डीएनए प्रतिकृति के उल्लंघन से कोशिका प्रजनन या आनुवंशिक जानकारी के एक निम्न सेट के साथ कोशिकाओं की उपस्थिति में रोक लग जाएगी, जो कोशिकाओं के लिए भी हानिकारक है। उसी परिणाम से कोशिका विभाजन के दौरान आनुवंशिक सामग्री (डीएनए अणु) के वितरण का उल्लंघन होगा। नाभिक को नुकसान के परिणामस्वरूप या आरएनए के किसी भी रूप के संश्लेषण के लिए किसी भी नियामक प्रक्रिया के उल्लंघन की स्थिति में नुकसान स्वचालित रूप से कोशिका में प्रोटीन संश्लेषण या इसके घोर उल्लंघन को रोक देगा।
आनुवंशिक सामग्री के भंडार के रूप में नाभिक का महत्व और फेनोटाइपिक लक्षणों को निर्धारित करने में इसकी मुख्य भूमिका बहुत पहले स्थापित की गई थी। जर्मन जीवविज्ञानी हैमरलिंग नाभिक की आवश्यक भूमिका का प्रदर्शन करने वाले पहले लोगों में से एक थे। उन्होंने अपने प्रयोगों के उद्देश्य के रूप में असामान्य रूप से बड़े एकल-कोशिका वाले (या गैर-सेलुलर) समुद्री शैवाल एसिटाबुलरिया को चुना।
हैमरलिंग ने दिखाया कि टोपी के सामान्य विकास के लिए एक नाभिक आवश्यक है। आगे के प्रयोगों में, जिसमें एक प्रजाति के नाभिक वाले निचले हिस्से को दूसरी प्रजाति के नाभिक से रहित डंठल से जोड़ा गया था, ऐसे चिमेरों ने हमेशा उस प्रजाति की एक विशिष्ट टोपी विकसित की, जिसमें नाभिक होता है।
परमाणु नियंत्रण के इस मॉडल का मूल्यांकन करते समय, किसी को वस्तु के रूप में उपयोग किए जाने वाले जीव की प्रधानता को ध्यान में रखना चाहिए। प्रत्यारोपण विधि को बाद में 1952 में दो अमेरिकी शोधकर्ताओं, ब्रिग्स और किंग द्वारा मेंढक राणा पिपेनिस की कोशिकाओं के साथ किए गए प्रयोगों में लागू किया गया था। इन लेखकों ने निषेचित अंडों से नाभिक को हटा दिया और उन्हें देर से ब्लास्टुला कोशिकाओं से नाभिक के साथ बदल दिया, जो पहले से ही भेदभाव के लक्षण दिखाते थे। कई मामलों में, प्राप्तकर्ता के अंडों से सामान्य वयस्क मेंढक विकसित हुए।
सेल न्यूक्लियस की बात करें तो हमारा मतलब यूकेरियोटिक कोशिकाओं के वास्तविक नाभिक से है। उनके नाभिक एक जटिल तरीके से निर्मित होते हैं और परमाणु संरचनाओं, न्यूक्लियोइड्स, प्रोकैरियोटिक जीवों से काफी भिन्न होते हैं। उत्तरार्द्ध में, न्यूक्लियोइड्स (नाभिक जैसी संरचनाएं) में एक एकल गोलाकार डीएनए अणु शामिल होता है, जो व्यावहारिक रूप से प्रोटीन से रहित होता है। कभी-कभी जीवाणु कोशिकाओं के ऐसे डीएनए अणु को जीवाणु गुणसूत्र या जीनोफोर (जीन वाहक) कहा जाता है। जीवाणु गुणसूत्र को मुख्य कोशिका द्रव्य से झिल्लियों द्वारा अलग नहीं किया जाता है, लेकिन एक कॉम्पैक्ट परमाणु क्षेत्र में इकट्ठा किया जाता है - एक न्यूक्लियॉइड जिसे विशेष दागों के बाद एक प्रकाश माइक्रोस्कोप में देखा जा सकता है।
न्यूक्लियस शब्द का प्रयोग सर्वप्रथम ब्राउन द्वारा 1833 में पादप कोशिकाओं में गोलाकार स्थायी संरचनाओं के संदर्भ में किया गया था। बाद में, उच्च जीवों की सभी कोशिकाओं में समान संरचना का वर्णन किया गया था।
कोशिका नाभिक आमतौर पर प्रति कोशिका एक होता है (बहुकेंद्रीय कोशिकाओं के उदाहरण हैं), इसमें एक परमाणु लिफाफा होता है जो इसे साइटोप्लाज्म, क्रोमैटिन, न्यूक्लियोलस, कैरियोप्लाज्म (या परमाणु रस) (चित्र।) से अलग करता है। ये चार मुख्य घटक यूकेरियोटिक एककोशिकीय और बहुकोशिकीय जीवों की लगभग सभी गैर-विभाजित कोशिकाओं में पाए जाते हैं।
नाभिक आमतौर पर गोलाकार या अंडाकार होते हैं; पूर्व का व्यास लगभग 10 माइक्रोन है, और बाद की लंबाई 20 माइक्रोन है।
कोशिका के जीवन के लिए केंद्रक आवश्यक है, क्योंकि यह उसकी सभी गतिविधियों को नियंत्रित करता है। यह इस तथ्य के कारण है कि नाभिक डीएनए में निहित आनुवंशिक (वंशानुगत) जानकारी को वहन करता है।
परमाणु लिफाफा
यह संरचना सभी यूकेरियोटिक कोशिकाओं की विशेषता है। परमाणु लिफाफे में बाहरी और आंतरिक झिल्ली होते हैं जो 20 से 60 एनएम चौड़े एक पेरिन्यूक्लियर स्पेस से अलग होते हैं। परमाणु लिफाफे में परमाणु छिद्र होते हैं।
परमाणु झिल्ली की झिल्ली अन्य इंट्रासेल्युलर झिल्लियों से रूपात्मक रूप से भिन्न नहीं होती है: वे लगभग 7 एनएम मोटी होती हैं और इसमें दो ऑस्मोफिलिक परतें होती हैं।
सामान्य तौर पर, परमाणु झिल्ली को एक खोखले दो-परत बैग के रूप में दर्शाया जा सकता है जो नाभिक की सामग्री को साइटोप्लाज्म से अलग करता है। सभी इंट्रासेल्युलर झिल्ली घटकों में से, केवल नाभिक, माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड्स में इस प्रकार की झिल्ली व्यवस्था होती है। हालांकि, परमाणु झिल्ली में एक विशिष्ट विशेषता होती है जो इसे कोशिका के अन्य झिल्ली संरचनाओं से अलग करती है। यह परमाणु झिल्ली में विशेष छिद्रों की उपस्थिति है, जो दो परमाणु झिल्ली के कई संलयन क्षेत्रों के कारण बनते हैं और पूरे परमाणु झिल्ली के गोल छिद्र होते हैं।
परमाणु लिफाफे की संरचना
परमाणु लिफाफे की बाहरी झिल्ली, जो कोशिका के कोशिका द्रव्य के सीधे संपर्क में होती है, में कई संरचनात्मक विशेषताएं होती हैं जो इसे एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की उचित झिल्ली प्रणाली के लिए जिम्मेदार ठहराती हैं। इस प्रकार, बड़ी संख्या में राइबोसोम आमतौर पर बाहरी परमाणु झिल्ली पर स्थित होते हैं। अधिकांश जानवरों और पौधों की कोशिकाओं में, परमाणु झिल्ली की बाहरी झिल्ली पूरी तरह से सपाट सतह का प्रतिनिधित्व नहीं करती है - यह साइटोप्लाज्म की ओर विभिन्न आकारों के प्रोट्रूशियंस या आउटग्रोथ बना सकती है।
आंतरिक झिल्ली नाभिक के गुणसूत्रीय पदार्थ के संपर्क में है (नीचे देखें)।
परमाणु लिफाफे में सबसे विशिष्ट और विशिष्ट संरचना परमाणु छिद्र है। खोल में छिद्र 80-90 एनएम के व्यास के साथ छेद या छिद्रों के माध्यम से दो परमाणु झिल्लियों के संलयन से बनते हैं। परमाणु लिफाफे में गोल छेद जटिल रूप से संगठित गोलाकार और तंतुमय संरचनाओं से भरा होता है। झिल्ली वेध और इन संरचनाओं के संयोजन को कोर पोयर कॉम्प्लेक्स कहा जाता है। इस प्रकार, इस बात पर जोर दिया जाता है कि परमाणु छिद्र केवल परमाणु झिल्ली में एक छेद नहीं है जिसके माध्यम से नाभिक और कोशिका द्रव्य के पदार्थ सीधे संवाद कर सकते हैं।
छिद्रों के जटिल परिसर में अष्टकोणीय समरूपता होती है। परमाणु झिल्ली में गोल छेद की सीमा के साथ कणिकाओं की तीन पंक्तियाँ होती हैं, प्रत्येक में 8 टुकड़े होते हैं: एक पंक्ति नाभिक के किनारे पर होती है, दूसरी कोशिका द्रव्य की तरफ, तीसरी मध्य भाग में स्थित होती है छिद्र। दाने का आकार लगभग 25 एनएम है। इन कणिकाओं से तंतुमय प्रक्रियाएं विस्तारित होती हैं। परिधीय कणिकाओं से फैले इस तरह के तंतु केंद्र में अभिसरण कर सकते हैं और बना सकते हैं, जैसा कि यह था, एक विभाजन, एक डायाफ्राम, पूरे छिद्र में। छेद के केंद्र में, तथाकथित केंद्रीय दाना अक्सर देखा जा सकता है।
परमाणु छिद्रों की संख्या कोशिकाओं की चयापचय गतिविधि पर निर्भर करती है: कोशिकाओं में सिंथेटिक प्रक्रियाएं जितनी अधिक होती हैं, कोशिका नाभिक की प्रति इकाई सतह पर उतने ही अधिक छिद्र होते हैं।
विभिन्न वस्तुओं में परमाणु छिद्रों की संख्या
परमाणु लिफाफा रसायन
नाभिकीय झिल्लियों की संरचना में थोड़ी मात्रा में डीएनए (0-8%), RNA (3-9%) पाए जाते हैं, लेकिन मुख्य रासायनिक घटक लिपिड (13-35%) और प्रोटीन (50-75%) हैं। , जो सभी कोशिका झिल्लियों के लिए है।
लिपिड की संरचना एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के माइक्रोसोम या झिल्लियों की झिल्लियों के समान होती है। परमाणु झिल्ली को कोलेस्ट्रॉल की अपेक्षाकृत कम सामग्री और संतृप्त फैटी एसिड में समृद्ध फॉस्फोलिपिड्स की एक उच्च सामग्री की विशेषता है।
झिल्ली अंशों की प्रोटीन संरचना बहुत जटिल होती है। प्रोटीन में, ईआर के साथ आम कई एंजाइम पाए गए (उदाहरण के लिए, ग्लूकोज-6-फॉस्फेट, एमजी-निर्भर एटीपीस, ग्लूटामेट डिहाइड्रोजनेज, आदि), आरएनए पोलीमरेज़ नहीं मिला। यहां, कई ऑक्सीडेटिव एंजाइम (साइटोक्रोम ऑक्सीडेज, एनएडीएच-साइटोक्रोम-सी-रिडक्टेज) और विभिन्न साइटोक्रोम की गतिविधियों का पता चला था।
परमाणु झिल्ली के प्रोटीन अंशों में, बुनियादी हिस्टोन-प्रकार के प्रोटीन होते हैं, जिसे क्रोमेटिन क्षेत्रों के परमाणु लिफाफे के साथ संबंध द्वारा समझाया गया है।
परमाणु लिफाफा और परमाणु-साइटोप्लाज्मिक एक्सचेंज
परमाणु झिल्ली एक प्रणाली है जो दो मुख्य कोशिका डिब्बों का परिसीमन करती है: साइटोप्लाज्म और नाभिक। परमाणु झिल्ली आयनों के लिए पूरी तरह से पारगम्य हैं, छोटे आणविक भार के पदार्थों, जैसे कि शर्करा, अमीनो एसिड, न्यूक्लियोटाइड। ऐसा माना जाता है कि 70 हजार तक के आणविक भार और 4.5 एनएम से अधिक के आकार वाले प्रोटीन स्वतंत्र रूप से खोल के माध्यम से फैल सकते हैं।
रिवर्स प्रक्रिया को भी जाना जाता है - नाभिक से साइटोप्लाज्म में पदार्थों का स्थानांतरण। यह मुख्य रूप से नाभिक में विशेष रूप से संश्लेषित आरएनए के परिवहन से संबंधित है।
नाभिक से साइटोप्लाज्म तक पदार्थों के परिवहन का एक अन्य तरीका परमाणु झिल्ली के बहिर्गमन के गठन से जुड़ा है, जिसे नाभिक से रिक्तिका के रूप में अलग किया जा सकता है, फिर उनकी सामग्री को बाहर निकाला जाता है या साइटोप्लाज्म में फेंक दिया जाता है।
इस प्रकार, परमाणु झिल्ली के कई गुणों और कार्यात्मक भार से, इसकी भूमिका पर एक बाधा के रूप में जोर दिया जाना चाहिए जो नाभिक की सामग्री को साइटोप्लाज्म से अलग करता है, बायोपॉलिमर के बड़े समुच्चय के नाभिक तक मुफ्त पहुंच को प्रतिबंधित करता है, एक बाधा जो सक्रिय रूप से नियंत्रित करती है नाभिक और साइटोप्लाज्म के बीच मैक्रोमोलेक्यूल्स का परिवहन।
परमाणु लिफाफे के मुख्य कार्यों में से एक को नाभिक के त्रि-आयामी अंतरिक्ष में गुणसूत्र सामग्री के निर्धारण में, इंट्रान्यूक्लियर ऑर्डर के निर्माण में इसकी भागीदारी माना जाना चाहिए।
परमाणु मैट्रिक्स
यह परिसर कुछ शुद्ध अंश का प्रतिनिधित्व नहीं करता है, इसमें परमाणु लिफाफे, न्यूक्लियोलस और कैरियोप्लाज्म के घटक शामिल हैं। विषम आरएनए और डीएनए का हिस्सा दोनों ही परमाणु मैट्रिक्स से जुड़े हुए हैं। इन अवलोकनों ने यह मानने का आधार दिया कि परमाणु मैट्रिक्स न केवल इंटरफेज़ न्यूक्लियस की समग्र संरचना को बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, बल्कि न्यूक्लिक एसिड संश्लेषण के नियमन में भी शामिल हो सकता है।
जीन के लिंक किए गए वंशानुक्रम के उल्लंघन के परिणामों का विश्लेषण आपको गुणसूत्र में जीन के अनुक्रम को निर्धारित करने और आनुवंशिक मानचित्र बनाने की अनुमति देता है। "क्रॉसओवर फ़्रीक्वेंसी" और "जीन के बीच की दूरी" की अवधारणाएँ कैसे संबंधित हैं? विकासवादी अनुसंधान के लिए विभिन्न वस्तुओं के आनुवंशिक मानचित्रों के अध्ययन का क्या महत्व है?
व्याख्या।
1. एक ही गुणसूत्र पर स्थित दो जीनों के बीच क्रॉसओवर की आवृत्ति (प्रतिशत) उनके बीच की दूरी के समानुपाती होती है। दो जीनों के बीच क्रॉसओवर कम बार होता है, वे एक-दूसरे के जितने करीब होते हैं। जैसे-जैसे जीनों के बीच की दूरी बढ़ती है, दो अलग-अलग समरूप गुणसूत्रों पर उन्हें पार करने की संभावना अधिक से अधिक बढ़ जाती है।
एक गुणसूत्र पर जीन की रैखिक व्यवस्था और जीन के बीच की दूरी के संकेतक के रूप में पार करने की आवृत्ति के आधार पर, गुणसूत्रों के नक्शे बनाए जा सकते हैं।
2. विकासवादी प्रक्रिया के अध्ययन में विभिन्न प्रकार के जीवों के आनुवंशिक मानचित्रों की तुलना की जाती है।
जैसे डीएनए विश्लेषण आपको दो लोगों के बीच संबंधों की डिग्री निर्धारित करने की अनुमति देता है, वही डीएनए विश्लेषण (व्यक्तिगत जीन या संपूर्ण जीनोम की तुलना) आपको प्रजातियों के बीच संबंधों की डिग्री का पता लगाने और संचित मतभेदों की संख्या जानने की अनुमति देता है, शोधकर्ताओं दो प्रजातियों के विचलन का समय निर्धारित करें, अर्थात वह समय जब उनके अंतिम सामान्य पूर्वज रहते थे।
टिप्पणी.
आणविक आनुवंशिकी के विकास के साथ, यह दिखाया गया कि विकास की प्रक्रिया उत्परिवर्तन के रूप में जीनोम में निशान छोड़ती है। उदाहरण के लिए, चिंपैंजी और मनुष्यों के जीनोम 96% समान हैं, और कुछ क्षेत्र जो भिन्न हैं, हमें उनके सामान्य पूर्वज के अस्तित्व का समय निर्धारित करने की अनुमति देते हैं।
जैसे डीएनए विश्लेषण आपको दो लोगों के बीच संबंधों की डिग्री निर्धारित करने की अनुमति देता है, वही डीएनए विश्लेषण (व्यक्तिगत जीन या संपूर्ण जीनोम की तुलना) आपको प्रजातियों के बीच संबंधों की डिग्री का पता लगाने और संचित मतभेदों की संख्या जानने की अनुमति देता है, शोधकर्ताओं दो प्रजातियों के विचलन का समय निर्धारित करें, अर्थात वह समय जब उनके अंतिम सामान्य पूर्वज रहते थे। उदाहरण के लिए, पैलियोन्टोलॉजिकल डेटा के अनुसार, मनुष्यों और चिंपैंजी के सामान्य पूर्वज लगभग 6 मिलियन वर्ष पहले रहते थे (उदाहरण के लिए, ओरोरिन और सहेलथ्रोपस के जीवाश्म खोज, मानव और चिंपैंजी के सामान्य पूर्वज के रूप में रूपात्मक रूप से करीब हैं, इस उम्र के हैं)। जीनोम के बीच अंतर की देखी गई संख्या प्राप्त करने के लिए, प्रत्येक अरब न्यूक्लियोटाइड के लिए प्रति पीढ़ी औसतन 20 परिवर्तन होने चाहिए थे।
मानव डीएनए मकाक डीएनए से 78%, बुल 28%, चूहा 17%, सैल्मन 8%, ई. कोलाई 2% द्वारा समरूप है।
एक फ़ाइलोजेनेटिक पेड़ बनाने के लिए, यह कुछ जीनों पर विचार करने के लिए पर्याप्त है जो सभी जीवों में मौजूद हैं जिन्हें हम इस पेड़ में शामिल करना चाहते हैं (आमतौर पर, अधिक जीन, अधिक सांख्यिकीय रूप से विश्वसनीय पेड़ के तत्व प्राप्त होते हैं - शाखा क्रम और शाखा की लंबाई)।
यह संभव है, आनुवंशिक तकनीकों (गुणसूत्रों की संरचना का अध्ययन, आनुवंशिक मानचित्रों की तुलना करना, जीनों के एलील्स की स्थापना) का उपयोग करना, पर्याप्त सटीकता के साथ निर्धारित करने के लिए कई संबंधित प्रजातियों के फ़ाइलोजेनी को उस समय की अवधि में निर्धारित करना, जिसके दौरान वे सामान्य क्रम से अलग हो गए थे। लेकिन यह दृष्टिकोण केवल बहुत करीबी रूपों पर लागू होता है, अच्छी तरह से आनुवंशिक रूप से अध्ययन किया जाता है और, अधिमानतः, एक दूसरे के साथ पार किया जाता है, अर्थात। बहुत कम और बहुत संकीर्ण व्यवस्थित समूहों के लिए जो अपेक्षाकृत हाल ही में उत्पन्न हुए हैं।
