झिल्ली बड़ी संख्या में विभिन्न कार्य करती है:

झिल्ली एक अंग या कोशिका के आकार का निर्धारण करते हैं;

रुकावट: घुलनशील पदार्थों के आदान-प्रदान को नियंत्रित करें (उदाहरण के लिए, आयन Na + , K + , Cl -) आंतरिक और बाहरी डिब्बे के बीच;

ऊर्जा: माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्लियों पर एटीपी संश्लेषण और क्लोरोप्लास्ट झिल्ली में प्रकाश संश्लेषण; होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए एक सतह बनाते हैं (माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली पर फॉस्फोराइलेशन);

एक संरचना है जो रासायनिक संकेतों की पहचान प्रदान करती है (हार्मोन और न्यूरोट्रांसमीटर रिसेप्टर्स झिल्ली पर स्थित होते हैं);

इंटरसेलुलर इंटरैक्शन में भूमिका निभाते हैं और सेल मूवमेंट को बढ़ावा देते हैं।

झिल्ली के पार परिवहन। झिल्ली में घुलनशील पदार्थों के लिए चयनात्मक पारगम्यता होती है, जिसके लिए आवश्यक है:

बाह्य वातावरण से कोशिका का पृथक्करण;

सेल में प्रवेश सुनिश्चित करना और इसमें आवश्यक अणुओं (जैसे लिपिड, ग्लूकोज और अमीनो एसिड) को बनाए रखना, साथ ही सेल से चयापचय उत्पादों (अनावश्यक सहित) को हटाना;

एक ट्रांसमेम्ब्रेन आयन ग्रेडिएंट को बनाए रखना।

इंट्रासेल्युलर ऑर्गेनेल में एक चुनिंदा पारगम्य झिल्ली भी हो सकती है। उदाहरण के लिए, लाइसोसोम में, झिल्ली साइटोसोल की तुलना में 1000-10000 गुना अधिक हाइड्रोजन आयनों (H +) की सांद्रता बनाए रखती है।

झिल्ली के पार परिवहन हो सकता है निष्क्रिय, हल्केया सक्रिय.

नकारात्मक परिवहनएक एकाग्रता या विद्युत रासायनिक ढाल के साथ अणुओं या आयनों की गति है। यह साधारण विसरण हो सकता है, जैसे गैसों (उदाहरण के लिए, O 2 और CO 2) या प्लाज्मा झिल्ली में प्रवेश करने वाले साधारण अणु (इथेनॉल) के मामले में। साधारण विसरण में, बाह्य कोशिकीय द्रव में घुले छोटे अणु क्रमिक रूप से झिल्ली में और फिर अंतःकोशिकीय द्रव में घुल जाते हैं। यह प्रक्रिया गैर-विशिष्ट है, जबकि झिल्ली के माध्यम से प्रवेश की दर अणु के हाइड्रोफोबिसिटी की डिग्री, यानी इसकी वसा घुलनशीलता से निर्धारित होती है। लिपिड बाईलेयर में प्रसार की दर हाइड्रोफोबिसिटी के साथ-साथ ट्रांसमेम्ब्रेन एकाग्रता ढाल या विद्युत रासायनिक ढाल के लिए सीधे आनुपातिक है।

सुगम प्रसार एक झिल्ली के पार अणुओं की तीव्र गति है जिसे विशिष्ट झिल्ली प्रोटीन द्वारा पर्मीज़ कहा जाता है। यह प्रक्रिया विशिष्ट है, यह साधारण प्रसार की तुलना में तेजी से आगे बढ़ती है, लेकिन इसमें परिवहन की गति सीमा होती है।

सुगम प्रसार आमतौर पर पानी में घुलनशील पदार्थों की विशेषता है। अधिकांश (यदि सभी नहीं) झिल्ली ट्रांसपोर्टर प्रोटीन होते हैं। सुगम प्रसार के दौरान वाहकों के कामकाज के विशिष्ट तंत्र का पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है। उदाहरण के लिए, वे झिल्ली में घूर्णी गति द्वारा स्थानांतरण प्रदान कर सकते हैं। हाल ही में, जानकारी सामने आई है कि वाहक प्रोटीन, परिवहन किए गए पदार्थ के संपर्क में आने पर, अपनी रचना को बदल देते हैं, जिसके परिणामस्वरूप अजीबोगरीब "गेट्स" या झिल्ली में चैनल खुल जाते हैं। ये परिवर्तन तब जारी ऊर्जा के कारण होते हैं जब परिवहन किया गया पदार्थ प्रोटीन से बंध जाता है। रिले टाइप ट्रांसफर भी संभव है। इस मामले में, वाहक स्वयं स्थिर रहता है, और आयन इसके साथ एक हाइड्रोफिलिक बंधन से दूसरे में चले जाते हैं।

इस प्रकार के वाहक के लिए एंटीबायोटिक ग्रैमिकिडिन एक मॉडल के रूप में काम कर सकता है। झिल्ली की लिपिड परत में, इसका लंबा रैखिक अणु एक सर्पिल का रूप लेता है और एक हाइड्रोफिलिक चैनल बनाता है जिसके माध्यम से K आयन ढाल के साथ पलायन कर सकता है।

जैविक झिल्लियों में प्राकृतिक चैनलों के अस्तित्व के प्रायोगिक साक्ष्य प्राप्त हुए हैं। परिवहन प्रोटीन को झिल्ली के माध्यम से ले जाने वाले पदार्थ के संबंध में उच्च विशिष्टता की विशेषता होती है, जो कई गुणों में एंजाइम जैसा दिखता है। वे पीएच के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं, स्थानांतरित पदार्थ की संरचना में समान यौगिकों द्वारा प्रतिस्पर्धात्मक रूप से बाधित होते हैं, और गैर-प्रतिस्पर्धी रूप से - ऐसे एजेंटों द्वारा जो प्रोटीन के विशिष्ट कार्यात्मक समूहों को बदलते हैं।

सुगम प्रसार न केवल गति में, बल्कि संतृप्त करने की क्षमता में भी सामान्य से भिन्न होता है। पदार्थों के स्थानांतरण की दर में वृद्धि केवल कुछ निश्चित सीमा तक एकाग्रता ढाल की वृद्धि के अनुपात में होती है। उत्तरार्द्ध वाहक की "शक्ति" द्वारा निर्धारित किया जाता है।

सक्रिय परिवहन एटीपी हाइड्रोलिसिस की ऊर्जा के कारण एक एकाग्रता ढाल के खिलाफ एक झिल्ली में आयनों या अणुओं की गति है। सक्रिय आयन परिवहन के तीन मुख्य प्रकार हैं:

सोडियम-पोटेशियम पंप - Na + /K + -एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (ATPase), Na + बाहर और K + अंदर ले जाना;

कैल्शियम (Ca 2+) पंप - Ca 2+ -ATPase, जो Ca 2+ को सेल या साइटोसोल से सार्कोप्लास्मिक रेटिकुलम तक पहुंचाता है;

प्रोटॉन पंप - H + -ATPase। सक्रिय परिवहन द्वारा बनाए गए आयन ग्रेडिएंट का उपयोग अन्य अणुओं जैसे कि कुछ अमीनो एसिड और शर्करा (द्वितीयक सक्रिय परिवहन) को सक्रिय रूप से परिवहन के लिए किया जा सकता है।

कोट्रांसपोर्ट- यह एक आयन या अणु का परिवहन है, जो दूसरे आयन के स्थानांतरण के साथ युग्मित है। सिम्पॉर्ट- दोनों अणुओं का एक साथ एक दिशा में स्थानांतरण; एंटीपोर्ट- दोनों अणुओं का एक साथ विपरीत दिशाओं में स्थानांतरण। यदि परिवहन को दूसरे आयन के स्थानांतरण के साथ नहीं जोड़ा जाता है, तो इस प्रक्रिया को कहा जाता है यूनीपोर्ट. सुविधाजनक प्रसार और सक्रिय परिवहन की प्रक्रिया में दोनों के साथ कोट्रांसपोर्ट संभव है।

ग्लूकोज को सुगम विसरण द्वारा सुगम तरीके से ले जाया जा सकता है। आयनों Cl - और HCO 3 - को एरिथ्रोसाइट्स की झिल्ली के माध्यम से एंटीपोर्ट के प्रकार के अनुसार बैंड 3 नामक वाहक द्वारा सुगम प्रसार द्वारा ले जाया जाता है। इस मामले में, Cl - और HCO 3 - को विपरीत दिशाओं में स्थानांतरित किया जाता है, और स्थानांतरण की दिशा प्रचलित एकाग्रता ढाल द्वारा निर्धारित की जाती है।

सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध आयनों के सक्रिय परिवहन के लिए एटीपी से एडीपी: एटीपी एडीपी + एफ (अकार्बनिक फॉस्फेट) के हाइड्रोलिसिस के दौरान जारी ऊर्जा की आवश्यकता होती है। सक्रिय परिवहन, साथ ही सुगम प्रसार, की विशेषता है: विशिष्टता, अधिकतम दर सीमा (यानी, गतिज वक्र एक पठार तक पहुंचता है), और अवरोधकों की उपस्थिति। एक उदाहरण Na + /K + - ATPase द्वारा किया गया प्राथमिक सक्रिय परिवहन है। इस एंटीपोर्ट खंड प्रणाली के कामकाज के लिए Na + , K + और मैग्नीशियम आयनों की उपस्थिति की आवश्यकता होती है। यह लगभग सभी पशु कोशिकाओं में मौजूद है, और इसकी एकाग्रता विशेष रूप से उत्तेजक ऊतकों (उदाहरण के लिए, नसों और मांसपेशियों में) और कोशिकाओं में अधिक होती है जो प्लाज्मा झिल्ली के माध्यम से Na + की गति में सक्रिय रूप से शामिल होती हैं (उदाहरण के लिए, में गुर्दे और लार ग्रंथियों की कोर्टिकल परत)।

ATPase एंजाइम अपने आप में एक ओलिगोमर है जिसमें प्रत्येक 110 kDa के 2-सबयूनिट्स और प्रत्येक में 55 kDa के 2 ग्लाइकोप्रोटीन-सबयूनिट्स होते हैं। फॉस्फोराइलेशन के लिए Na + और Mg 2+ की आवश्यकता होती है, लेकिन K + की नहीं, जबकि डीफॉस्फोराइलेशन के लिए K + की आवश्यकता होती है, लेकिन Na + या Mg 2+ की नहीं। विभिन्न ऊर्जा स्तरों के साथ प्रोटीन परिसर की दो गठनात्मक अवस्थाओं का वर्णन किया गया है, जिन्हें आमतौर पर ई 1 और ई 2 के रूप में दर्शाया जाता है, इसलिए एटीपीस को भी कहा जाता है। ई वाहक टाइप करें 1 - इ 2 . कार्डियक ग्लाइकोसाइड, उदाहरण के लिए डायजोक्सिनऔर उबैन, ATPase की गतिविधि को रोकें। पानी में इसकी अच्छी घुलनशीलता के कारण, सोडियम पंप का अध्ययन करने के लिए प्रयोगात्मक अध्ययनों में ouabain का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

Na + /K + - ATPase के कार्य का आम तौर पर स्वीकृत विचार इस प्रकार है। Na और ATP आयन Mg 2+ की उपस्थिति में ATPase अणु से जुड़े रहते हैं। Na आयनों का बंधन एटीपी हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया को ट्रिगर करता है, जिसके परिणामस्वरूप एडीपी और एंजाइम के फॉस्फोराइलेटेड रूप का निर्माण होता है। फॉस्फोराइलेशन एंजाइमी प्रोटीन के एक नए गठनात्मक राज्य में संक्रमण को प्रेरित करता है, और ना-असर वाली साइट या साइट बाहरी वातावरण का सामना कर रही है। यहाँ, K + के लिए Na + का आदान-प्रदान किया जाता है, क्योंकि एंजाइम के फॉस्फोराइलेटेड रूप को K आयनों के लिए एक उच्च आत्मीयता की विशेषता है। मूल संरचना के लिए एंजाइम का रिवर्स संक्रमण फॉस्फोरिल समूह के हाइड्रोलाइटिक क्लेवाज के रूप में शुरू होता है अकार्बनिक फॉस्फेट और कोशिका के आंतरिक भाग में K + की रिहाई के साथ होता है। एंजाइम की डीफॉस्फोराइलेटेड सक्रिय साइट एक नया एटीपी अणु संलग्न करने में सक्षम है, और चक्र दोहराता है।

पंप के संचालन के परिणामस्वरूप सेल में प्रवेश करने वाले K और Na आयनों की मात्रा एक दूसरे के बराबर नहीं होती है। तीन उत्सर्जित Na आयनों के लिए, एक ATP अणु के साथ-साथ हाइड्रोलिसिस के साथ दो पेश किए गए K आयन होते हैं। झिल्ली के विपरीत किनारों पर चैनल के खुलने और बंद होने और Na और K बाइंडिंग की दक्षता में वैकल्पिक परिवर्तन एटीपी हाइड्रोलिसिस की ऊर्जा द्वारा प्रदान किया जाता है। परिवहन किए गए आयन - Na और K - इस एंजाइमी प्रतिक्रिया के सहकारक। सैद्धांतिक रूप से, इस सिद्धांत पर काम करने वाले विभिन्न प्रकार के पंपों की कल्पना करना संभव है, हालांकि वर्तमान में उनमें से कुछ ही ज्ञात हैं।

ग्लूकोज का परिवहन।ग्लूकोज परिवहन सुगम प्रसार और सक्रिय परिवहन दोनों के रूप में हो सकता है, पहले मामले में यह एक यूनिपोर्ट के रूप में आगे बढ़ता है, दूसरे में - एक सिमपोर्ट के रूप में। सुगम प्रसार द्वारा ग्लूकोज को एरिथ्रोसाइट्स में ले जाया जा सकता है। एरिथ्रोसाइट्स में ग्लूकोज परिवहन के लिए माइकलिस स्थिरांक (किमी) लगभग 1.5 mmol/L है (अर्थात, इस ग्लूकोज सांद्रता पर, उपलब्ध परमीज़ अणुओं का लगभग 50% ग्लूकोज अणुओं के लिए बाध्य होगा)। चूंकि मानव रक्त में ग्लूकोज की सांद्रता 4-6 mmol / l है, इसलिए एरिथ्रोसाइट्स द्वारा इसका अवशोषण लगभग अधिकतम दर पर होता है। परमीज की विशिष्टता पहले से ही इस तथ्य में प्रकट होती है कि एल-आइसोमर को डी-गैलेक्टोज और डी-मैननोज के विपरीत लगभग एरिथ्रोसाइट्स में नहीं ले जाया जाता है, लेकिन परिवहन प्रणाली की अर्ध-संतृप्ति प्राप्त करने के लिए उनकी उच्च सांद्रता की आवश्यकता होती है। एक बार कोशिका के अंदर, ग्लूकोज फास्फारिलीकरण से गुजरता है और अब कोशिका को छोड़ने में सक्षम नहीं है। ग्लूकोज के लिए पर्मेज को डी-हेक्सोज परमीज भी कहा जाता है। यह 45 kD के आणविक भार के साथ एक अभिन्न झिल्ली प्रोटीन है।

ग्लूकोज को कई ऊतकों के प्लाज्मा झिल्ली में पाए जाने वाले Na + -निर्भर सिम्पॉर्ट सिस्टम द्वारा भी ले जाया जा सकता है, जिसमें गुर्दे और आंतों के उपकला के नलिकाएं शामिल हैं। इस मामले में, एक ग्लूकोज अणु को एकाग्रता ढाल के खिलाफ सुगम प्रसार द्वारा ले जाया जाता है, और एक Na आयन को एकाग्रता ढाल के साथ ले जाया जाता है। पूरी प्रणाली अंततः Na + /K + - ATPase के पंपिंग फ़ंक्शन के माध्यम से कार्य करती है। इस प्रकार, सिमपोर्ट एक द्वितीयक सक्रिय परिवहन प्रणाली है। अमीनो एसिड एक समान तरीके से ले जाया जाता है।

सीए 2+ -पंपई 1 - ई 2 प्रकार की एक सक्रिय परिवहन प्रणाली है, जिसमें एक अभिन्न झिल्ली प्रोटीन होता है, जो सीए 2+ स्थानांतरण की प्रक्रिया में एक एस्पार्टेट अवशेष पर फॉस्फोराइलेट होता है। प्रत्येक एटीपी अणु के हाइड्रोलिसिस के दौरान, दो सीए 2+ आयन स्थानांतरित होते हैं। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, Ca 2+ कैल्शियम-बाध्यकारी प्रोटीन से बंध सकता है जिसे कहा जाता है शांतोडुलिन, और पूरा परिसर Ca 2+ पंप से जुड़ जाता है। सीए 2+ -बाइंडिंग प्रोटीन में ट्रोपोनिन सी और परवलब्यूमिन भी शामिल हैं।

Ca आयन, Na आयनों की तरह, Ca 2+ -ATPase द्वारा कोशिकाओं से सक्रिय रूप से हटा दिए जाते हैं। एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्लियों में विशेष रूप से कैल्शियम पंप प्रोटीन की एक बड़ी मात्रा होती है। एटीपी हाइड्रोलिसिस और सीए 2+ स्थानांतरण के लिए अग्रणी रासायनिक प्रतिक्रियाओं की श्रृंखला को निम्नलिखित समीकरणों के रूप में लिखा जा सकता है:

2Ca n + ATP + E 1 Ca 2 - E - P + ADP

सीए 2 - ई - पी 2 सीए एक्सटी + पीओ 4 3- + ई 2

San - Ca2 +, बाहर कहाँ स्थित है;

सीए एक्सट - सीए 2+ अंदर स्थित है;

ई 1 और ई 2 - वाहक एंजाइम के विभिन्न रूपांतर, जिनमें से एक से दूसरे में संक्रमण एटीपी ऊर्जा के उपयोग से जुड़ा होता है।

साइटोप्लाज्म से एच + को सक्रिय रूप से हटाने की प्रणाली दो प्रकार की प्रतिक्रियाओं द्वारा समर्थित है: इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला (रेडॉक्स श्रृंखला) और एटीपी हाइड्रोलिसिस की गतिविधि। रेडॉक्स और हाइड्रोलाइटिक एच + पंप दोनों प्रकाश या रासायनिक ऊर्जा को एच + ऊर्जा (यानी, प्रोकैरियोट्स के प्लाज्मा झिल्ली, क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया के संयुग्मित झिल्ली) में परिवर्तित करने में सक्षम झिल्ली में स्थित हैं। H + ATPase और / या रेडॉक्स श्रृंखला के काम के परिणामस्वरूप, प्रोटॉन का अनुवाद किया जाता है, और झिल्ली पर एक प्रोटॉन-प्रेरक बल (H +) दिखाई देता है। हाइड्रोजन आयनों की विद्युत रासायनिक प्रवणता, जैसा कि अध्ययन से पता चलता है, का उपयोग बड़ी संख्या में मेटाबोलाइट्स - आयनों, अमीनो एसिड, शर्करा, आदि के संयुग्मित परिवहन (द्वितीयक सक्रिय परिवहन) के लिए किया जा सकता है।

प्लाज्मा झिल्ली की गतिविधि कोशिका द्वारा बड़े आणविक भार के साथ ठोस और तरल पदार्थों के अवशोषण से जुड़ी होती है, - phagocytosisऔर पिनोसाइटोसिस(गेर्च से। फागोस- वहाँ है , पिनोस- पीना, साइटोस- कोशिका)। कोशिका झिल्ली जेब बनाती है, या आक्रमण करती है, जो बाहर से पदार्थों को खींचती है। फिर इस तरह के आक्रमणों को बंद कर दिया जाता है और बाहरी वातावरण (पिनोसाइटोसिस) या ठोस कणों (फागोसाइटोसिस) की एक झिल्ली से घिरा होता है। पिनोसाइटोसिस कोशिकाओं की एक विस्तृत विविधता में मनाया जाता है, खासकर उन अंगों में जहां अवशोषण प्रक्रियाएं होती हैं।

कोशिका झिल्ली- यह एक कोशिका झिल्ली है जो निम्नलिखित कार्य करती है: कोशिका और बाहरी वातावरण की सामग्री को अलग करना, पदार्थों का चयनात्मक परिवहन (कोशिका के लिए बाहरी वातावरण के साथ विनिमय), कुछ जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की साइट, कोशिकाओं का एकीकरण ऊतकों और रिसेप्शन में।

कोशिका झिल्ली को प्लाज्मा (इंट्रासेल्युलर) और बाहरी में विभाजित किया जाता है। किसी भी झिल्ली का मुख्य गुण अर्ध-पारगम्यता है, अर्थात केवल कुछ पदार्थों को पारित करने की क्षमता। यह सेल और बाहरी वातावरण के बीच चयनात्मक विनिमय, या सेल के डिब्बों के बीच विनिमय की अनुमति देता है।

प्लाज्मा झिल्ली लिपोप्रोटीन संरचनाएं हैं। लिपिड अनायास एक द्विपरत (दोहरी परत) बनाते हैं, और झिल्ली प्रोटीन इसमें "तैरते हैं"। झिल्लियों में कई हजार अलग-अलग प्रोटीन होते हैं: संरचनात्मक, वाहक, एंजाइम, आदि। प्रोटीन अणुओं के बीच छिद्र होते हैं जिसके माध्यम से हाइड्रोफिलिक पदार्थ गुजरते हैं (लिपिड बाईलेयर कोशिका में उनके सीधे प्रवेश को रोकता है)। ग्लाइकोसिल समूह (मोनोसेकेराइड और पॉलीसेकेराइड) झिल्ली की सतह पर कुछ अणुओं से जुड़े होते हैं, जो ऊतक निर्माण के दौरान कोशिका की पहचान की प्रक्रिया में शामिल होते हैं।

झिल्ली उनकी मोटाई में भिन्न होती है, आमतौर पर 5 और 10 एनएम के बीच। मोटाई एम्फीफिलिक लिपिड अणु के आकार से निर्धारित होती है और 5.3 एनएम है। झिल्ली की मोटाई में और वृद्धि झिल्ली प्रोटीन परिसरों के आकार के कारण होती है। बाहरी स्थितियों (कोलेस्ट्रॉल नियामक है) के आधार पर, बिलीयर की संरचना बदल सकती है ताकि यह अधिक घना या तरल हो जाए - झिल्ली के साथ पदार्थों की गति की गति इस पर निर्भर करती है।

कोशिका झिल्लियों में शामिल हैं: प्लास्मलेम्मा, कैरियोलेमा, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्ली, गॉल्जी उपकरण, लाइसोसोम, पेरोक्सीसोम, माइटोकॉन्ड्रिया, समावेशन, आदि।

लिपिड पानी (हाइड्रोफोबिसिटी) में अघुलनशील होते हैं, लेकिन कार्बनिक सॉल्वैंट्स और वसा (लिपोफिलिसिटी) में आसानी से घुलनशील होते हैं। विभिन्न झिल्लियों में लिपिड की संरचना समान नहीं होती है। उदाहरण के लिए, प्लाज्मा झिल्ली में बहुत अधिक कोलेस्ट्रॉल होता है। झिल्ली में लिपिड में से, सबसे आम फॉस्फोलिपिड्स (ग्लिसरोफॉस्फेटाइड्स), स्फिंगोमाइलिन्स (स्फिंगोलिपिड्स), ग्लाइकोलिपिड्स और कोलेस्ट्रॉल हैं।

फॉस्फोलिपिड्स, स्फिंगोमाइलिन्स, ग्लाइकोलिपिड्स में दो कार्यात्मक रूप से अलग-अलग भाग होते हैं: हाइड्रोफोबिक गैर-ध्रुवीय, जो चार्ज नहीं करता है - फैटी एसिड से युक्त "पूंछ", और हाइड्रोफिलिक, जिसमें चार्ज ध्रुवीय "सिर" होते हैं - अल्कोहल समूह (उदाहरण के लिए, ग्लिसरॉल)।

अणु के हाइड्रोफोबिक भाग में आमतौर पर दो फैटी एसिड होते हैं। एसिड में से एक सीमित है, और दूसरा असंतृप्त है। यह लिपिड की क्षमता को स्वचालित रूप से दो-परत (बिलीपिड) झिल्ली संरचनाओं को बनाने के लिए निर्धारित करता है। झिल्ली लिपिड निम्नलिखित कार्य करते हैं: बाधा, परिवहन, प्रोटीन का सूक्ष्म वातावरण, झिल्ली का विद्युत प्रतिरोध।

झिल्ली प्रोटीन अणुओं के एक समूह द्वारा एक दूसरे से भिन्न होती है। कई झिल्ली प्रोटीन में ध्रुवीय (आवेश-वहन) अमीनो एसिड और गैर-ध्रुवीय अमीनो एसिड (ग्लाइसिन, ऐलेनिन, वेलिन, ल्यूसीन) वाले क्षेत्रों से समृद्ध क्षेत्र होते हैं। झिल्ली की लिपिड परतों में ऐसे प्रोटीन इस तरह से स्थित होते हैं कि उनके गैर-ध्रुवीय क्षेत्र झिल्ली के "वसा" भाग में डूबे हुए होते हैं, जहां लिपिड के हाइड्रोफोबिक क्षेत्र स्थित होते हैं। इन प्रोटीनों का ध्रुवीय (हाइड्रोफिलिक) भाग लिपिड हेड्स के साथ परस्पर क्रिया करता है और जलीय चरण की ओर मुड़ जाता है।

जैविक झिल्लियों में सामान्य गुण होते हैं:

झिल्लियाँ बंद प्रणालियाँ हैं जो कोशिका और उसके डिब्बों की सामग्री को मिलाने की अनुमति नहीं देती हैं। झिल्ली की अखंडता के उल्लंघन से कोशिका मृत्यु हो सकती है;

सतही (प्लानर, पार्श्व) गतिशीलता। झिल्लियों में, सतह पर पदार्थों की निरंतर गति होती है;

झिल्ली विषमता। बाहरी और सतह परतों की संरचना रासायनिक, संरचनात्मक और कार्यात्मक रूप से विषम है।

संक्षिप्त वर्णन:

सोजोनोव वी.एफ. 1_1 कोशिका झिल्ली की संरचना [इलेक्ट्रॉनिक संसाधन] // काइन्सियोलॉजिस्ट, 2009-2018: [वेबसाइट]। अद्यतन की तिथि: 06.02.2018..__.201_)। _कोशिका झिल्ली की संरचना और कार्यप्रणाली का वर्णन किया गया है (समानार्थी शब्द: प्लास्मालेम्मा, प्लास्मोलेम्मा, बायोमेम्ब्रेन, कोशिका झिल्ली, बाहरी कोशिका झिल्ली, कोशिका झिल्ली, कोशिकाद्रव्य झिल्ली)। यह प्रारंभिक जानकारी कोशिका विज्ञान के लिए और तंत्रिका गतिविधि की प्रक्रियाओं को समझने के लिए आवश्यक है: तंत्रिका उत्तेजना, निषेध, सिनैप्स और संवेदी रिसेप्टर्स का कार्य।

कोशिका झिल्ली (प्लाज्मा) एलेम्मा या प्लाज्मा के विषय मेंलेम्मा)

अवधारणा परिभाषा

कोशिका झिल्ली (समानार्थक शब्द: प्लास्माल्मा, प्लास्मोल्मा, साइटोप्लाज्मिक झिल्ली, बायोमेम्ब्रेन) एक ट्रिपल लिपोप्रोटीन (यानी "वसा-प्रोटीन") झिल्ली है जो कोशिका को पर्यावरण से अलग करती है और सेल और उसके पर्यावरण के बीच एक नियंत्रित विनिमय और संचार करती है।

इस परिभाषा में मुख्य बात यह नहीं है कि झिल्ली कोशिका को पर्यावरण से अलग करती है, बल्कि यह है कि जोड़ता है पर्यावरण के साथ सेल। झिल्ली है सक्रिय कोशिका की संरचना, यह लगातार काम कर रही है।

एक जैविक झिल्ली प्रोटीन और पॉलीसेकेराइड से घिरे फॉस्फोलिपिड्स की एक अल्ट्राथिन द्वि-आणविक फिल्म है। यह कोशिकीय संरचना एक जीवित जीव (एंटोनोव वीएफ, 1996) के अवरोध, यांत्रिक और मैट्रिक्स गुणों को रेखांकित करती है।

झिल्ली का आलंकारिक प्रतिनिधित्व

मेरे लिए, कोशिका झिल्ली एक जालीदार बाड़ के रूप में दिखाई देती है जिसमें कई दरवाजे होते हैं, जो एक निश्चित क्षेत्र को घेरता है। इस बाड़ के माध्यम से कोई भी छोटा जीव स्वतंत्र रूप से आगे-पीछे हो सकता है। लेकिन बड़े आगंतुक केवल दरवाजों से ही प्रवेश कर सकते हैं, और तब भी सभी नहीं। अलग-अलग आगंतुकों के पास केवल अपने दरवाजे की चाबियां होती हैं, और वे दूसरे लोगों के दरवाजे से नहीं गुजर सकते। इसलिए, इस बाड़ के माध्यम से आगंतुकों का लगातार आगे और पीछे प्रवाह होता है, क्योंकि झिल्ली-बाड़ का मुख्य कार्य दो गुना है: क्षेत्र को आसपास के स्थान से अलग करना और साथ ही इसे आसपास के स्थान से जोड़ना। इसके लिए बाड़ में कई छेद और दरवाजे होते हैं - !

झिल्ली गुण

1. पारगम्यता।

2. अर्ध-पारगम्यता (आंशिक पारगम्यता)।

3. चयनात्मक (पर्यायवाची: चयनात्मक) पारगम्यता।

4. सक्रिय पारगम्यता (पर्यायवाची: सक्रिय परिवहन)।

5. नियंत्रित पारगम्यता।

जैसा कि आप देख सकते हैं, झिल्ली की मुख्य संपत्ति विभिन्न पदार्थों के संबंध में इसकी पारगम्यता है।

6. फागोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस।

7. एक्सोसाइटोसिस।

8. विद्युत और रासायनिक क्षमता की उपस्थिति, अधिक सटीक रूप से, झिल्ली के आंतरिक और बाहरी पक्षों के बीच संभावित अंतर। लाक्षणिक रूप से, कोई कह सकता है कि "झिल्ली आयन प्रवाह को नियंत्रित करके सेल को "इलेक्ट्रिक बैटरी" में बदल देती है". विवरण: .

9. विद्युत और रासायनिक क्षमता में परिवर्तन।

10. चिड़चिड़ापन। झिल्ली पर स्थित विशेष आणविक रिसेप्टर्स सिग्नल (नियंत्रण) पदार्थों से जुड़ सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप झिल्ली की स्थिति और पूरी कोशिका बदल सकती है। आणविक रिसेप्टर्स उनके साथ लिगैंड्स (नियंत्रण पदार्थ) के संयोजन के जवाब में जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर करते हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि सिग्नलिंग पदार्थ बाहर से रिसेप्टर पर कार्य करता है, जबकि परिवर्तन कोशिका के अंदर जारी रहता है। यह पता चला है कि झिल्ली पर्यावरण से कोशिका के आंतरिक वातावरण में सूचना प्रसारित करती है।

11. उत्प्रेरक एंजाइमी गतिविधि। एंजाइम झिल्ली में एम्बेडेड हो सकते हैं या इसकी सतह (कोशिका के अंदर और बाहर दोनों) से जुड़े हो सकते हैं, और वहां वे अपनी एंजाइमिक गतिविधि करते हैं।

12. सतह और उसके क्षेत्रफल का आकार बदलना। यह झिल्ली को बाहर की ओर बढ़ने की अनुमति देता है या, इसके विपरीत, कोशिका में आक्रमण करता है।

13. अन्य कोशिका झिल्लियों के साथ संपर्क बनाने की क्षमता।

14. आसंजन - ठोस सतहों से चिपके रहने की क्षमता।

झिल्ली गुणों की संक्षिप्त सूची

• पारगम्यता।
• एंडोसाइटोसिस, एक्सोसाइटोसिस, ट्रांससाइटोसिस।
• संभावनाएं।
• चिड़चिड़ापन।
• एंजाइमी गतिविधि।
• संपर्क।
• आसंजन।

झिल्ली कार्य

1. बाहरी वातावरण से आंतरिक सामग्री का अधूरा अलगाव।

2. कोशिका झिल्ली के कार्य में मुख्य चीज है अदला-बदली विभिन्न पदार्थों कोशिका और बाह्य वातावरण के बीच। यह पारगम्यता के रूप में झिल्ली की ऐसी संपत्ति के कारण है। इसके अलावा, झिल्ली अपनी पारगम्यता को विनियमित करके इस विनिमय को नियंत्रित करती है।

3. झिल्ली का एक अन्य महत्वपूर्ण कार्य है रासायनिक और विद्युत क्षमता में अंतर पैदा करना इसके आंतरिक और बाहरी पक्षों के बीच। इसके कारण, सेल के अंदर एक नकारात्मक विद्युत क्षमता होती है -।

4. झिल्ली के माध्यम से भी किया जाता है सूचना का आदान प्रदान कोशिका और उसके वातावरण के बीच। झिल्ली पर स्थित विशेष आणविक रिसेप्टर्स पदार्थों (हार्मोन, मध्यस्थों, न्यूनाधिक) को नियंत्रित करने के लिए बाध्य कर सकते हैं और कोशिका में जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर कर सकते हैं, जिससे कोशिका या इसकी संरचनाओं में विभिन्न परिवर्तन हो सकते हैं।

वीडियो:कोशिका झिल्ली की संरचना

वीडियो व्याख्यान:झिल्ली और परिवहन की संरचना के बारे में विवरण

झिल्ली संरचना

कोशिका झिल्ली में एक सार्वभौमिक होता है त्रि-स्तरीय संरचना। इसकी औसत वसा परत निरंतर होती है, और ऊपरी और निचली प्रोटीन परतें अलग-अलग प्रोटीन क्षेत्रों के मोज़ेक के रूप में इसे कवर करती हैं। वसा की परत वह आधार है जो पर्यावरण से कोशिका के अलगाव को सुनिश्चित करती है, इसे पर्यावरण से अलग करती है। अपने आप में, यह पानी में घुलनशील पदार्थों को बहुत खराब तरीके से पारित करता है, लेकिन आसानी से वसा में घुलनशील पदार्थों को पास कर देता है। इसलिए, पानी में घुलनशील पदार्थों (उदाहरण के लिए, आयनों) के लिए झिल्ली की पारगम्यता को विशेष प्रोटीन संरचनाओं के साथ प्रदान किया जाना चाहिए - और।

नीचे संपर्क कोशिकाओं की वास्तविक कोशिका झिल्लियों के माइक्रोफोटोग्राफ हैं, जो एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके प्राप्त किए गए हैं, साथ ही तीन-परत झिल्ली और इसकी प्रोटीन परतों की मोज़ेक प्रकृति को दर्शाने वाली एक योजनाबद्ध ड्राइंग है। एक छवि को बड़ा करने के लिए, उस पर क्लिक करें।

कोशिका झिल्ली की आंतरिक लिपिड (वसायुक्त) परत की अलग छवि, अभिन्न एम्बेडेड प्रोटीन के साथ अनुमत। ऊपरी और निचली प्रोटीन परतों को हटा दिया जाता है ताकि लिपिड बाईलेयर के विचार में हस्तक्षेप न हो

चित्र ऊपर: विकिपीडिया से कोशिका झिल्ली (कोशिका दीवार) का एक अधूरा योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व।

ध्यान दें कि बाहरी और आंतरिक प्रोटीन परतों को यहां झिल्ली से हटा दिया गया है ताकि हम केंद्रीय फैटी डबल लिपिड परत को बेहतर ढंग से देख सकें। एक वास्तविक कोशिका झिल्ली में, बड़े प्रोटीन "द्वीप" वसायुक्त फिल्म (आकृति में छोटी गेंदें) के साथ ऊपर और नीचे तैरते हैं, और झिल्ली मोटी, तीन-परत हो जाती है: प्रोटीन-वसा-प्रोटीन . तो यह वास्तव में दो प्रोटीन "रोटी के स्लाइस" के सैंडविच की तरह है, जिसके बीच में "मक्खन" की एक मोटी परत है, अर्थात। तीन-परत संरचना है, न कि दो-परत वाली।

इस आकृति में, छोटी नीली और सफेद गेंदें लिपिड के हाइड्रोफिलिक (वेटेबल) "सिर" से मेल खाती हैं, और उनसे जुड़ी "स्ट्रिंग्स" हाइड्रोफोबिक (गैर-वेटेबल) "पूंछ" से मेल खाती हैं। प्रोटीनों में से, केवल अभिन्न एंड-टू-एंड झिल्ली प्रोटीन (लाल ग्लोब्यूल्स और पीले हेलिकॉप्टर) दिखाए जाते हैं। झिल्ली के अंदर पीले अंडाकार बिंदु कोलेस्ट्रॉल अणु होते हैं झिल्ली के बाहर मोतियों की पीली-हरी श्रृंखलाएं ओलिगोसेकेराइड श्रृंखलाएं होती हैं जो ग्लाइकोकैलिक्स बनाती हैं। ग्लाइकोकैलिक्स झिल्ली पर एक कार्बोहाइड्रेट ("चीनी") "फुलाना" की तरह होता है, जो इससे निकलने वाले लंबे कार्बोहाइड्रेट-प्रोटीन अणुओं द्वारा बनता है।

जीवित एक छोटा "प्रोटीन-वसा बैग" है जो अर्ध-तरल जेली जैसी सामग्री से भरा होता है, जो फिल्मों और ट्यूबों द्वारा प्रवेश किया जाता है।

इस थैली की दीवारें एक डबल फैटी (लिपिड) फिल्म द्वारा बनाई जाती हैं, जो अंदर और बाहर प्रोटीन से ढकी होती हैं - कोशिका झिल्ली। इसलिए, झिल्ली को कहा जाता है तीन परत संरचना : प्रोटीन-वसा-प्रोटीन. कोशिका के अंदर कई समान वसायुक्त झिल्ली भी होती हैं जो इसके आंतरिक स्थान को डिब्बों में विभाजित करती हैं। सेलुलर ऑर्गेनेल एक ही झिल्ली से घिरे होते हैं: नाभिक, माइटोकॉन्ड्रिया, क्लोरोप्लास्ट। तो झिल्ली एक सार्वभौमिक आणविक संरचना है जो सभी कोशिकाओं और सभी जीवित जीवों में निहित है।

बाईं ओर - अब एक वास्तविक नहीं, बल्कि एक जैविक झिल्ली के एक टुकड़े का एक कृत्रिम मॉडल है: यह अपने आणविक गतिशीलता मॉडलिंग की प्रक्रिया में एक वसा फॉस्फोलिपिड बाइलेयर (यानी एक डबल परत) का एक त्वरित स्नैपशॉट है। मॉडल की गणना सेल दिखाया गया है - 96 पीक्यू अणु ( एफऑस्फेटिडिल एक्सओलाइन) और 2304 पानी के अणु, कुल 20544 परमाणु।

दाईं ओर एक ही लिपिड के एकल अणु का एक दृश्य मॉडल है, जिससे झिल्लीदार लिपिड बाईलेयर इकट्ठा होता है। इसके शीर्ष पर एक हाइड्रोफिलिक (पानी से प्यार करने वाला) सिर होता है, और नीचे दो हाइड्रोफोबिक (पानी से डरने वाली) पूंछ होती है। इस लिपिड का एक सरल नाम है: 1-स्टेरॉयल-2-डोकोसाहेक्सैनॉयल-एसएन-ग्लिसरो-3-फॉस्फेटिडिलकोलाइन (18:0/22:6(एन-3)सीआईएस पीसी), लेकिन आपको इसे तब तक याद रखने की जरूरत नहीं है जब तक कि आप अपने शिक्षक को अपने ज्ञान की गहराई से झकझोरने की योजना बनाएं।

आप सेल की अधिक सटीक वैज्ञानिक परिभाषा दे सकते हैं:

एक सक्रिय झिल्ली द्वारा सीमित बायोपॉलिमर की एक क्रमबद्ध, संरचित विषम प्रणाली है, जो चयापचय, ऊर्जा और सूचना प्रक्रियाओं के एक सेट में भाग लेती है, और संपूर्ण प्रणाली को बनाए रखने और पुन: उत्पन्न करती है।

कोशिका के अंदर भी झिल्लियों द्वारा प्रवेश किया जाता है, और झिल्लियों के बीच पानी नहीं, बल्कि चर घनत्व का एक चिपचिपा जेल / सोल होता है। इसलिए, कोशिका में परस्पर क्रिया करने वाले अणु स्वतंत्र रूप से तैरते नहीं हैं, जैसे कि एक जलीय घोल के साथ एक परखनली में, लेकिन ज्यादातर साइटोस्केलेटन या इंट्रासेल्युलर झिल्ली के बहुलक संरचनाओं पर (स्थिर) बैठते हैं। और इसलिए, रासायनिक प्रतिक्रियाएं कोशिका के अंदर लगभग एक ठोस शरीर की तरह होती हैं, तरल में नहीं। कोशिका को घेरने वाली बाहरी झिल्ली भी एंजाइमों और आणविक रिसेप्टर्स से ढकी होती है, जिससे यह कोशिका का एक बहुत सक्रिय हिस्सा बन जाता है।

कोशिका झिल्ली (प्लाज्मालेम्मा, प्लास्मोल्मा) एक सक्रिय खोल है जो कोशिका को पर्यावरण से अलग करती है और इसे पर्यावरण से जोड़ती है। © सोजोनोव वी.एफ., 2016।

झिल्ली की इस परिभाषा से, यह इस प्रकार है कि यह केवल कोशिका को सीमित नहीं करता है, बल्कि सक्रिय रूप से काम करनाइसे अपने पर्यावरण से जोड़ रहे हैं।

झिल्लियों को बनाने वाली वसा विशेष होती है, इसलिए इसके अणुओं को आमतौर पर न केवल वसा कहा जाता है, बल्कि लिपिड, फॉस्फोलिपिड, स्फिंगोलिपिड्स. मेम्ब्रेन फिल्म डबल है, यानी इसमें दो फिल्में एक साथ चिपकी हुई हैं। इसलिए, पाठ्यपुस्तकें लिखती हैं कि कोशिका झिल्ली के आधार में दो लिपिड परतें होती हैं (या " दोहरी परत", यानी डबल लेयर। प्रत्येक व्यक्तिगत लिपिड परत के लिए, एक तरफ पानी से गीला किया जा सकता है, और दूसरा नहीं कर सकता है। इसलिए, ये फिल्में एक दूसरे के साथ अपने गैर-गीले पक्षों द्वारा ठीक से चिपक जाती हैं।

जीवाणु झिल्ली

ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया के एक प्रोकैरियोटिक कोशिका के खोल में कई परतें होती हैं, जो नीचे दिए गए चित्र में दिखाई गई हैं।
ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया के खोल की परतें:
1. आंतरिक तीन-परत साइटोप्लाज्मिक झिल्ली, जो साइटोप्लाज्म के संपर्क में है।
2. कोशिका भित्ति, जिसमें म्यूरिन होता है।
3. बाहरी तीन-परत साइटोप्लाज्मिक झिल्ली, जिसमें आंतरिक झिल्ली के रूप में प्रोटीन परिसरों के साथ लिपिड की एक ही प्रणाली होती है।
इस तरह की जटिल तीन-चरणीय संरचना के माध्यम से बाहरी दुनिया के साथ ग्राम-नकारात्मक जीवाणु कोशिकाओं का संचार ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया की तुलना में कठोर परिस्थितियों में जीवित रहने का लाभ नहीं देता है, जिसमें कम शक्तिशाली खोल होता है। वे उच्च तापमान, उच्च अम्लता और दबाव की बूंदों को उतनी ही बुरी तरह सहन करते हैं।

वीडियो व्याख्यान:प्लाज्मा झिल्ली। ई.वी. चेवाल, पीएच.डी.

वीडियो व्याख्यान:कोशिका सीमा के रूप में झिल्ली। ए इलियास्किन

झिल्ली आयन चैनलों का महत्व

यह समझना आसान है कि झिल्ली वसायुक्त फिल्म के माध्यम से केवल वसा में घुलनशील पदार्थ ही कोशिका में प्रवेश कर सकते हैं। ये वसा, अल्कोहल, गैसें हैं।उदाहरण के लिए, एरिथ्रोसाइट्स में, ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड आसानी से झिल्ली के माध्यम से सीधे अंदर और बाहर जाते हैं। लेकिन पानी और पानी में घुलनशील पदार्थ (उदाहरण के लिए, आयन) झिल्ली से होकर किसी भी कोशिका में नहीं जा सकते। इसका मतलब है कि उन्हें विशेष छेद की जरूरत है। लेकिन अगर आप सिर्फ फैटी फिल्म में एक छेद करते हैं, तो यह तुरंत वापस कस जाएगा। क्या करें? प्रकृति में एक समाधान मिला: विशेष प्रोटीन परिवहन संरचनाएं बनाना और उन्हें झिल्ली के माध्यम से फैलाना आवश्यक है। इस प्रकार वसा-अघुलनशील पदार्थों के पारित होने के लिए चैनल प्राप्त होते हैं - कोशिका झिल्ली के आयन चैनल।

इसलिए, इसकी झिल्ली को ध्रुवीय अणुओं (आयनों और पानी) के लिए पारगम्यता के अतिरिक्त गुण देने के लिए, कोशिका कोशिका द्रव्य में विशेष प्रोटीन का संश्लेषण करती है, जो तब झिल्ली में एकीकृत हो जाते हैं। वे दो प्रकार के होते हैं: ट्रांसपोर्टर प्रोटीन (उदाहरण के लिए, परिवहन ATPases) और चैनल बनाने वाले प्रोटीन (चैनल फॉर्मर्स)। ये प्रोटीन झिल्ली की डबल फैटी परत में एम्बेडेड होते हैं और ट्रांसपोर्टर के रूप में या आयन चैनलों के रूप में परिवहन संरचनाएं बनाते हैं। विभिन्न जल-घुलनशील पदार्थ अब इन परिवहन संरचनाओं से गुजर सकते हैं, जो अन्यथा वसायुक्त झिल्ली फिल्म से नहीं गुजर सकते।

सामान्य तौर पर, झिल्ली में एम्बेडेड प्रोटीन को भी कहा जाता है अभिन्न, ठीक है क्योंकि वे हैं, जैसा कि वे थे, झिल्ली की संरचना में शामिल हैं और इसके माध्यम से और इसके माध्यम से प्रवेश करते हैं। अन्य प्रोटीन, अभिन्न नहीं, रूप, जैसा कि वे थे, द्वीप जो झिल्ली की सतह पर "तैरते" हैं: या तो इसकी बाहरी सतह के साथ या इसके आंतरिक एक के साथ। आखिरकार, हर कोई जानता है कि वसा एक अच्छा स्नेहक है और उस पर फिसलना आसान है!

जाँच - परिणाम

1. सामान्य तौर पर, झिल्ली तीन-स्तरित होती है:

1) प्रोटीन "द्वीप" की बाहरी परत,

2) फैटी टू-लेयर "सी" (लिपिड बाइलेयर), यानी। डबल लिपिड फिल्म

3) प्रोटीन "द्वीप" की आंतरिक परत।

लेकिन एक ढीली बाहरी परत भी होती है - ग्लाइकोकैलिक्स, जो झिल्ली से चिपके ग्लाइकोप्रोटीन द्वारा बनाई जाती है। वे आणविक रिसेप्टर्स हैं जिनसे सिग्नलिंग नियंत्रण बंधते हैं।

2. विशेष प्रोटीन संरचनाएं झिल्ली में निर्मित होती हैं, जो आयनों या अन्य पदार्थों के लिए इसकी पारगम्यता सुनिश्चित करती हैं। हमें यह नहीं भूलना चाहिए कि कुछ स्थानों पर वसा के समुद्र में अभिन्न प्रोटीन होते हैं। और यह अभिन्न प्रोटीन हैं जो विशेष बनाते हैं परिवहन संरचनाएं कोशिका झिल्ली (अनुभाग 1_2 देखें झिल्ली परिवहन तंत्र)। उनके माध्यम से, पदार्थ कोशिका में प्रवेश करते हैं, और कोशिका से बाहर भी निकाल दिए जाते हैं।

3. एंजाइम प्रोटीन झिल्ली के किसी भी तरफ (बाहरी और आंतरिक), साथ ही झिल्ली के अंदर स्थित हो सकते हैं, जो झिल्ली की स्थिति और पूरे सेल के जीवन दोनों को प्रभावित करते हैं।

तो कोशिका झिल्ली एक सक्रिय परिवर्तनशील संरचना है जो सक्रिय रूप से पूरे सेल के हितों में काम करती है और इसे बाहरी दुनिया से जोड़ती है, और यह केवल "सुरक्षात्मक खोल" नहीं है। कोशिका झिल्ली के बारे में जानने के लिए यह सबसे महत्वपूर्ण बात है।

दवा में, झिल्ली प्रोटीन अक्सर दवाओं के लिए "लक्ष्य" के रूप में उपयोग किया जाता है। रिसेप्टर्स, आयन चैनल, एंजाइम, ट्रांसपोर्ट सिस्टम ऐसे लक्ष्य के रूप में कार्य करते हैं। हाल ही में, झिल्ली के अलावा, कोशिका नाभिक में छिपे जीन भी दवाओं के लक्ष्य बन गए हैं।

वीडियो:सेल मेम्ब्रेन बायोफिज़िक्स का परिचय: मेम्ब्रेन 1 की संरचना (व्लादिमिरोव यू.ए.)

वीडियो:कोशिका झिल्ली का इतिहास, संरचना और कार्य: झिल्ली की संरचना 2 (व्लादिमीरोव यू.ए.)

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झिल्ली एक अति सूक्ष्म संरचना है जो ऑर्गेनेल की सतह और संपूर्ण रूप से कोशिका बनाती है। सभी झिल्लियों की संरचना समान होती है और वे एक प्रणाली में जुड़ी होती हैं।

रासायनिक संरचना

कोशिका झिल्ली रासायनिक रूप से सजातीय होती है और इसमें विभिन्न समूहों के प्रोटीन और लिपिड होते हैं:

• फास्फोलिपिड्स;
• गैलेक्टोलिपिड्स;
• सल्फोलिपिड्स

इनमें न्यूक्लिक एसिड, पॉलीसेकेराइड और अन्य पदार्थ भी होते हैं।

भौतिक गुण

सामान्य तापमान पर, झिल्ली एक तरल-क्रिस्टलीय अवस्था में होती है और लगातार उतार-चढ़ाव करती है। उनकी चिपचिपाहट वनस्पति तेल के करीब है।

झिल्ली पुनर्प्राप्ति योग्य, मजबूत, लोचदार होती है और इसमें छिद्र होते हैं। झिल्लियों की मोटाई 7 - 14 एनएम है।

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बड़े अणुओं के लिए, झिल्ली अभेद्य है। छोटे अणु और आयन झिल्ली के विभिन्न पक्षों पर एकाग्रता अंतर के प्रभाव में और साथ ही परिवहन प्रोटीन की मदद से छिद्रों और झिल्ली से गुजर सकते हैं।

आदर्श

झिल्ली की संरचना को आमतौर पर द्रव मोज़ेक मॉडल का उपयोग करके वर्णित किया जाता है। झिल्ली में एक फ्रेम होता है - लिपिड अणुओं की दो पंक्तियाँ, कसकर, ईंटों की तरह, एक दूसरे से सटे हुए।

चावल। 1. सैंडविच-प्रकार की जैविक झिल्ली।

दोनों तरफ, लिपिड की सतह प्रोटीन से ढकी होती है। मोज़ेक पैटर्न झिल्ली की सतह पर असमान रूप से वितरित प्रोटीन अणुओं द्वारा बनता है।

बिलीपिड परत में विसर्जन की डिग्री के अनुसार प्रोटीन अणुओं को विभाजित किया जाता है तीन समूह:

• ट्रांसमेम्ब्रेन;
• जलमग्न;
• सतही।

प्रोटीन झिल्ली की मुख्य संपत्ति प्रदान करते हैं - विभिन्न पदार्थों के लिए इसकी चयनात्मक पारगम्यता।

झिल्ली प्रकार

स्थानीयकरण के अनुसार सभी कोशिका झिल्लियों को विभाजित किया जा सकता है निम्नलिखित प्रकार:

• घर के बाहर;
• परमाणु;
• ऑर्गेनेल झिल्ली।

बाहरी साइटोप्लाज्मिक झिल्ली, या प्लास्मोल्मा, कोशिका की सीमा है। साइटोस्केलेटन के तत्वों से जुड़कर, यह अपने आकार और आकार को बनाए रखता है।

चावल। 2. साइटोस्केलेटन।

परमाणु झिल्ली, या कैरियोलेमा, परमाणु सामग्री की सीमा है। यह दो झिल्लियों से बनी है, जो बाहरी झिल्ली से बहुत मिलती-जुलती है। नाभिक की बाहरी झिल्ली एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ईआर) की झिल्लियों से और, छिद्रों के माध्यम से, आंतरिक झिल्ली से जुड़ी होती है।

ईपीएस झिल्ली पूरे साइटोप्लाज्म में प्रवेश करती है, जिससे सतह बनती है जिस पर झिल्ली प्रोटीन सहित विभिन्न पदार्थ संश्लेषित होते हैं।

Organoid झिल्ली

अधिकांश जीवों में एक झिल्ली संरचना होती है।

दीवारें एक झिल्ली से बनती हैं:

• गॉल्गी कॉम्प्लेक्स;
• रिक्तिकाएं;
• लाइसोसोम

प्लास्टिड और माइटोकॉन्ड्रिया झिल्ली की दो परतों से बने होते हैं। उनकी बाहरी झिल्ली चिकनी होती है, और भीतरी झिल्ली कई तह बनाती है।

क्लोरोप्लास्ट के प्रकाश संश्लेषक झिल्लियों की विशेषताएं एम्बेडेड क्लोरोफिल अणु हैं।

जंतु कोशिकाओं में बाहरी झिल्ली की सतह पर ग्लाइकोकैलिक्स नामक एक कार्बोहाइड्रेट परत होती है।

चावल। 3. ग्लाइकोकैलिक्स।

ग्लाइकोकैलिक्स आंतों के उपकला की कोशिकाओं में सबसे अधिक विकसित होता है, जहां यह पाचन के लिए स्थितियां बनाता है और प्लास्मोल्मा की रक्षा करता है।

तालिका "कोशिका झिल्ली की संरचना"

हमने क्या सीखा?

हमने कोशिका झिल्ली की संरचना और कार्यों की जांच की। झिल्ली कोशिका, केंद्रक और ऑर्गेनेल का एक चयनात्मक (चयनात्मक) अवरोध है। कोशिका झिल्ली की संरचना एक द्रव-मोज़ेक मॉडल द्वारा वर्णित है। इस मॉडल के अनुसार, प्रोटीन अणु चिपचिपे लिपिड की दोहरी परत में अंतःस्थापित होते हैं।

विषय प्रश्नोत्तरी

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जीवों, साथ ही पौधों, जानवरों और मनुष्यों की संरचना का अध्ययन, जीव विज्ञान की शाखा है जिसे कोशिका विज्ञान कहा जाता है। वैज्ञानिकों ने पाया है कि कोशिका की सामग्री, जो इसके अंदर होती है, काफी जटिल होती है। यह तथाकथित सतह तंत्र से घिरा हुआ है, जिसमें बाहरी कोशिका झिल्ली, सुप्रा-झिल्ली संरचनाएं शामिल हैं: ग्लाइकोकैलिक्स और माइक्रोफिलामेंट्स, पेलिक्यूल और सूक्ष्मनलिकाएं जो इसके सबमेम्ब्रेन कॉम्प्लेक्स का निर्माण करती हैं।

इस लेख में, हम बाहरी कोशिका झिल्ली की संरचना और कार्यों का अध्ययन करेंगे, जो विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं के सतह तंत्र का हिस्सा है।

बाहरी कोशिका झिल्ली के कार्य क्या हैं?

जैसा कि पहले बताया गया है, बाहरी झिल्ली प्रत्येक कोशिका के सतह तंत्र का हिस्सा है, जो अपनी आंतरिक सामग्री को सफलतापूर्वक अलग करती है और प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों से कोशिका जीवों की रक्षा करती है। एक अन्य कार्य कोशिका सामग्री और ऊतक द्रव के बीच पदार्थों के आदान-प्रदान को सुनिश्चित करना है, इसलिए, बाहरी कोशिका झिल्ली अणुओं और आयनों को कोशिका द्रव्य में प्रवेश करती है, और कोशिका से विषाक्त पदार्थों और अतिरिक्त विषाक्त पदार्थों को निकालने में भी मदद करती है।

कोशिका झिल्ली की संरचना

विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं की झिल्ली, या प्लाज़्मालेमा एक दूसरे से बहुत भिन्न होती हैं। मुख्य रूप से, रासायनिक संरचना, साथ ही उनमें लिपिड, ग्लाइकोप्रोटीन, प्रोटीन की सापेक्ष सामग्री और, तदनुसार, उनमें रिसेप्टर्स की प्रकृति। बाहरी जो मुख्य रूप से ग्लाइकोप्रोटीन की व्यक्तिगत संरचना द्वारा निर्धारित किया जाता है, पर्यावरणीय उत्तेजनाओं की मान्यता में और कोशिका की प्रतिक्रियाओं में उनके कार्यों के लिए भाग लेता है। कुछ प्रकार के वायरस कोशिका झिल्ली के प्रोटीन और ग्लाइकोलिपिड्स के साथ परस्पर क्रिया कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप वे कोशिका में प्रवेश कर जाते हैं। हरपीज और इन्फ्लूएंजा वायरस अपने सुरक्षात्मक खोल के निर्माण के लिए उपयोग कर सकते हैं।

और वायरस और बैक्टीरिया, तथाकथित बैक्टीरियोफेज, कोशिका झिल्ली से जुड़ जाते हैं और एक विशेष एंजाइम की मदद से संपर्क के बिंदु पर इसे भंग कर देते हैं। फिर वायरल डीएनए का एक अणु बने छेद में जाता है।

यूकेरियोट्स के प्लाज्मा झिल्ली की संरचना की विशेषताएं

याद रखें कि बाहरी कोशिका झिल्ली परिवहन का कार्य करती है, अर्थात पदार्थों को बाहरी वातावरण में अंदर और बाहर स्थानांतरित करती है। ऐसी प्रक्रिया को अंजाम देने के लिए एक विशेष संरचना की आवश्यकता होती है। वास्तव में, प्लाज़्मालेम्मा सभी के लिए सतह तंत्र की एक स्थिर, सार्वभौमिक प्रणाली है। यह एक पतली (2-10 एनएम) है, लेकिन काफी घनी बहुपरत फिल्म है जो पूरे सेल को कवर करती है। इसकी संरचना का अध्ययन 1972 में डी. सिंगर और जी. निकोलसन जैसे वैज्ञानिकों ने किया था, उन्होंने कोशिका झिल्ली का एक द्रव-मोज़ेक मॉडल भी बनाया था।

इसे बनाने वाले मुख्य रासायनिक यौगिकों को प्रोटीन और कुछ फॉस्फोलिपिड के अणुओं का आदेश दिया जाता है, जो एक तरल लिपिड वातावरण में परस्पर जुड़े होते हैं और एक मोज़ेक के समान होते हैं। इस प्रकार, कोशिका झिल्ली में लिपिड की दो परतें होती हैं, गैर-ध्रुवीय हाइड्रोफोबिक "पूंछ" जिनमें से झिल्ली के अंदर होती हैं, और ध्रुवीय हाइड्रोफिलिक सिर कोशिका के कोशिका द्रव्य और अंतरालीय द्रव का सामना करते हैं।

लिपिड परत बड़े प्रोटीन अणुओं द्वारा प्रवेश करती है जो हाइड्रोफिलिक छिद्र बनाते हैं। यह उनके माध्यम से है कि ग्लूकोज और खनिज लवण के जलीय घोल का परिवहन किया जाता है। कुछ प्रोटीन अणु प्लाज़्मालेम्मा की बाहरी और भीतरी दोनों सतहों पर स्थित होते हैं। इस प्रकार, नाभिक वाले सभी जीवों की कोशिकाओं में बाहरी कोशिका झिल्ली पर, ग्लाइकोलिपिड्स और ग्लाइकोप्रोटीन के साथ सहसंयोजक बंधों से बंधे कार्बोहाइड्रेट अणु होते हैं। कोशिका झिल्ली में कार्बोहाइड्रेट की मात्रा 2 से 10% तक होती है।

प्रोकैरियोटिक जीवों के प्लाज़्मालेम्मा की संरचना

प्रोकैरियोट्स में बाहरी कोशिका झिल्ली परमाणु जीवों की कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली के समान कार्य करती है, अर्थात्: बाहरी वातावरण से आने वाली सूचनाओं की धारणा और संचरण, सेल में और बाहर आयनों और समाधानों का परिवहन, और की सुरक्षा बाहर से विदेशी अभिकर्मकों से साइटोप्लाज्म। यह मेसोसोम बना सकता है - संरचनाएं जो तब उत्पन्न होती हैं जब प्लाज़्मालेम्मा कोशिका में फैल जाती है। उनमें प्रोकैरियोट्स की चयापचय प्रतिक्रियाओं में शामिल एंजाइम हो सकते हैं, उदाहरण के लिए, डीएनए प्रतिकृति, प्रोटीन संश्लेषण में।

मेसोसोम में रेडॉक्स एंजाइम भी होते हैं, जबकि प्रकाश संश्लेषक में बैक्टीरियोक्लोरोफिल (बैक्टीरिया में) और फाइकोबिलिन (सायनोबैक्टीरिया में) होते हैं।

अंतरकोशिकीय संपर्कों में बाहरी झिल्लियों की भूमिका

बाहरी कोशिका झिल्ली क्या कार्य करती है, इस प्रश्न का उत्तर देना जारी रखते हुए, आइए हम पादप कोशिकाओं में इसकी भूमिका पर ध्यान दें। पादप कोशिकाओं में, बाहरी कोशिका झिल्ली की दीवारों में छिद्र बनते हैं, जो सेल्यूलोज परत में गुजरते हैं। इनके माध्यम से कोशिका के कोशिकाद्रव्य का बाहर की ओर निकलना संभव होता है, ऐसे पतले नाड़ियों को प्लास्मोडेसमाटा कहते हैं।

उनके लिए धन्यवाद, पड़ोसी पौधों की कोशिकाओं के बीच संबंध बहुत मजबूत है। मानव और पशु कोशिकाओं में, आसन्न कोशिका झिल्ली के बीच संपर्क की साइटों को डेसमोसोम कहा जाता है। वे एंडोथेलियल और उपकला कोशिकाओं की विशेषता हैं, और कार्डियोमायोसाइट्स में भी पाए जाते हैं।

प्लास्मालेम्मा की सहायक संरचनाएं

यह समझने के लिए कि पौधों की कोशिकाएँ जानवरों से कैसे भिन्न होती हैं, यह उनके प्लाज्मा झिल्ली की संरचनात्मक विशेषताओं का अध्ययन करने में मदद करता है, जो इस बात पर निर्भर करता है कि बाहरी कोशिका झिल्ली क्या कार्य करती है। इसके ऊपर पशु कोशिकाओं में ग्लाइकोकैलिक्स की एक परत होती है। यह बाहरी कोशिका झिल्ली के प्रोटीन और लिपिड से जुड़े पॉलीसेकेराइड अणुओं द्वारा बनता है। ग्लाइकोकैलिक्स के लिए धन्यवाद, कोशिकाओं के बीच आसंजन (चिपका हुआ) होता है, जिससे ऊतकों का निर्माण होता है, इसलिए यह प्लास्मलेम्मा के संकेतन कार्य में भाग लेता है - पर्यावरण उत्तेजनाओं की मान्यता।

कोशिका झिल्लियों में कुछ पदार्थों का निष्क्रिय परिवहन कैसा होता है

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, बाहरी कोशिका झिल्ली कोशिका और बाहरी वातावरण के बीच पदार्थों के परिवहन की प्रक्रिया में शामिल होती है। प्लाज्मालेम्मा के माध्यम से दो प्रकार के परिवहन होते हैं: निष्क्रिय (प्रसार) और सक्रिय परिवहन। पहले में प्रसार, सुगम प्रसार और परासरण शामिल हैं। सांद्रता प्रवणता के साथ पदार्थों की गति मुख्य रूप से कोशिका झिल्ली से गुजरने वाले अणुओं के द्रव्यमान और आकार पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, छोटे गैर-ध्रुवीय अणु प्लाज़्मालेम्मा की मध्य लिपिड परत में आसानी से घुल जाते हैं, इसके माध्यम से आगे बढ़ते हैं और साइटोप्लाज्म में समाप्त हो जाते हैं।

कार्बनिक पदार्थों के बड़े अणु विशेष वाहक प्रोटीन की सहायता से कोशिका द्रव्य में प्रवेश करते हैं। वे प्रजाति-विशिष्ट हैं और, जब एक कण या आयन के साथ संयुक्त होते हैं, तो उन्हें ऊर्जा (निष्क्रिय परिवहन) खर्च किए बिना एकाग्रता ढाल के साथ झिल्ली के माध्यम से निष्क्रिय रूप से स्थानांतरित करते हैं। यह प्रक्रिया चयनात्मक पारगम्यता के रूप में प्लाज़्मालेम्मा की ऐसी संपत्ति को रेखांकित करती है। इस प्रक्रिया में, एटीपी अणुओं की ऊर्जा का उपयोग नहीं किया जाता है, और कोशिका इसे अन्य चयापचय प्रतिक्रियाओं के लिए बचाती है।

प्लाज्मालेम्मा में रासायनिक यौगिकों का सक्रिय परिवहन

चूंकि बाहरी कोशिका झिल्ली बाहरी वातावरण से अणुओं और आयनों को कोशिका और पीठ में स्थानांतरित करना सुनिश्चित करती है, इसलिए विघटन के उत्पादों को निकालना संभव हो जाता है, जो विषाक्त पदार्थ हैं, बाहर से, यानी अंतरकोशिकीय द्रव में। एक एकाग्रता ढाल के खिलाफ होता है और एटीपी अणुओं के रूप में ऊर्जा के उपयोग की आवश्यकता होती है। इसमें ATPases नामक वाहक प्रोटीन भी शामिल होता है, जो एंजाइम भी होते हैं।

इस तरह के परिवहन का एक उदाहरण सोडियम-पोटेशियम पंप है (सोडियम आयन साइटोप्लाज्म से बाहरी वातावरण में जाते हैं, और पोटेशियम आयनों को साइटोप्लाज्म में पंप किया जाता है)। आंत और गुर्दे की उपकला कोशिकाएं इसके लिए सक्षम हैं। स्थानांतरण की इस पद्धति की किस्में पिनोसाइटोसिस और फागोसाइटोसिस की प्रक्रियाएं हैं। इस प्रकार, अध्ययन करने के बाद कि बाहरी कोशिका झिल्ली क्या कार्य करती है, यह स्थापित किया जा सकता है कि हेटरोट्रॉफ़िक प्रोटिस्ट, साथ ही उच्च पशु जीवों की कोशिकाएं, उदाहरण के लिए, ल्यूकोसाइट्स, पिनो- और फागोसाइटोसिस में सक्षम हैं।

कोशिका झिल्ली में बायोइलेक्ट्रिक प्रक्रियाएं

यह स्थापित किया गया है कि प्लाज़्मालेम्मा की बाहरी सतह (यह सकारात्मक रूप से चार्ज होती है) और साइटोप्लाज्म की पार्श्विका परत के बीच एक संभावित अंतर है, जो नकारात्मक रूप से चार्ज है। इसे आराम करने की क्षमता कहा जाता था, और यह सभी जीवित कोशिकाओं में निहित है। और तंत्रिका ऊतक में न केवल आराम करने की क्षमता होती है, बल्कि कमजोर जैव-धाराओं का संचालन करने में भी सक्षम होता है, जिसे उत्तेजना की प्रक्रिया कहा जाता है। तंत्रिका कोशिकाओं की बाहरी झिल्ली-न्यूरॉन्स, रिसेप्टर्स से जलन प्राप्त करते हुए, आवेशों को बदलना शुरू कर देते हैं: सोडियम आयन बड़े पैमाने पर कोशिका में प्रवेश करते हैं और प्लास्मलेम्मा की सतह इलेक्ट्रोनगेटिव हो जाती है। और साइटोप्लाज्म की पार्श्विका परत, धनायनों की अधिकता के कारण, एक धनात्मक आवेश प्राप्त करती है। यह बताता है कि न्यूरॉन की बाहरी कोशिका झिल्ली को रिचार्ज क्यों किया जाता है, जो उत्तेजना प्रक्रिया के तहत तंत्रिका आवेगों के संचालन का कारण बनता है।