ऊतक विज्ञान, भ्रूणविज्ञान, कोशिका विज्ञान: पाठ्यपुस्तक / यू. आई. अफानासिव, एन. ए. यूरीना, ई. एफ. कोटोव्स्की और अन्य। - छठा संस्करण, संशोधित। और अतिरिक्त - 2012. - 800 पी। : बीमार।

कोशिका विज्ञान. अध्याय 4

कोशिका विज्ञान. अध्याय 4

यूकेरियोटिक जीवों की संरचना का आधार जीवन की सबसे छोटी इकाई - कोशिका है (सेल्युला)।

एक कोशिका बायोपॉलिमर (न्यूक्लिक एसिड, प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड, लिपिड) और उनके मैक्रोमोलेक्युलर कॉम्प्लेक्स की एक व्यवस्थित संरचित प्रणाली है, जो एक सक्रिय झिल्ली द्वारा सीमित होती है, जो नाभिक और साइटोप्लाज्म का निर्माण करती है, पूरे सिस्टम को बनाए रखती है और पुन: पेश करती है।

कोशिकाओं के अलावा, उनके व्युत्पन्न शरीर में पाए जाते हैं: सिम्प्लास्ट, सिन्सिटियम, अंतरकोशिकीय पदार्थ (अध्याय 5 देखें)।

कोशिका की सामग्री बाहरी वातावरण से अलग हो जाती है प्लाज़्मा झिल्ली (प्लाज्मोलेम्मा)।सभी यूकेरियोटिक कोशिकाएँ दो मुख्य घटकों से बनी होती हैं: नाभिकऔर साइटोप्लाज्मकेन्द्रक में होते हैं क्रोमैटिन (गुणसूत्र), न्यूक्लियोली, परमाणु आवरण, न्यूक्लियोप्लाज्म (कार्योप्लाज्म)और परमाणु प्रोटीन रीढ़ (मैट्रिक्स)।साइटोप्लाज्म संरचना और संरचना में विषम है और इसमें शामिल है हाइलोप्लाज्म (या मूल प्लाज्मा),जिसमें हैं अंगक;उनमें से प्रत्येक एक अनिवार्य कार्य करता है। कुछ अंगकों में है झिल्ली संरचना: एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, टॉल्गी कॉम्प्लेक्स, लाइसोसोम, पेरोक्सीसोमऔर माइटोकॉन्ड्रिया. गैर-झिल्ली अंगकसाइटोप्लाज्म का प्रतिनिधित्व किया जाता है राइबोसोम, कोशिका केंद्र, सिलिया, फ्लैगेल्लाऔर घटक साइटोस्केलेटन.इसके अलावा, अन्य वैकल्पिक संरचनाएं हाइलोप्लाज्म में हो सकती हैं, या समावेश(वसा की बूंदें, रंगद्रव्य कण, आदि)। कोशिका के अलग-अलग घटकों में इस तरह के विभाजन का मतलब उनका संरचनात्मक और कार्यात्मक अलगाव नहीं है। ये सभी घटक समग्र रूप से कोशिका के अस्तित्व के लिए, जीवित की एक प्राथमिक इकाई के रूप में आवश्यक व्यक्तिगत इंट्रासेल्युलर कार्य करते हैं। कोशिकाओं की संरचना और कार्यप्रणाली की सामान्य विशेषताओं का अध्ययन कोशिका विज्ञान का विज्ञान है, या, जैसा कि अब इसे कोशिका जीव विज्ञान कहा जाता है। यह व्यक्तिगत सेलुलर संरचनाओं, सामान्य सेलुलर शारीरिक प्रक्रियाओं में उनकी भागीदारी, इन प्रक्रियाओं को विनियमित करने के तरीकों, कोशिकाओं और उनके अंगों के प्रजनन, पर्यावरणीय परिस्थितियों में कोशिकाओं के अनुकूलन, विभिन्न की कार्रवाई पर प्रतिक्रियाओं का पता लगाता है।

कारक. चिकित्सा के लिए कोशिका विज्ञान का अध्ययन बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि लगभग सभी मानव रोग विभिन्न अंगों के ऊतकों में विभिन्न सेलुलर घावों या कोशिकाओं की शिथिलता का परिणाम होते हैं।

4.1. कोशिका सिद्धांत

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

कोशिका सिद्धांत के कुछ प्रावधानों का उद्भव और सूत्रीकरण विभिन्न एककोशिकीय और बहुकोशिकीय जीवों, पौधों और कशेरुकियों की संरचना के बारे में ज्ञान के संचय की एक लंबी (300 वर्ष से अधिक) अवधि से पहले हुआ था। यह सब टी. श्वान (1838) द्वारा प्रतिपादित जीवों की संरचना के सेलुलर सिद्धांत का आधार बना (अध्याय 3 देखें)। कोशिका सिद्धांत के विकास में एक महत्वपूर्ण भूमिका जर्मन रोगविज्ञानी आर. विरचो के कार्य ने निभाई।

"सेलुलर पैथोलॉजी एज़ ए टीचिंग बेस्ड ऑन फिजियोलॉजिकल एंड पैथोलॉजिकल हिस्टोलॉजी" (1855-1859) पुस्तक में, उन्होंने सेलुलर विकास की निरंतरता की मौलिक स्थिति की पुष्टि की। आर. विरचो ने, टी. श्वान और एम. स्लेडेन के विपरीत, नई कोशिकाओं के निर्माण के दृष्टिकोण का बचाव "साइटोब्लास्टेमा" से नहीं किया - एक संरचनाहीन जीवित पदार्थ, बल्कि पहले से मौजूद कोशिकाओं को विभाजित करके (ओम्निस सेल्युला ई सेल्युला)।

सेलुलर सिद्धांत का निर्माण और इसका आगे का विकास जीव विज्ञान में सबसे महत्वपूर्ण घटना बन गया, जो सभी जीवित प्रकृति की उत्पत्ति की एकता के निर्णायक प्रमाणों में से एक है। कोशिका सिद्धांत का जीव विज्ञान और चिकित्सा के विकास पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ा, इसने भ्रूणविज्ञान, ऊतक विज्ञान जैसे विषयों के निर्माण के लिए मुख्य आधार के रूप में कार्य किया। शरीर की सेलुलर संरचना के सिद्धांत को अपनाने से शरीर विज्ञान पर भारी प्रभाव पड़ा, जिससे इसे वास्तव में कार्यशील इकाइयों - कोशिकाओं के अध्ययन में स्थानांतरित कर दिया गया। इसने जीवन की वैज्ञानिक समझ, व्यक्तिगत विकास और जीवों में रोग संबंधी परिवर्तनों के उद्भव को समझने के लिए आधार प्रदान किया।

कोशिका सिद्धांत आज भी अपना महत्व बरकरार रखता है। कोशिका सिद्धांत के मुख्य प्रावधान नीचे दिये गये हैं।

आर. विरचो (1821-1902)

1. कोशिका जीवन की सबसे छोटी इकाई है।आधुनिक परिभाषाओं में से एक के अनुसार, जीवित जीव खुले हैं (यानी, पर्यावरण के साथ पदार्थों और ऊर्जा का आदान-प्रदान करते हैं), स्व-विनियमन और स्व-प्रजनन प्रणाली, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण कामकाजी घटक प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड हैं। जीवन की सभी अभिव्यक्तियाँ प्रोटीन से जुड़ी हैं। प्रोटीन एक जटिल संगठन और सख्त कार्यात्मक विशिष्टता वाले कार्यशील अणु हैं, जो न्यूक्लिक एसिड द्वारा निर्धारित होते हैं जो कुछ प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी रखते हैं। जीवित चीजों को कई संचयी विशेषताओं की विशेषता है: आनुवंशिक व्यक्तित्व, पुनरुत्पादन (प्रजनन), ऊर्जा का उपयोग और परिवर्तन, चयापचय, प्रतिक्रियाशीलता और चिड़चिड़ापन, अनुकूली परिवर्तनशीलता। इन विशेषताओं का ऐसा संयोजन पहली बार केवल सेलुलर स्तर पर ही पता लगाया जा सकता है। यह कोशिका ही सबसे छोटी इकाई है जिसमें वे सभी गुण हैं जो "जीवित" की परिभाषा को पूरा करते हैं।

2. संरचना में विभिन्न जीवों की कोशिकाओं की समानता।कोशिकाओं में विभिन्न प्रकार के बाहरी आकार हो सकते हैं: गोलाकार (ल्यूकोसाइट्स), बहुआयामी (ग्रंथियों उपकला कोशिकाएं), तारकीय और शाखित-प्रक्रिया (तंत्रिका और हड्डी कोशिकाएं), धुरी के आकार (चिकनी मांसपेशियों की कोशिकाएं, फाइब्रोब्लास्ट), स्तंभ (आंतों के उपकला कोशिका), चपटे (एंडो-थेलिओसाइट, मेसोथेलियोसाइट), आदि। हालांकि, जब विभिन्न पौधों या जानवरों के ऊतक कोशिकाओं का अध्ययन किया जाता है, तो ध्यान आकर्षित होता है उनके संगठन के लिए एक सामान्य योजना का अस्तित्व (चित्र 4.1)। कोशिकाओं की संरचना में ऐसी समानता जीवित प्रणाली के रखरखाव (न्यूक्लिक एसिड और प्रोटीन का संश्लेषण, सेल बायोएनर्जेटिक्स, आदि) से जुड़े सामान्य सेलुलर कार्यों द्वारा निर्धारित की जाती है। साथ ही, यह समानता सभी यूकेरियोटिक जीवों की सामान्य उत्पत्ति को इंगित करती है।

बहुकोशिकीय जीव में कोशिकाओं में अंतर, उनके कार्यों की विशेषज्ञता के कारण, विशेष महत्व के अंगों के विकास से जुड़ा होता है। इसलिए, यदि हम एक मांसपेशी कोशिका पर विचार करते हैं, तो इसमें, सामान्य सेलुलर संरचनाओं (झिल्ली प्रणाली, राइबोसोम, आदि) के अलावा, बड़ी संख्या में फाइब्रिलर घटक होते हैं - मायोफिलामेंट्स और मायोफिब्रिल्स, जो गति, संकुचन प्रदान करते हैं। एक तंत्रिका कोशिका में, सामान्य सेलुलर घटकों के अलावा, कोई कोशिका प्रक्रियाओं में बड़ी संख्या में सूक्ष्मनलिकाएं और मध्यवर्ती तंतु देख सकता है। तंत्रिका कोशिका की इन विशिष्ट विशेषताओं का पूरा सेट इसकी विशेषज्ञता से जुड़ा हुआ है - तंत्रिका आवेग की पीढ़ी और संचरण (इन मुद्दों पर "ऊतकों के बारे में शिक्षण" अनुभाग में विस्तार से चर्चा की गई है)।

3. मूल कोशिका को विभाजित करके कोशिकाओं का पुनरुत्पादन।प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक कोशिकाओं का प्रजनन केवल मूल कोशिका के विभाजन से होता है, जो इसके आनुवंशिक सामग्री (डीएनए प्रतिकृति) के प्रजनन से पहले होता है। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में विभाजन का एकमात्र पूर्ण तरीका है माइटोसिस,या अप्रत्यक्ष विभाजन. इस मामले में, समान संख्या में गुणसूत्र, जिनकी संख्या पहले दोगुनी हो गई थी, दो संतति कोशिकाओं में वितरित हो जाते हैं।

माइटोसिस सभी यूकेरियोटिक (पौधे और पशु) कोशिकाओं में देखा जाता है। आधुनिक विज्ञान कोशिका निर्माण के अन्य तरीकों और मानक में उनकी संख्या में वृद्धि को अस्वीकार करता है।

4. कोशिकाओं में आनुवंशिक जानकारी समान मात्रा में होती है।यह स्थिति इस तथ्य पर आधारित है कि सभी कोशिकाएँ एक युग्मनज - एक एकल-कोशिका वाले भ्रूण - से उत्पन्न हुई हैं। हालाँकि, रूपात्मक और कार्यात्मक रूप से, विभिन्न ऊतकों की कोशिकाएँ एक दूसरे से काफी भिन्न होती हैं। इस तथ्य के बावजूद कि एककोशिकीय भ्रूण के वंशजों में समान आनुवंशिक क्षमता होनी चाहिए, जैसे-जैसे भ्रूण विकसित होता है, इसकी कोशिकाएं गुणों और संरचना दोनों में एक-दूसरे से अधिक भिन्न होती जाती हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि एक विकासशील जीव की विभिन्न कोशिकाओं में, एक ही मात्रा की आनुवंशिक जानकारी पूरी तरह से महसूस नहीं की जाती है (उनके निर्धारण और जीन की विभेदक गतिविधि के कारण)।

चावल। 4.1.पशु जीवों की कोशिका की अल्ट्रामाइक्रोस्कोपिक संरचना (योजना): 1 - नाभिक; 2 - प्लाज़्मालेम्मा; 3 - माइक्रोविली; 4 - एग्रानुलर एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम; 5 - दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम; 6 - गोल्गी कॉम्प्लेक्स; 7 - कोशिका केंद्र के सेंट्रीओल और सूक्ष्मनलिकाएं; 8 - माइटोकॉन्ड्रिया; 9 - साइटोप्लाज्मिक वेसिकल्स; 10 - लाइसोसोम; 11 - माइक्रोफिलामेंट्स; 12 - राइबोसोम; 13 - स्रावी कणिकाओं का निकलना

एकल कोशिका से बहुकोशिकीय परिपक्व जीव तक व्यक्तिगत विकास विभिन्न कोशिकाओं में विभिन्न जीनों के कार्य के सुसंगत, चयनात्मक सक्रियण का परिणाम है। इससे विशिष्ट संरचनाओं और उनके लिए विशेष कार्यों वाली कोशिकाओं की उपस्थिति होती है, जिसे एक प्रक्रिया कहा जाता है भेदभावविभेदन विभिन्न कोशिकाओं में विभिन्न जीनों की गतिविधि के कारण होता है, जो एक बहुकोशिकीय जीव के विकसित होने पर प्रकट होता है। दूसरे शब्दों में, किसी दिए गए जीव और विभिन्न जीवों दोनों की कोशिकाओं की संरचना में समानता कोशिकाओं के जीवन और उनके प्रजनन को बनाए रखने के उद्देश्य से सामान्य सेलुलर कार्यों की समानता से निर्धारित होती है। कोशिकाओं की संरचना में विविधता उनकी कार्यात्मक विशेषज्ञता, विकास की प्रक्रिया में भिन्नता का परिणाम है।

5. संपूर्ण जीव के अंग के रूप में कोशिकाएँ।पूरे जीव की गतिविधि की प्रत्येक अभिव्यक्ति, चाहे वह जलन या आंदोलन की प्रतिक्रिया हो, प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाएं और बहुत कुछ हो, विभिन्न ऊतकों की विशेष कोशिकाओं द्वारा की जाती है। हालाँकि, यद्यपि कोशिका एक बहुकोशिकीय जीव में कार्य करने की एक इकाई है, इसकी गतिविधि अन्य कोशिकाओं और अंतरकोशिकीय पदार्थ से अलग नहीं होती है। विशिष्ट कोशिकाओं को ऊतकों और अंगों की प्रणालियों में संयोजित किया जाता है, जो विनियमन के अंतरकोशिकीय, ऊतक, ह्यूमरल और तंत्रिका रूपों द्वारा अधीनस्थ और जुड़े होते हैं। यही कारण है कि हम समग्र रूप से शरीर के बारे में बात करते हैं, और कोशिकाओं के बारे में - जीवित की प्राथमिक इकाइयों के रूप में, कड़ाई से परिभाषित कार्यों को करने में विशेष, उन्हें उन सभी तत्वों के साथ संयोजन में निष्पादित करते हैं जो एक बहुकोशिकीय जीव की जटिल रूप से संगठित प्रणाली बनाते हैं।

4.2. कोशिका के संरचनात्मक घटक 4.2.1. कोशिका द्रव्य

कोशिका द्रव्य (साइटोप्लाज्मा),प्लास्मोल्मा द्वारा पर्यावरण से अलग किए गए कोशिका के हिस्से में हाइलोप्लाज्म और उसमें निहित अनिवार्य सेलुलर घटक - ऑर्गेनेल, साथ ही विभिन्न गैर-स्थायी संरचनाएं - समावेशन शामिल हैं।

हाइलोप्लाज्म

हाइलोप्लाज्म (ग्रीक से। hyalinos- पारदर्शी), या साइटोप्लाज्म का मैट्रिक्स, कोशिका का एक बहुत ही महत्वपूर्ण हिस्सा है, इसका वास्तविक आंतरिक भाग

बुधवार।

एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में, साइटोप्लाज्मिक मैट्रिक्स कम इलेक्ट्रॉन घनत्व वाले एक सजातीय या महीन दाने वाले पदार्थ जैसा दिखता है। हाइलोप्लाज्म एक जिलेटिनस कोलाइडल प्रणाली है। यह प्रणाली सोल-जैसी (तरल) अवस्था से जेल जैसी अवस्था में और इसके विपरीत जाने में सक्षम है।

हाइलोप्लाज्म की एक संगठित, क्रमबद्ध बहुघटक प्रणाली में, अलग-अलग क्षेत्र स्थितियों या कार्यात्मक कार्य के आधार पर अपने एकत्रीकरण की स्थिति को बदल सकते हैं; प्रतीत होता है कि संरचनाहीन हाइलोप्लाज्म में, प्रोटीन अणुओं के विभिन्न फाइब्रिलर, फिलामेंटस कॉम्प्लेक्स उत्पन्न हो सकते हैं और विघटित हो सकते हैं। हाइलोप्लाज्म की संरचना में मुख्य रूप से विभिन्न गोलाकार प्रोटीन होते हैं। वे यूकेरियोटिक कोशिका में कुल प्रोटीन सामग्री का 20-25% बनाते हैं। हाइलोप्लाज्म के सबसे महत्वपूर्ण एंजाइमों में शर्करा, नाइट्रोजनस आधार, अमीनो एसिड, लिपिड और अन्य महत्वपूर्ण यौगिकों के चयापचय के लिए एंजाइम शामिल हैं। हाइलोप्लाज्म में प्रोटीन संश्लेषण, परिवहन (स्थानांतरण) राइबोन्यूक्लिक एसिड (टीआरएनए) के दौरान अमीनो एसिड के सक्रियण के लिए एंजाइम होते हैं। हाइलोप्लाज्म में, राइबोसोम और पॉलीराइबोसोम (पॉलीसोम) की भागीदारी के साथ, इस कोशिका के जीवन को बनाए रखने और सुनिश्चित करने के लिए, वास्तविक सेलुलर जरूरतों के लिए आवश्यक प्रोटीन का संश्लेषण होता है। कोशिका के आसमाटिक और बफर गुण काफी हद तक हाइलोप्लाज्म की संरचना और संरचना से निर्धारित होते हैं। हाइलोप्लाज्म की सबसे महत्वपूर्ण भूमिका यह है कि यह अर्ध-तरल माध्यम सभी सेलुलर संरचनाओं को एकजुट करता है और एक दूसरे के साथ उनकी रासायनिक बातचीत सुनिश्चित करता है। अधिकांश इंट्रासेल्युलर परिवहन प्रक्रियाएं हाइलोप्लाज्म के माध्यम से की जाती हैं: अमीनो एसिड, फैटी एसिड, न्यूक्लियोटाइड और शर्करा का स्थानांतरण। इसमें प्लाज्मा झिल्ली और इससे माइटोकॉन्ड्रिया, नाभिक और रिक्तिका तक आयनों का निरंतर प्रवाह होता है। हाइलोप्लाज्म में, एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) का अवायवीय संश्लेषण होता है - ग्लाइकोलाइसिस। यह एटीपी अणुओं के द्रव्यमान के संचलन का मुख्य पात्र और क्षेत्र है। हाइलोप्लाज्म में, आरक्षित उत्पाद जमा होते हैं: ग्लाइकोजन, वसा की बूंदें और कुछ रंगद्रव्य।

4.2.2. अंगों

ऑर्गेनेल सूक्ष्म संरचनाएं हैं जो महत्वपूर्ण कार्य करते हुए सभी कोशिकाओं के लिए लगातार मौजूद और अनिवार्य हैं।

अंगकों का वर्गीकरण.झिल्लीदार और गैर-झिल्ली अंगकों के बीच अंतर बताएं। मेम्ब्रेन ऑर्गेनेल का प्रतिनिधित्व साइटोप्लाज्मिक रेटिकुलम (एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम), गोल्गी कॉम्प्लेक्स (गोल्गी तंत्र), माइटोकॉन्ड्रिया, लाइसोसोम, पेरोक्सिसोम द्वारा किया जाता है। गैर-झिल्ली अंगकों में राइबोसोम (पॉलीरिबोसोम), कोशिका केंद्र और साइटोस्केलेटन के तत्व (सूक्ष्मनलिकाएं, माइक्रोफिलामेंट्स और मध्यवर्ती फिलामेंट्स) शामिल हैं।

झिल्ली अंगक

कोशिका झिल्ली की संरचनात्मक और रासायनिक विशेषताएं

कोशिका झिल्ली हैं प्लाज़्मालेम्मा, परमाणु आवरण, माइटोकॉन्ड्रिया की झिल्ली, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, गोल्गी कॉम्प्लेक्स, लाइसोसोम और पेरोक्सीसोम।सभी कोशिका झिल्लियों की एक सामान्य विशेषता यह है कि वे लिपोप्रोटीन प्रकृति (प्रोटीन के साथ जटिल लिपिड) की पतली (6-10 एनएम) परतें होती हैं (चित्र 4.2)।

चावल। 4.2.कोशिका झिल्ली की संरचना (योजना);

1 - लिपिड; 2 - लिपिड अणुओं की द्विपरत का हाइड्रोफोबिक क्षेत्र; 3 - अभिन्न झिल्ली प्रोटीन; 4 - ग्लाइकोकैलिक्स पॉलीसेकेराइड

कोशिका झिल्ली के मुख्य रासायनिक घटक लिपिड (40%) और प्रोटीन (60%) हैं; इसके अलावा, कई झिल्लियों में कार्बोहाइड्रेट (5-10%) पाए गए।

को लिपिडइसमें पानी में खराब घुलनशीलता (हाइड्रोफोबिसिटी) और कार्बनिक सॉल्वैंट्स और वसा (लिपोफिलिसिटी) में अच्छी घुलनशीलता वाले कार्बनिक पदार्थों का एक बड़ा समूह शामिल है। विभिन्न झिल्लियों में लिपिड की संरचना समान नहीं होती है। उदाहरण के लिए, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम और माइटोकॉन्ड्रिया की झिल्लियों के विपरीत, प्लाज्मा झिल्ली, कोलेस्ट्रॉल से समृद्ध होती है। कोशिका झिल्ली में पाए जाने वाले लिपिड के विशिष्ट प्रतिनिधि फॉस्फोलिपिड (ग्लिसरॉफोस्फेटाइड्स), स्फिंगोमाइलिन और, स्टेरॉयड लिपिड, कोलेस्ट्रॉल हैं।

लिपिड की एक विशेषता उनके अणुओं का दो कार्यात्मक रूप से भिन्न भागों में विभाजन है: हाइड्रोफोबिक गैर-ध्रुवीय, चार्ज-मुक्त ("पूंछ"), जिसमें फैटी एसिड होते हैं, और हाइड्रोफिलिक, चार्ज ध्रुवीय "सिर"। यह लिपिड की 5-7 एनएम की मोटाई के साथ स्वचालित रूप से दो-परत (बिलीपिड) झिल्ली संरचनाओं को बनाने की क्षमता निर्धारित करता है।

झिल्ली प्रोटीन अणुओं के सेट में भी भिन्न होती है। अनेक झिल्ली गिलहरीइसमें दो भाग होते हैं - ध्रुवीय (आवेश-वाहक) अमीनो एसिड से समृद्ध क्षेत्र, और गैर-ध्रुवीय अमीनो एसिड से समृद्ध क्षेत्र: ग्लाइसिन, एलेनिन, वेलिन, ल्यूसीन। झिल्लियों की लिपिड परतों में ऐसे प्रोटीन इस तरह से स्थित होते हैं कि उनके गैर-ध्रुवीय क्षेत्र झिल्ली के "वसा" भाग में डूब जाते हैं, जहां लिपिड के हाइड्रोफोबिक क्षेत्र स्थित होते हैं। इन प्रोटीनों का ध्रुवीय (हाइड्रोफिलिक) भाग लिपिड शीर्षों के साथ संपर्क करता है और जलीय चरण की ओर मुड़ जाता है। ये प्रोटीन झिल्ली को फैलाते हैं और अभिन्न झिल्ली प्रोटीन कहलाते हैं। अभिन्न प्रोटीन के अलावा, ऐसे प्रोटीन भी होते हैं जो आंशिक रूप से झिल्ली में निर्मित होते हैं - अर्ध-अभिन्न और निकट-झिल्ली, बिलीपिड परत में निर्मित नहीं होते हैं। उनकी जैविक भूमिका के अनुसार, झिल्ली प्रोटीन को एंजाइम प्रोटीन, वाहक प्रोटीन, रिसेप्टर और संरचनात्मक प्रोटीन में विभाजित किया जा सकता है।

झिल्लीदार कार्बोहाइड्रेट मुक्त अवस्था में उनकी संरचना में शामिल नहीं होते हैं, वे लिपिड या प्रोटीन अणुओं से जुड़े होते हैं। इन पदार्थों को क्रमशः ग्लाइकोलिपिड्स और ग्लाइकोप्रोटीन कहा जाता है। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि झिल्लियों के बीच उनके लिपिड, प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट की मात्रा और संरचना में कितना बड़ा अंतर है, झिल्लियों में उनकी मूल संरचना द्वारा निर्धारित कई सामान्य गुण होते हैं। सभी झिल्लियाँ अवरोधक संरचनाएँ हैं,

एक ओर साइटोप्लाज्म और पर्यावरण के बीच और दूसरी ओर मैट्रिक्स और झिल्ली ऑर्गेनेल की सामग्री के बीच पदार्थों के मुक्त प्रसार को तेजी से सीमित करना।

प्रत्येक झिल्ली के विशिष्ट कार्यात्मक भार की विशिष्टता प्रोटीन घटकों के गुणों और विशेषताओं से निर्धारित होती है, जिनमें से अधिकांश एंजाइम या एंजाइम सिस्टम होते हैं। झिल्लियों के कामकाज में एक महत्वपूर्ण भूमिका सुप्रा-झिल्ली परत के ग्लाइकोलिपिड्स और ग्लाइकोप्रोटीन द्वारा निभाई जाती है।

प्लाज्मा झिल्ली। कोशिका के अवरोधक-रिसेप्टर और परिवहन प्रणालियाँ

प्लाज़्मा झिल्ली या प्लास्मोलेम्मा (मेम्ब्राना सेल्युलरिस),विभिन्न कोशिका झिल्लियों के बीच एक विशेष स्थान रखता है। यह एक सतही परिधीय संरचना है जो न केवल कोशिका को बाहर से सीमित करती है, बल्कि बाह्य कोशिकीय वातावरण के साथ इसका सीधा संबंध भी सुनिश्चित करती है, और परिणामस्वरूप, कोशिका पर कार्य करने वाले सभी पदार्थों और उत्तेजनाओं के साथ।

प्लाज्मा झिल्ली की रासायनिक संरचना.प्लास्मोलेम्मा एक लिपोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स पर आधारित है। यह लगभग 10 एनएम मोटा है और इस प्रकार कोशिका झिल्ली में सबसे मोटा है।

प्लाज़्मालेम्मा के बाहर एपिमेम्ब्रेन परत होती है - ग्लाइकोकैलिक्स (ग्लाइकोकैलिक्स)।इस परत की मोटाई लगभग 3-4 एनएम है, यह लगभग सभी पशु कोशिकाओं में पाई जाती है, लेकिन इसकी गंभीरता की डिग्री अलग-अलग होती है। ग्लाइकोकैलिक्स एक प्लाज़्मालेम्मा-संबंधित ग्लाइकोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स है, जिसमें विभिन्न कार्बोहाइड्रेट शामिल हैं। कार्बोहाइड्रेट प्रोटीन और लिपिड से जुड़े पॉलीसेकेराइड की लंबी, शाखा श्रृंखला बनाते हैं जो प्लाज्मा झिल्ली बनाते हैं (चित्र 4.2 देखें)। पॉलीसेकेराइड (रूथेनियम लाल डाई) का पता लगाने के लिए विशेष तरीकों का उपयोग करते समय, यह दिखाया गया कि वे प्लाज्मा झिल्ली के ऊपर "म्यान" के समान एक संरचना बनाते हैं।

ग्लाइकोकैलिक्स में ऐसे प्रोटीन हो सकते हैं जो बिलिपिड परत से जुड़े नहीं होते हैं। एक नियम के रूप में, ये एंजाइम प्रोटीन हैं जो विभिन्न पदार्थों, जैसे कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन, वसा इत्यादि के बाह्य कोशिकीय टूटने में शामिल होते हैं।

प्लाज़्मा झिल्ली के कार्य बाहरी वातावरण से साइटोप्लाज्म का परिसीमन करना, कोशिका के अंदर और बाहर विभिन्न पदार्थों का स्वागत और परिवहन करना है।

रिसेप्टर कार्यरासायनिक और भौतिक कारकों की विशिष्ट "पहचान" में शामिल विशेष संरचनाओं के प्लाज्मा झिल्ली पर स्थानीयकरण से जुड़ा हुआ है। कोशिका की सतह पर घटकों का एक बड़ा समूह होता है - रिसेप्टर्स जो विभिन्न एजेंटों के साथ विशिष्ट प्रतिक्रियाओं की संभावना निर्धारित करते हैं। ग्लाइकोप्रोटीन और झिल्ली ग्लाइकोलिपिड कोशिका की सतह पर रिसेप्टर्स के रूप में काम कर सकते हैं (चित्र 4.2 देखें)। ऐसा माना जाता है कि व्यक्तिगत पदार्थों के प्रति संवेदनशील ऐसी साइटें कोशिका की पूरी सतह पर बिखरी हो सकती हैं या छोटे क्षेत्रों में एकत्रित हो सकती हैं। जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों के लिए रिसेप्टर्स होते हैं - हार्मोन, मध्यस्थ, विभिन्न कोशिकाओं या प्रोटीन के विशिष्ट एंटीजन, आदि।

प्लाज़्मालेम्मा कोशिकाओं की पारस्परिक पहचान और प्रतिरक्षा के विकास जैसी महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के लिए जिम्मेदार विशिष्ट रिसेप्टर्स के स्थानीयकरण से जुड़ा है। इस प्रकार, सभी कोशिकाओं के प्लास्मोलेम्मा में एक वर्ग I हिस्टोकम्पैटिबिलिटी अणु (ग्लाइकोप्रोटीन) होता है, जिसमें शामिल हैं: ए) एक अभिन्न ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन, जिसका एक हिस्सा साइटोप्लाज्म में स्थित होता है, दूसरा हिस्सा प्लास्मोलेम्मा में प्रवेश करता है, और अणु का अंतिम, सबसे लंबा हिस्सा ग्लाइकोकैलिक्स में स्थित होता है; बी) कम आणविक भार के साथ परिधीय झिल्ली प्रोटीन; ग) एक छोटा प्रोटीन अणु जो गैर-सहसंयोजक रूप से इंटीग्रल ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन के बाह्य कोशिकीय भाग के लूप से बंधता है। यह अणु का अंतिम भाग (9 अमीनो एसिड का एक पेप्टाइड) है जो किसी दिए गए व्यक्ति के सामान्य कोशिका प्रोटीन का एक टुकड़ा है। इसे मानव प्रतिरक्षा प्रणाली की कोशिकाओं द्वारा "अपने" के रूप में पहचाना जाता है। उत्परिवर्तन के मामले में, एक अलग आणविक संरचना वाला प्रोटीन (उदाहरण के लिए, एक वायरस द्वारा एन्कोड किया गया) हिस्टोकोम्पैटिबिलिटी प्रोटीन के स्थान पर दिखाई देता है, और इसके जवाब में, इस कोशिका को नष्ट करने के उद्देश्य से शरीर के हिस्से पर एक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया होती है। यह तंत्र कोशिकाओं और इसलिए जीव की आनुवंशिक वैयक्तिकता को सुरक्षित रखता है।

प्रकाश-संवेदनशील पशु कोशिकाओं के प्लास्मोलेम्मा में, फोटोरिसेप्टर प्रोटीन (रोडोप्सिन) की एक विशेष प्रणाली होती है, जिसकी मदद से प्रकाश संकेत को एक रासायनिक में परिवर्तित किया जाता है, जो बदले में, एक विद्युत आवेग की उत्पत्ति की ओर जाता है।

पूरा परिवहन कार्य,प्लाज़्मालेम्मा कई पदार्थों, जैसे पानी, कई आयन और कुछ कम आणविक भार यौगिकों का निष्क्रिय स्थानांतरण प्रदान करता है। अन्य पदार्थ एटीपी के टूटने के कारण ऊर्जा के व्यय के साथ एक सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध सक्रिय परिवहन द्वारा झिल्ली को पार करते हैं। इस प्रकार कई कार्बनिक अणुओं (शर्करा, अमीनो एसिड, आदि) का परिवहन होता है। ये प्रक्रियाएँ आयन परिवहन से जुड़ी हो सकती हैं, इनमें वाहक प्रोटीन शामिल होते हैं।

बायोपॉलिमर के बड़े अणु व्यावहारिक रूप से प्लाज़्मालेम्मा में प्रवेश नहीं करते हैं। कुछ मामलों में, मैक्रोमोलेक्यूल्स और यहां तक ​​कि उनके समुच्चय, और अक्सर बड़े कण, एंडोसाइटोसिस की प्रक्रिया के परिणामस्वरूप कोशिका में प्रवेश करते हैं (चित्र 4.3)। एन्डोसाइटोसिसऔपचारिक रूप से विभाजित किया गया phagocytosis(कब्जा और

चावल। 4.3.एन्डोसाइटोसिस। पिनोसाइटिक पुटिकाओं के गठन के विभिन्न प्रकार (ए, बी):

1 - प्लाज्मा झिल्ली की सतह पर कणों का सोखना; 2 - गोता लगाना

साइटोप्लाज्म में कण; 3 - प्राथमिक लाइसोसोम

बड़े कणों का कोशिका द्वारा अवशोषण, जैसे बैक्टीरिया या अन्य कोशिकाओं के टुकड़े) और पिनोसाइटोसिस(व्यक्तिगत अणुओं और मैक्रोमोलेक्युलर यौगिकों को पकड़ना)।

पिनोसाइटोसिस अवशोषित पदार्थों के प्लाज़्मालेम्मा की सतह पर सोरशन से शुरू होता है। प्लाज़्मालेम्मा से उनका बंधन इसकी सतह पर रिसेप्टर अणुओं की उपस्थिति से निर्धारित होता है। सतह पर पदार्थों के सोखने के बाद, प्लाज़्मालेम्मा, सबसे पहले, कोशिका में छोटे आक्रमण बनाना शुरू कर देता है। फिर ऐसे स्थानीय आक्रमणों को प्लाज़्मालेम्मा से निकाल दिया जाता है और बुलबुले के रूप में इसके नीचे स्वतंत्र रूप से स्थित होते हैं।

इसके बाद, एन्डोसाइटिक वेसिकल्स, या एंडोसोमएक दूसरे के साथ विलीन हो सकते हैं, बढ़ सकते हैं, और उनकी आंतरिक गुहा में, अवशोषित पदार्थों के अलावा, हाइड्रोलाइटिक एंजाइम (हाइड्रोलेज़) यहां से आते हैं लाइसोसोम(नीचे देखें)। ये एंजाइम बायोपॉलिमर को मोनोमर्स में तोड़ देते हैं, जो पुटिका झिल्ली के माध्यम से सक्रिय परिवहन के परिणामस्वरूप हाइलोप्लाज्म में चले जाते हैं। इस प्रकार, प्लास्मोलेमा के तत्वों से बनी झिल्ली रिक्तिका के अंदर अवशोषित अणु इंट्रासेल्युलर पाचन से गुजरते हैं।

फागोसाइटोसिस के दौरान, एक कोशिका, जैसे मैक्रोफेज, एक जीवाणु के उसके प्लास्मोल्मा से जुड़ने के बाद, लंबी साइटोप्लाज्मिक प्रक्रियाएं बनाती है जो जीवाणु को घेर लेती है, और मैक्रोफेज धीरे-धीरे फागोसोम के निर्माण के साथ जीवाणु को अवशोषित कर लेता है।

प्लाज़्मा झिल्ली कोशिका से पदार्थों को निकालने में शामिल होती है। (एक्सोसाइटोसिस)। मेंइस मामले में, इंट्रासेल्युलर उत्पाद (प्रोटीन, म्यूकोपॉलीसेकेराइड, लिपोप्रोटीन, आदि), रिक्तिका या पुटिकाओं में संलग्न होते हैं और एक झिल्ली द्वारा हाइलोप्लाज्म से अलग हो जाते हैं, प्लाज़्मालेम्मा के पास पहुंचते हैं। संपर्क के बिंदुओं पर, प्लास्मोल्मा और रिक्तिका झिल्ली विलीन हो जाती हैं, और रिक्तिका की सामग्री पर्यावरण में प्रवेश करती है।

एंडोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस की प्रक्रिया प्लास्मोल्मा से जुड़े साइटोप्लाज्म के फाइब्रिलर घटकों की एक प्रणाली की भागीदारी के साथ की जाती है, जैसे कि सूक्ष्मनलिकाएं और सिकुड़ा हुआ माइक्रोफिलामेंट्स। उत्तरार्द्ध, प्लास्मोल्मा के कुछ हिस्सों से जुड़कर, उनकी लंबाई को बदलकर, झिल्ली को कोशिका में खींच सकता है, जिससे प्लास्मोल्मा से एंडोसाइटिक रिक्तिकाएं अलग हो जाती हैं। अक्सर, सीधे प्लास्मोल्मा से सटे हुए, माइक्रोफिलामेंट्स एक सतत कॉर्टिकल परत बनाते हैं।

कई पशु कोशिकाओं का प्लाज़्मालेम्मा बहिर्वृद्धि बना सकता है। कई कोशिकाओं में, इस तरह के विकास में साइटोप्लाज्म (माइक्रोट्यूब्यूल्स, फाइब्रिल) के विशेष घटक शामिल होते हैं, जो आंदोलन ऑर्गेनेल के विकास की ओर ले जाते हैं - सिलिया, फ्लैगेल्लाऔर आदि।

यह आमतौर पर कई पशु कोशिकाओं की सतह पर पाया जाता है माइक्रोविली.ये साइटोप्लाज्म के बहिर्वृद्धि हैं, जो प्लास्मोलेमा द्वारा सीमित होते हैं, जिनमें एक गोल शीर्ष के साथ एक सिलेंडर का आकार होता है। माइक्रोविली उपकला कोशिकाओं की विशेषता है, लेकिन अन्य ऊतकों की कोशिकाओं में भी पाए जाते हैं। माइक्रोविली का व्यास लगभग 100 एनएम है। अलग-अलग प्रकार की कोशिकाओं में इनकी संख्या और लंबाई अलग-अलग होती है। माइक्रोविली की संख्या में वृद्धि से कोशिका सतह क्षेत्र में तेज वृद्धि होती है। यह अवशोषण में शामिल कोशिकाओं के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, आंतों के उपकला में

सतह के 1 मिमी 2 में 2×10 8 माइक्रोविली तक होते हैं।

अंतरकोशिकीय संबंध

प्लाज्मा झिल्ली विशेष संरचनाओं - अंतरकोशिकीय के निर्माण में सक्रिय भाग लेती है संपर्क,या यौगिक (जंक्शन-टियोनस इंटरसेल्यूलर),अंतरकोशिकीय संपर्क प्रदान करना। ऐसी संरचनाएँ कई प्रकार की होती हैं (चित्र 4.4)।

इन कोशिकाओं में जो समानता है वह यह है कि उनकी सतह पर अभिन्न प्रोटीन, ग्लाइकोप्रोटीन के विशेष कार्बोहाइड्रेट भाग होते हैं, जो पड़ोसी कोशिकाओं की सतह पर संबंधित प्रोटीन के साथ विशेष रूप से संपर्क और संयोजन करते हैं।

अंतरकोशिकीय कनेक्शन को सरल और जटिल में विभाजित किया गया है।

सरल अंतरकोशिकीय संबंध(जंक्टियो इंटरसेल्युलरिस सिम्प्लेक्स)- 15-20 एनएम की दूरी पर पड़ोसी कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली का अभिसरण (चित्र 4.5)। इस मामले में, पड़ोसी कोशिकाओं की ग्लाइकोकैलिक्स परतों की परस्पर क्रिया होती है। का उपयोग करके

चावल। 4.4.आंतों के उपकला (योजना) की कोशिकाओं में विभिन्न अंतरकोशिकीय कनेक्शन का स्थान:

1 - सरल कनेक्शन; 2 - तंग कनेक्शन (समापन क्षेत्र); 3 - चिपकने वाला बेल्ट (चिपकने वाला बेल्ट); 4 - डेसमोसोम (आसंजन पैच); 5 - आधा-डेस-मोसोम; 6 - स्लॉट (संचार) कनेक्शन; 7 - माइक्रोविली

चावल। 4.5.सरल अंतरकोशिकीय कनेक्शन (योजना):

ए- दो उपकला कोशिकाओं का सरल कनेक्शन; बी- पड़ोसी कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली के इंटीग्रल ग्लाइकोप्रोटीन (इंटीग्रिन और कैडेरिन) द्वारा बंधन

रिसेप्टर प्रोटीन जो ग्लाइकोकैलिक्स बनाते हैं, एक सामान्य रोगाणु से उत्पन्न होने वाली कोशिकाओं को पहचाना जाता है और परतों में संयोजित किया जाता है। उदाहरण के लिए, ई-कैडरिन केवल उपकला कोशिकाओं के बीच संपर्कों के निर्माण में शामिल होते हैं, जिससे संपर्क कोशिकाओं की लगभग पूरी सतह पर उनका संबंध सुनिश्चित होता है।

जटिल अंतरकोशिकीय संबंधदो पड़ोसी कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली के छोटे युग्मित विशेष खंड हैं। उन्हें समापन (इन्सुलेटिंग), लिंकिंग (एंकरिंग) और संचार (संयोजन) कनेक्शन में विभाजित किया गया है।

समापन का तात्पर्य है कड़ा संबंध(समापन क्षेत्र - ज़ोनु-ला ओकुलुडेन्स)।इस कनेक्शन में पड़ोसी कोशिकाओं की सतह पर स्थित विशेष अभिन्न प्रोटीन शामिल होते हैं, जो एक जाल नेटवर्क की झलक बनाते हैं (चित्र 4.6)।

यह सेलुलर नेटवर्क एक बेल्ट के रूप में सेल की पूरी परिधि को घेरता है, और पड़ोसी कोशिकाओं की सतह पर उसी नेटवर्क से जुड़ता है। यह क्षेत्र मैक्रोमोलेक्यूल्स और आयनों के लिए अभेद्य है, और इसलिए, यह बाहरी वातावरण से अंतरकोशिकीय अंतराल (और, उनके साथ, शरीर के आंतरिक वातावरण) को बंद कर देता है। इस प्रकार का कनेक्शन एकल-परत उपकला और कुछ वाहिकाओं के एंडोथेलियम की कोशिकाओं के लिए विशिष्ट है।

जुड़ाव, या एंकरिंग, कनेक्शन में शामिल हैं चिपकने वाला बैंड(आसंजन का घेरा) और डेसमोसोम.यौगिकों के इस समूह में आम बात यह है कि साइटोस्केलेटन (एक्टिन फिलामेंट्स) के फाइब्रिलर तत्व,

चावल। 4.6.तंग कनेक्शन (समापन क्षेत्र):

ए- आंतों के उपकला की कोशिकाओं पर तंग जंक्शन (सम्मिलन प्लेट) का स्थान; बी -सघन जोड़ क्षेत्र का त्रि-आयामी आरेख। 1 - माइक्रोविली

चावल। 4.7.चिपकने वाला बैंड (आसंजन बैंड):

ए- कोशिका में इसका स्थान; बी- खंडीय द्रश्य; वी- आणविक संगठन की योजना. 1 - प्लाज़्मालेम्मा; 2 - आसंजन प्रोटीन की परत; 3 - एक्टिन माइक्रोफिलामेंट्स; 4 - ग्लाइकोप्रोटीन को बांधना

मध्यवर्ती तंतु और स्पेक्ट्रिन) और पड़ोसी कोशिकाओं के जंक्शन पर झिल्लियों से बंध जाते हैं।

चिपकने वाला बैंड,या क्लंपिंग बेल्ट (ज़ोनुला एडहेरेन्स),- रिबन के रूप में एक युग्मित गठन, जिनमें से प्रत्येक पड़ोसी कोशिकाओं के शीर्ष भागों को घेरता है और इस क्षेत्र में एक दूसरे के साथ उनका आसंजन सुनिश्चित करता है (चित्र 4.7)। यहां, कोशिकाएं इंटीग्रल ग्लाइकोप्रोटीन द्वारा एक-दूसरे से जुड़ी होती हैं, जिससे, दोनों कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म की ओर से, विशिष्ट प्रोटीन विनकुलिन सहित झिल्ली प्रोटीन की एक परत जुड़ जाती है। एक्टिन माइक्रोफिलामेंट्स का एक बंडल इस परत के पास आता है और इससे जुड़ जाता है। कई पड़ोसी कोशिकाओं में एक्टिन-बाध्यकारी प्रोटीन के साथ एक्टिन माइक्रोफिलामेंट्स की परस्पर क्रिया से संपूर्ण उपकला परत की राहत में बदलाव हो सकता है।

चिपकने वाले कनेक्शन शामिल हो सकते हैं फोकल संपर्क,फ़ाइब्रोब्लास्ट की विशेषता. इस मामले में, कोशिका पड़ोसी कोशिका से नहीं, बल्कि बाह्य कोशिकीय सब्सट्रेट के तत्वों से जुड़ती है। एक्टिन माइक्रोफिलामेंट्स फोकल संपर्क के निर्माण में भी भाग लेते हैं। चिपकने वाले अंतरकोशिकीय जंक्शनों में शामिल हैं डेस्मोसोम(चित्र 4.8)।

डेसमोसोम,या आसंजन स्थान (मैक्युला एडहेरेन्स)।ये युग्मित संरचनाएँ हैं, जो लगभग 0.5 µm के व्यास वाला एक छोटा क्षेत्र या स्थान हैं। साइटोप्लाज्म की ओर से, प्रोटीन की एक परत, जिसमें डेस्मोप्लाकिन्स शामिल है, प्लाज्मा झिल्ली से सटी होती है। मध्यवर्ती तंतुओं के बंडलों को साइटोप्लाज्म की ओर से इस परत में पेश किया जाता है। प्लास्मोल्मा के बाहरी तरफ डेसमोसोम के क्षेत्र में पड़ोसी कोशिकाएं जुड़ी होती हैं

चावल। 4.8.डेसमोसोम:

ए- पिंजरे में स्थान; बी- अल्ट्रास्ट्रक्चर का आरेख। 1 - प्लाज़्मालेम्मा; 2 - डेस्मो-ग्ली परत; 3 - डेस्मोप्लाकिन की परत; 4 - मध्यवर्ती तंतु। डी - डेसमोसोम; पीडी - हेमाइड्समोसोम

ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन - डेस्मोग्लिंस की मदद से। उदाहरण के लिए, त्वचा की बाह्य त्वचा की प्रत्येक कोशिका में कई सौ डेसमोसोम तक हो सकते हैं।

डेसमोसोम की कार्यात्मक भूमिका मुख्य रूप से कोशिकाओं के बीच यांत्रिक संबंध में होती है। डेसमोसोम हृदय और चिकनी मांसपेशियों में विभिन्न उपकला में कोशिकाओं को एक दूसरे से बांधते हैं। हेमाइड्समोसोम्सउपकला कोशिकाओं को बेसमेंट झिल्ली से बांधें।

पशु कोशिकाओं में संचार कनेक्शन का प्रतिनिधित्व किया जाता है गैप जंक्शन और सिनैप्स(चित्र 4.9)।

गैप कनेक्शन,या नेक्सस (नेक्सस), 0.5-3 माइक्रोन की लंबाई वाले क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है, जहां प्लाज्मा झिल्ली 2-3 एनएम के अंतराल से अलग हो जाती है (चित्र 4.9 देखें)। साइटोप्लाज्म की ओर से, इस क्षेत्र में कोई विशेष झिल्ली-बद्ध संरचनाएं नहीं पाई जाती हैं, लेकिन पड़ोसी कोशिकाओं के प्लास्मोलेम्स की संरचना में, विशेष प्रोटीन कॉम्प्लेक्स (कनेक्टोन) एक दूसरे के विपरीत स्थित होते हैं, जो एक कोशिका से दूसरे तक चैनल बनाते हैं। इस प्रकार का संबंध सभी ऊतक समूहों में पाया जाता है।

गैप जंक्शन की कार्यात्मक भूमिका आयनों और छोटे अणुओं (आणविक भार 2 × 103) को एक कोशिका से दूसरे कोशिका में स्थानांतरित करना है। तो, हृदय की मांसपेशी में, उत्तेजना, जो आयन पारगम्यता को बदलने की प्रक्रिया पर आधारित होती है, नेक्सस के माध्यम से कोशिका से कोशिका तक संचारित होती है।

सिनैप्टिक कनेक्शन, या सिनैप्स (सिनैप्सिस)।इस प्रकार का कनेक्शन तंत्रिका ऊतक की विशेषता है और दो न्यूरॉन्स के बीच और एक न्यूरॉन और कुछ अन्य तत्व के बीच संपर्क के विशेष क्षेत्रों में होता है जो रिसेप्टर या इफ़ेक्टर का हिस्सा होता है (उदाहरण के लिए, न्यूरोमस्कुलर, न्यूरोएपिथेलियल सिनैप्स)।

सिनैप्स दो कोशिकाओं के बीच संपर्क के क्षेत्र हैं जो एक तत्व से दूसरे तत्व तक उत्तेजना या निषेध के एकतरफ़ा संचरण के लिए विशेषीकृत होते हैं (अध्याय 10 देखें)।

चावल। 4.9.स्लॉटेड (संचार) कनेक्शन:

1 - कनेक्सन; 2 - प्लाज़्मालेम्मा

रिक्तिका तंत्र

अन्तः प्रदव्ययी जलिका

एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम) की खोज के.आर. पोर्टर ने 1945 में की थी। कोशिका के रसधानी तंत्र का यह घटक रसधानियों, सपाट झिल्ली थैली या ट्यूबलर संरचनाओं का एक संग्रह है जो एक त्रि-आयामी झिल्ली नेटवर्क बनाता है। नेटवर्क शामिल है दानेदार और दानेदारअनुभाग जिन्हें आपस में जोड़ा जा सकता है।

दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (रेटिकुलम एंडोप्लाज्मिकम ग्रैनुलोसम)अति पतले खंडों पर इसे बंद झिल्लियों द्वारा दर्शाया जाता है, जो खंडों पर चपटी थैलियाँ, कुंड, नलिकाएँ बनाती हैं।

सिस्टर्न का व्यास काफी भिन्न होता है और, कोशिका की कार्यात्मक गतिविधि के आधार पर, 20 एनएम से कई माइक्रोमीटर तक होता है। दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्लियों की एक विशिष्ट विशेषता यह है कि वे हाइलोप्लाज्म की ओर से कई राइबोसोम से ढकी होती हैं (चित्र 4.10)।

दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की एक अलग संरचना होती है। अविशिष्ट कोशिकाओं के लिए या कम चयापचय गतिविधि वाली कोशिकाओं के लिए, दुर्लभ और बिखरे हुए कुंडों की उपस्थिति विशेषता है। यदि दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम का स्थानीय संचय होता है, तो यह स्रावी प्रोटीन के सक्रिय संश्लेषण को इंगित करता है। तो, यकृत कोशिकाओं और कुछ तंत्रिका कोशिकाओं में, दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम को अलग-अलग क्षेत्रों में इकट्ठा किया जाता है। अग्न्याशय की कोशिकाओं में, झिल्लीदार कुंडों के रूप में दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम एक-दूसरे के बगल में कसकर पैक होते हैं और कोशिका के बेसल और पेरिन्यूक्लियर ज़ोन पर कब्जा कर लेते हैं। एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्लियों से जुड़े राइबोसोम प्रोटीन के संश्लेषण में शामिल होते हैं जो किसी दिए गए सेल ("निर्यातित" प्रोटीन) से उत्सर्जित होते हैं। इसके अलावा, दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम प्रोटीन के संश्लेषण में शामिल होता है - इंट्रासेल्युलर चयापचय के संगठन के लिए आवश्यक एंजाइम, और इंट्रासेल्युलर पाचन के लिए भी उपयोग किया जाता है।

एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की गुहाओं में जमा होने वाले प्रोटीन, हाइलोप्लाज्म को दरकिनार करते हुए, गोल्गी कॉम्प्लेक्स के रिक्तिका में ले जाया जा सकता है, जहां वे संशोधित होते हैं और या तो लाइसोसोम या स्रावी कणिकाओं का हिस्सा होते हैं, जिनमें से सामग्री झिल्ली द्वारा हाइलोप्लाज्म से अलग रहती है। दानेदार एंडोप्लाज्मिक की नलिकाओं या रिक्तिकाओं के भीतर

चावल। 4.10.दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की संरचना: ए -योजना; बी- यकृत उपकला कोशिका के एक भाग का इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ। 1 - राइबोसोम; 2 - प्लेटें; 3 - टैंकों की आंतरिक गुहाएँ; 4 - राइबोसोम से रहित झिल्ली पुटिकाएं विभाजित हो जाती हैं

नेटवर्क, प्रोटीन को संशोधित किया जाता है, उदाहरण के लिए, उन्हें शर्करा (प्राथमिक ग्लूकोसिलेशन) से बांधकर।

दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में, इसके राइबोसोम पर, झिल्ली अभिन्न प्रोटीन संश्लेषित होते हैं, जो झिल्ली की मोटाई में एम्बेडेड होते हैं। यहां, हाइलोप्लाज्म की ओर से, लिपिड संश्लेषण और झिल्ली में उनका समावेश होता है। इन दो प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्ली और कोशिका के वैक्यूलर सिस्टम के अन्य घटक बढ़ते हैं।

तो, दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की भूमिका उसके राइबोसोम पर निर्यातित प्रोटीन के संश्लेषण में, झिल्ली गुहाओं के अंदर हाइलोप्लाज्म की सामग्री से उनके अलगाव में, इन प्रोटीनों को कोशिका के अन्य भागों में परिवहन में, ऐसे प्रोटीन के रासायनिक संशोधन में और उनके स्थानीय संघनन में, साथ ही कोशिका झिल्ली के संरचनात्मक घटकों के संश्लेषण में निहित है।

एग्रानुलर (चिकना) एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (रेटिकुलम एंडोप्लाज्मिकम नोंग्रानुलोसम)यह उन झिल्लियों द्वारा भी दर्शाया जाता है जो छोटी रिक्तिकाएँ, नलिकाएँ, नलिकाएँ बनाती हैं, जो शाखा कर सकती हैं, एक दूसरे के साथ विलय कर सकती हैं। दानेदार ईआर के विपरीत, चिकनी ईआर की झिल्लियों पर कोई राइबोसोम नहीं होते हैं। चिकनी एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की रसधानियों और नलिकाओं का व्यास आमतौर पर लगभग 50-100 एनएम होता है। चिकनी एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के आधार पर उत्पन्न और विकसित होती है। दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के कुछ क्षेत्रों में, राइबोसोम से रहित नए लिपोप्रोटीन झिल्ली क्षेत्र बनते हैं। ये क्षेत्र बढ़ सकते हैं, दानेदार झिल्लियों से अलग हो सकते हैं और एक स्वतंत्र रसधानी तंत्र के रूप में कार्य कर सकते हैं।

चिकनी एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की गतिविधि लिपिड और कुछ इंट्रासेल्युलर पॉलीसेकेराइड के चयापचय से जुड़ी होती है। चिकनी एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम लिपिड संश्लेषण के अंतिम चरण में शामिल होता है। यह स्टेरॉयड-स्रावित कोशिकाओं में अत्यधिक विकसित होता है, उदाहरण के लिए, अधिवृक्क प्रांतस्था की अंतःस्रावी कोशिकाओं में, घुमावदार वीर्य नलिकाओं की उपकला कोशिकाओं में।

विभिन्न कोशिकाओं (यकृत कोशिकाओं, मांसपेशी फाइबर) के हाइलोप्लाज्म में ग्लाइकोजन जमा (जानवरों का एक आरक्षित इंट्रासेल्युलर पॉलीसेकेराइड) के साथ चिकनी एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम का घनिष्ठ स्थलाकृतिक संबंध कार्बोहाइड्रेट चयापचय में इसकी संभावित भागीदारी को इंगित करता है।

धारीदार मांसपेशी फाइबर में, चिकनी एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम मांसपेशी ऊतक के कार्य के लिए आवश्यक कैल्शियम आयनों को जमा करने में सक्षम है (अध्याय 9 देखें)।

कई विशेष एंजाइमों की सहायता से ऑक्सीकरण के कारण शरीर के लिए हानिकारक विभिन्न पदार्थों को निष्क्रिय करने में चिकनी एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की भूमिका बहुत महत्वपूर्ण है। यह विशेष रूप से यकृत की कोशिकाओं में स्पष्ट रूप से प्रकट होता है। तो, कुछ विषाक्तता के साथ, एसिडोफिलिक ज़ोन (आरएनए युक्त नहीं) यकृत कोशिकाओं में दिखाई देते हैं, जो पूरी तरह से एक चिकनी एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम से भरे होते हैं।

गॉल्गी कॉम्प्लेक्स

गोल्गी कॉम्प्लेक्स (लैमेलर कॉम्प्लेक्स) की खोज 1898 में के. गोल्गी ने की थी। लेखक ने सेलुलर संरचनाओं के साथ भारी धातुओं (ऑस्मियम या सिल्वर) के बंधन के गुणों का उपयोग करते हुए, तंत्रिका कोशिकाओं में जाल संरचनाओं का खुलासा किया, जिसे उन्होंने आंतरिक जाल तंत्र कहा। (उपकरण रेटिकुलरिस इंटर्नस)।बाद में इसे बुलाया गया उपकरण,या गोल्गी कॉम्प्लेक्स (कॉम्प्लेक्सस गॉल्गिएन्सिस)।फिर सभी यूकेरियोटिक कोशिकाओं में समान संरचनाओं का वर्णन किया गया।

जब एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के नीचे देखा जाता है, तो गोल्गी कॉम्प्लेक्स को छोटे क्षेत्रों में एक साथ एकत्रित झिल्ली संरचनाओं द्वारा दर्शाया जाता है।

(चित्र 4.11)।

इन झिल्लियों के संचय का एक पृथक क्षेत्र कहलाता है डिक्टियोसोम (गोल्गी स्टैक)।एक सेल में ऐसे कई जोन हो सकते हैं। एक दूसरे के करीब (20-25 एनएम की दूरी पर) 5-10 फ्लैट हैं हौज,जिसके बीच हाइलोप्लाज्म की पतली परतें होती हैं। प्रत्येक टैंक की मोटाई अलग-अलग होती है: इसके केंद्र में झिल्लियों को एक साथ लाया जा सकता है (25 एनएम तक), और परिधि पर उनके विस्तार हो सकते हैं - ampoules, जिनकी चौड़ाई स्थिर नहीं है। गोल्गी कॉम्प्लेक्स के क्षेत्र में घनी दूरी वाले सपाट कुंडों के अलावा, कई छोटे बुलबुले देखे जाते हैं। (पुटिका),जो मुख्यतः इसके परिधीय क्षेत्रों में पाए जाते हैं। कभी-कभी वे फ्लैट सिस्टर्न के किनारों पर एम्पुलर एक्सटेंशन से लगे होते हैं। तानाशाही क्षेत्र में, समीपस्थ (सीआईएस)और दूरस्थ (ट्रांस)सतहों. स्रावित करने वाली कोशिकाओं में, गोल्गी कॉम्प्लेक्स आमतौर पर ध्रुवीकृत होता है: इसकी समीपस्थ सतह नाभिक की ओर होती है, जबकि दूरस्थ सतह कोशिका की सतह की ओर होती है।

चावल। 4.11.गॉल्गी कॉम्प्लेक्स:

ए -रीढ़ की हड्डी की तंत्रिका कोशिका, गोल्गी विधि के अनुसार रजत संसेचन: 1 - नाभिक; 2 - न्यूक्लियोलस; 3 - गोल्गी कॉम्प्लेक्स; बी- अल्ट्रामाइक्रोस्कोपिक संरचना की योजना (त्रि-आयामी पुनर्निर्माण); वी- अल्ट्राथिन खंड (यकृत कोशिका) पर गोल्गी कॉम्प्लेक्स: 1 - पुटिका; 2 - नलिकाएं; 3 - चपटा बैग (टैंक); 4 - दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के टुकड़े

कोशिकाओं में, अलग-अलग डिक्टियोसोम्स को डिस्टल सतह से सटे पुटिकाओं और कुंडों की एक प्रणाली द्वारा एक दूसरे से जोड़ा जा सकता है, ताकि एक ढीला त्रि-आयामी नेटवर्क बन सके, जिसे प्रकाश और इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी (गोल्गी कॉम्प्लेक्स का "ट्रांस-नेटवर्क") में पता लगाया जाता है।

गोल्गी कॉम्प्लेक्स एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में संश्लेषित उत्पादों के अलगाव और संचय, उनके रासायनिक पुनर्व्यवस्था, परिपक्वता में शामिल है; इसके टैंकों में, पॉलीसेकेराइड को प्रोटीन के साथ संश्लेषित और जटिल किया जाता है, जिससे पेप्टिडोग्लाइकेन्स का निर्माण होता है। गोल्गी कॉम्प्लेक्स की मदद से स्रावी कोशिका के बाहर तैयार रहस्यों को हटाने की प्रक्रिया को अंजाम दिया जाता है। इसके अलावा, जटिल

चावल। 4.12.प्रोटीन स्राव (योजना) में सेलुलर संरचनाओं की भागीदारी: 1 - हेमोकापिलरी से दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के राइबोसोम तक अमीनो एसिड की आपूर्ति; 2 - प्रोटीन का संश्लेषण और पृथक्करण; 3 - गोल्गी कॉम्प्लेक्स के रिक्तिका में प्रोटीन का संक्रमण; 4 - स्रावी उत्पादों के साथ पुटिकाओं के गोल्गी कॉम्प्लेक्स से दरार; 5 - कोशिका से रहस्य का निकलना

गोल्गी लाइसोसोम के निर्माण को सुनिश्चित करता है। कॉम्प्लेक्स की झिल्लियाँ दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम से छोटी रिक्तिकाओं के टूटने से बनती हैं। ये रिक्तिकाएँ समीपस्थ गोल्गी कॉम्प्लेक्स में प्रवेश करती हैं, जहाँ वे इसकी झिल्लियों में विलीन हो जाती हैं। नतीजतन, दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में संश्लेषित झिल्लियों और उत्पादों के नए हिस्से गोल्गी कॉम्प्लेक्स में प्रवेश करते हैं। गोल्गी कॉम्प्लेक्स के झिल्ली कुंडों में, दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में संश्लेषित प्रोटीन की संरचना में माध्यमिक परिवर्तन होते हैं। ये परिवर्तन (संशोधन) संश्लेषित ग्लाइकोप्रोटीन की ऑलिगोसेकेराइड श्रृंखलाओं की पुनर्व्यवस्था से जुड़े हैं। गोल्गी कॉम्प्लेक्स की गुहाओं के अंदर, विभिन्न एंजाइमों (ट्रांस-ग्लूकोसिडेस) की मदद से, लाइसोसोमल प्रोटीन और स्रावी प्रोटीन को अलग-अलग तरीकों से संशोधित किया जाता है: ऑलिगोसेकेराइड श्रृंखलाओं का क्रमिक प्रतिस्थापन और विकास होता है। परिवहनित प्रोटीन युक्त छोटे रिक्तिका के रिले-रेस स्थानांतरण द्वारा संशोधित प्रोटीन समीपस्थ सीआईएस-सतह के सिस्टर्न से डिस्टल सतह के सिस्टर्न तक गुजरते हैं।

दूरस्थ कुंडों में (ट्रांस)सतह पर, प्रोटीन को क्रमबद्ध किया जाता है: टैंकों की झिल्लियों की आंतरिक सतहों पर रिसेप्टर्स होते हैं जो या तो स्रावी प्रोटीन या प्रोटीन को पहचानते हैं जो लाइसोसोम (हाइड्रोलेज़) बनाते हैं। परिणामस्वरूप, दो प्रकार की छोटी रिक्तिकाएं डिक्टियोसोम्स की दूरस्थ सतह के सिस्टर्न से अलग हो जाती हैं: ए) हाइड्रोलेज़ युक्त - लाइसोसोम (प्राथमिक); बी) स्रावी प्रोटीन।

गोल्गी कॉम्प्लेक्स का स्रावी कार्य यह है कि राइबोसोम पर संश्लेषित प्रोटीन, जो एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के सिस्टर्न के अंदर जमा होता है, को आगे गोल्गी कॉम्प्लेक्स के रिक्तिका में ले जाया जाता है (चित्र 4.12)।

फिर संचित प्रोटीन संघनित हो सकता है, जिससे स्रावी प्रोटीन उत्पाद बन सकते हैं (जैसा कि, उदाहरण के लिए, अग्न्याशय, स्तन और अन्य ग्रंथियों में देखा जाता है)। कॉम्प्लेक्स के टैंकों के एम्पुलर एक्सटेंशन से

सा गोल्गी ने इन प्रोटीनों से युक्त पुटिकाओं को विभाजित कर दिया। भविष्य में, वे एक-दूसरे और एंडोसोम के साथ विलय कर सकते हैं और आकार में वृद्धि कर सकते हैं स्रावी कणिकाएँ।उसके बाद, स्रावी कणिकाएं कोशिका की सतह की ओर बढ़ने लगती हैं, प्लाज्मा झिल्ली के संपर्क में आती हैं, जिसके साथ उनकी अपनी झिल्ली विलीन हो जाती है, और इस प्रकार कणिकाओं की सामग्री कोशिका के बाहर होती है। रूपात्मक रूप से, इस प्रक्रिया को एक्सट्रूज़न (इजेक्शन, एक्सोसाइटोसिस) कहा जाता है और यह केवल चरणों के विपरीत अनुक्रम के साथ पिनोसाइटोसिस जैसा दिखता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि गठन के क्षण से लेकर कोशिकाओं से उत्सर्जन तक, स्रावित उत्पादों को हाइलोप्लाज्म से एक झिल्ली द्वारा अलग किया जाता है। इसलिए, गोल्गी कॉम्प्लेक्स की झिल्ली सेलुलर स्राव के निर्माण में एक अलग भूमिका निभाती है। गोल्गी कॉम्प्लेक्स के रिक्तिका में, कभी-कभी पुनर्संश्लेषित लिपिड अणुओं का संचय होता है और जटिल प्रोटीन - लिपोप्रोटीन का निर्माण होता है, जिसे कोशिका के बाहर रिक्तिका द्वारा ले जाया जा सकता है। गोल्गी कॉम्प्लेक्स की रिक्तिकाएँ लाइसोसोम को जन्म देती हैं।

लाइसोसोम

लाइसोसोम (लाइसोसोम)- यह 0.2-0.4 माइक्रोन आकार की रिक्तिकाओं का एक विविध वर्ग है, जो एक झिल्ली द्वारा सीमित है। लाइसोसोम की एक विशिष्ट विशेषता उनमें हाइड्रोलाइटिक एंजाइमों की उपस्थिति है - हाइड्रॉलिसिस (प्रोटीनेज, न्यूक्लीज, फॉस्फेटेस, लाइपेस, आदि), जो अम्लीय पीएच मान पर विभिन्न बायोपॉलिमर को तोड़ते हैं। लाइसोसोम की खोज 1949 में डी डुवे ने की थी।

स्वयं लाइसोसोम (प्राथमिक) के अलावा, ऑटोफैगोलिसोसोम, या हेटेरोलिसोसोम (द्वितीयक लाइसोसोम), और टेलोलिसोसोम (अवशिष्ट निकाय) प्रतिष्ठित हैं (चित्र 4.13)।

लाइसोसोम की आकृति विज्ञान की विविधता को इस तथ्य से समझाया गया है कि ये कण इंट्रासेल्युलर पाचन की प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं, जो बहिर्जात (बाह्यकोशिकीय) और अंतर्जात (इंट्रासेल्युलर) दोनों मूल के जटिल पाचन रिक्तिकाएं बनाते हैं।

लाइसोसोम (प्राथमिक)लगभग 0.2-0.5 माइक्रोन आकार की छोटी झिल्लीदार पुटिकाएं होती हैं, जो संरचनाहीन पदार्थ से भरी होती हैं, जिसमें हाइड्रॉलिसिस होता है, जिसमें सक्रिय एसिड फॉस्फेट भी शामिल होता है, जो लाइसोसोम के लिए एक मार्कर एंजाइम है। इन छोटे पुटिकाओं को गोल्गी क्षेत्र की परिधि पर छोटे पुटिकाओं से अलग करना व्यावहारिक रूप से बहुत मुश्किल है, जिनमें एसिड फॉस्फेट भी होता है। इसके संश्लेषण का स्थल दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम है। फिर यह एंजाइम डिक्टियोसोम की समीपस्थ सतह के कुंडों में दिखाई देता है, और फिर डिक्टियोसोम की परिधि के साथ छोटे पुटिकाओं में, और अंत में लाइसोसोम में दिखाई देता है। इस प्रकार, लाइसोसोम गठन का पूरा मार्ग अंतिम चरण के अपवाद के साथ, अग्नाशयी कोशिकाओं में स्रावी (जाइमोजेनिक) कणिकाओं के गठन के समान है।

हेटरोफैगोलिसोसोम (द्वितीयक लाइसोसोम)या इंट्रासेल्युलर पाचन रसधानियाँ, फागोसाइटिक या पिनोसाइटिक रसधानियों के साथ लाइसोसोम के संलयन से बनती हैं। यदि लाइसोसोम संलयन होता है

चावल। 4.13.लाइसोसोम की संरचना:

ए -लाइसोसोम के निर्माण और इंट्रासेल्युलर पाचन में कोशिका संरचनाओं की भागीदारी की योजना: 1 - दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम से हाइड्रोलाइटिक एंजाइम युक्त छोटे पुटिकाओं का निर्माण; 2 - गोल्गी कॉम्प्लेक्स में एंजाइमों का स्थानांतरण; 3 - प्राथमिक लाइसोसोम का निर्माण; 4 - बाह्यकोशिकीय दरार में (5) हाइड्रॉलिसिस का अलगाव और उपयोग; 6 - एन्डोसाइटिक वेसिकल्स; 7 - प्राथमिक लाइसोसोम और एंडोसाइटिक पुटिकाओं का संलयन; 8 - द्वितीयक लाइसोसोम का निर्माण; 9 - टेलोलिसोसोम; 10 - अवशिष्ट निकायों का उत्सर्जन; 11 - ढहती कोशिका संरचनाओं के साथ प्राथमिक लाइसोसोम का संलयन; 12 - ऑटोफैगोलिसोसम; बी -हेटरोफैगोलिसोसोम के एक खंड का इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ (तीरों द्वारा दर्शाया गया)

कोशिका के परिवर्तित अंगकों के साथ, तो ऐसी संरचना कहलाती है autophagolysosome.इस मामले में, लाइसोसोम एंजाइम सब्सट्रेट तक पहुंच प्राप्त करते हैं, जिसे वे तोड़ना शुरू कर देते हैं। वे पदार्थ जो हेटेरोअर ऑटोफैगोलिसोसोम (द्वितीयक लाइसोसोम) की संरचना में प्रवेश कर चुके हैं, उन्हें हाइड्रॉलिसिस द्वारा मोनोमर्स में विभाजित किया जाता है, जिन्हें लाइसोसोम झिल्ली के माध्यम से हाइलोप्लाज्म में ले जाया जाता है, जहां उनका पुन: उपयोग किया जाता है, यानी, विभिन्न चयापचय प्रक्रियाओं में शामिल किया जाता है।

हालाँकि, लाइसोसोम द्वारा मैक्रोमोलेक्यूल्स का दरार और पाचन कई कोशिकाओं में पूरा नहीं हो सकता है। इस मामले में, लाइसोसोम की रिक्तिकाएं जमा हो जाती हैं

अपाच्य भोजन. इस अंगक को कहा जाता है लाइसोसोम शरीर,या अवशिष्ट शरीर (कॉर्पसकुलम अवशेष)।अवशिष्ट निकायों में कम हाइड्रोलाइटिक एंजाइम होते हैं, उनमें सामग्री का संघनन, उसका पुनर्गठन होता है। अक्सर अवशिष्ट निकायों में, अपाच्य लिपिड का द्वितीयक संरचनाकरण देखा जाता है, जो स्तरित संरचनाएं बनाते हैं। वहां रंगद्रव्य भी जमा होते हैं। उदाहरण के लिए, मनुष्यों में, उम्र बढ़ने के दौरान, मस्तिष्क, यकृत और मांसपेशियों के तंतुओं की कोशिकाओं में टेलोलिसोसोम का जमाव होता है। "उम्र बढ़ने वाला वर्णक" - लिपोफ़सिन।

लाइसोसोम (ऑटोफैगोलिसोसोम) की भागीदारी से, कोशिका द्वारा संश्लेषित उत्पादों का संशोधन हो सकता है। इस प्रकार, लाइसोसोमल एंजाइमों की मदद से, थायरॉयड ग्रंथि की कोशिकाओं में थायरोग्लोबुलिन को हाइड्रोलाइज किया जाता है, जिससे थायराइड हार्मोन का निर्माण होता है, जो फिर एक्सोसाइटोसिस द्वारा रक्तप्रवाह में उत्सर्जित होते हैं।

में autophagolysosomesटुकड़े या यहां तक ​​कि संपूर्ण साइटोप्लाज्मिक संरचनाएं पाई जाती हैं, जैसे माइटोकॉन्ड्रिया, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के तत्व, राइबोसोम, ग्लाइकोजन ग्रैन्यूल और अन्य, जो इंट्रासेल्युलर पाचन की प्रक्रियाओं में उनकी निर्णायक भूमिका का प्रमाण है।

ऑटोफैगोसाइटोसिस का कार्यात्मक महत्व अभी भी स्पष्ट नहीं है। एक धारणा है कि यह प्रक्रिया परिवर्तित, क्षतिग्रस्त सेलुलर घटकों के चयन और विनाश से जुड़ी है। इस मामले में, लाइसोसोम इंट्रासेल्युलर "क्लीनर" की भूमिका निभाते हैं जो दोषपूर्ण संरचनाओं को हटाते हैं। दिलचस्प बात यह है कि सामान्य परिस्थितियों में, चयापचय तनाव के तहत ऑटोफैगोलिसोसोम की संख्या बढ़ जाती है, उदाहरण के लिए, यकृत कोशिका गतिविधि के हार्मोनल प्रेरण के दौरान। विभिन्न कोशिका क्षति के साथ ऑटोफैगोलिसोसोम की संख्या काफी बढ़ जाती है; इस मामले में, कोशिकाओं के अंदर के पूरे क्षेत्र ऑटोफैगोसाइटोसिस से गुजर सकते हैं।

रोग प्रक्रियाओं के दौरान कोशिकाओं में ऑटोफैगोलिसोसोम की संख्या में वृद्धि एक सामान्य घटना है।

पेरोक्सीसोम्स

पेरोक्सीसोम्स (पेरोक्सीसोमे)मानव ऊतक कोशिकाओं में, ये छोटे (0.3-1.5 माइक्रोमीटर आकार के) अंडाकार आकार के शरीर होते हैं, जो एक झिल्ली से घिरे होते हैं, जिसमें एक दानेदार मैट्रिक्स होता है, जिसके केंद्र में फ़ाइब्रिल्स और ट्यूब (कोर) से युक्त क्रिस्टल जैसी संरचनाएं अक्सर दिखाई देती हैं। पेरोक्सीसोम विशेष रूप से यकृत और गुर्दे की कोशिकाओं की विशेषता है। पेरोक्सीसोम अंश में, अमीनो एसिड ऑक्सीकरण एंजाइम पाए जाते हैं, जिसके दौरान हाइड्रोजन पेरोक्साइड बनता है, और एंजाइम कैटालेज़, जो इसे नष्ट कर देता है, का भी पता लगाया जाता है। पेरोक्सीसोम कैटालेज़ एक महत्वपूर्ण सुरक्षात्मक भूमिका निभाता है, क्योंकि एच 2 ओ 2 कोशिका के लिए एक विषाक्त पदार्थ है।

इस प्रकार, एकल-झिल्ली कोशिका अंग जो वैक्युलर सिस्टम बनाते हैं, कोशिका से उत्सर्जित इंट्रासेल्युलर बायोपॉलिमर, स्राव उत्पादों का संश्लेषण और परिवहन प्रदान करते हैं, जो इस प्रणाली के सभी झिल्ली के जैवसंश्लेषण के साथ होता है। लाइसोसोम और पेरोक्सीसोम बहिर्जात और अंतर्जात कोशिका सब्सट्रेट के क्षरण में शामिल हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया

माइटोकॉन्ड्रिया (माइटोकॉन्ड्रियल)- कोशिका की ऊर्जा प्रणाली, एटीपी संश्लेषण के अंग। उनका मुख्य कार्य कार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण और एटीपी अणुओं के संश्लेषण के लिए इन यौगिकों के क्षय के दौरान जारी ऊर्जा के उपयोग से जुड़ा है। इसके आधार पर, माइटोकॉन्ड्रिया को अक्सर कोशिका के ऊर्जा स्टेशन, या सेलुलर श्वसन के अंगक कहा जाता है।

"माइटोकॉन्ड्रिया" शब्द 1897 में बेंडा द्वारा विभिन्न कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में दानेदार और फिलामेंटस संरचनाओं को नामित करने के लिए पेश किया गया था। माइटोकॉन्ड्रिया को जीवित कोशिकाओं में देखा जा सकता है, क्योंकि उनका घनत्व काफी अधिक होता है। पशु कोशिकाओं के माइटोकॉन्ड्रिया का आकार और आकार भिन्न होता है, लेकिन औसतन उनकी मोटाई लगभग 0.5 माइक्रोन होती है, और उनकी लंबाई 1 से 10 माइक्रोन तक होती है। गणना से पता चलता है कि कोशिकाओं में उनकी संख्या बहुत भिन्न होती है - एकल तत्वों से लेकर सैकड़ों तक। तो, यकृत कोशिका में, वे साइटोप्लाज्म की कुल मात्रा का 20% से अधिक बनाते हैं और कोशिका में प्रोटीन की कुल मात्रा का लगभग 30-35% होते हैं। यकृत कोशिका के सभी माइटोकॉन्ड्रिया का सतह क्षेत्र उसके प्लाज्मा झिल्ली की सतह से 4-5 गुना बड़ा होता है।

कई मामलों में, व्यक्तिगत माइटोकॉन्ड्रिया आकार में विशाल हो सकता है और एक व्यापक नेटवर्क का प्रतिनिधित्व कर सकता है - माइटोकॉन्ड्रियल रेटिकुलम। उदाहरण के लिए, कंकाल की मांसपेशियों में, माइटोकॉन्ड्रियल रेटिकुलम को कई शाखाओं वाली और विशाल माइटोकॉन्ड्रियल डोरियों द्वारा दर्शाया जाता है। विशाल शाखाओं वाले माइटोकॉन्ड्रिया समीपस्थ नेफ्रॉन आदि की कोशिकाओं में पाए जाते हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया आमतौर पर साइटोप्लाज्म के उन हिस्सों के पास जमा होते हैं जहां एटीपी की आवश्यकता होती है। तो, हृदय की मांसपेशी में, माइटोकॉन्ड्रिया मायोफिब्रिल्स के पास स्थित होते हैं। शुक्राणुजोज़ा में, माइटोकॉन्ड्रिया फ्लैगेलम आदि की धुरी के चारों ओर एक सर्पिल आवरण बनाते हैं। कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या में वृद्धि मूल माइटोकॉन्ड्रिया के विभाजन, या नवोदित के माध्यम से होती है।

माइटोकॉन्ड्रिया लगभग 7 एनएम मोटी दो झिल्लियों द्वारा सीमित होते हैं (चित्र 4.14)।

बाहरी माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली (मेम्ब्राना माइटोकॉन्ड्रियलिस एक्सटर्ना)उन्हें हाइलोप्लाज्म से अलग करता है। आमतौर पर इसकी आकृति एकसमान होती है और यह बंद होता है, इसलिए यह एक झिल्लीदार थैली होती है। बाहरी झिल्ली को लगभग 10-20 एनएम चौड़ी एक इंटरमेम्ब्रेन स्पेस द्वारा आंतरिक झिल्ली से अलग किया जाता है। आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली (मेम्ब्राना माइटोकॉन्ड्रियलिस इंटर्ना)माइटोकॉन्ड्रिया की वास्तविक आंतरिक सामग्री को सीमित करता है मैट्रिक्स (मैट्रिक्स माइटोकॉन्ड्रियलिस)।माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्लियों की एक विशिष्ट विशेषता माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर कई उभार बनाने की उनकी क्षमता है। इस तरह के उभार अक्सर सपाट लकीरों की तरह दिखते हैं, या क्राइस्ट.

माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में एक महीन दाने वाली संरचना होती है (चित्र 4.14 देखें)। बी)यह कभी-कभी पतले तंतु (लगभग 2-3 एनएम मोटे) और लगभग 15-20 एनएम आकार के कण प्रकट करता है। माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स स्ट्रैंड डीएनए अणु हैं, और छोटे कण माइटोकॉन्ड्रियल राइबोसोम हैं।

चावल। 4.14.माइटोकॉन्ड्रिया की अल्ट्रामाइक्रोस्कोपिक संरचना:

ए- योजना; बी- यकृत कोशिका के माइटोकॉन्ड्रियन के एक खंड का इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ। 1 - बाहरी माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली; 2 - आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली; 3 - क्रिस्टा; 4 - माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स

माइटोकॉन्ड्रिया का मुख्य कार्य एटीपी का संश्लेषण है, जो कार्बनिक सब्सट्रेट्स के ऑक्सीकरण और एडेनोसिन डिपोस्फेट (एडीपी) के फॉस्फोराइलेशन की प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप होता है।

इन जटिल प्रक्रियाओं के प्रारंभिक चरण हाइलोप्लाज्म में होते हैं। यहां, सब्सट्रेट्स (उदाहरण के लिए, शर्करा) का पाइरुविक एसिड (पाइरूवेट) में प्राथमिक ऑक्सीकरण एटीपी की एक छोटी मात्रा के एक साथ संश्लेषण के साथ होता है। ये प्रक्रियाएँ ऑक्सीजन की अनुपस्थिति (अवायवीय ऑक्सीकरण, ग्लाइकोलाइसिस) में होती हैं। ऊर्जा उत्पादन के सभी बाद के चरण - एरोबिक ऑक्सीकरण और एटीपी के थोक का संश्लेषण - ऑक्सीजन की खपत के साथ किए जाते हैं और माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर स्थानीयकृत होते हैं। इस मामले में, पाइरूवेट और ऊर्जा चयापचय के अन्य सब्सट्रेट्स का आगे ऑक्सीकरण सीओ 2 की रिहाई और प्रोटॉन को उनके स्वीकर्ता में स्थानांतरित करने के साथ होता है। ये प्रतिक्रियाएं तथाकथित ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र के कई एंजाइमों की मदद से की जाती हैं, जो माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में स्थानीयकृत होते हैं।

माइटोकॉन्ड्रियल क्राइस्ट की झिल्लियों में, इलेक्ट्रॉनों के आगे स्थानांतरण और एडीपी (ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन) के संबंधित फॉस्फोराइलेशन के लिए सिस्टम होते हैं। इस मामले में, इलेक्ट्रॉनों को एक इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता प्रोटीन से दूसरे में स्थानांतरित किया जाता है और अंत में, वे ऑक्सीजन से बंधे होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप पानी बनता है। उसी समय, भाग

इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में इस तरह के ऑक्सीकरण के दौरान जारी ऊर्जा एडीपी फॉस्फोराइलेशन के दौरान एक मैक्रोर्जिक बंधन के रूप में संग्रहीत होती है, जिससे बड़ी संख्या में एटीपी अणुओं का निर्माण होता है - मुख्य इंट्रासेल्युलर ऊर्जा समकक्ष। यह माइटोकॉन्ड्रियल क्राइस्ट की झिल्लियों पर है कि ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन की प्रक्रिया यहां स्थित ऑक्सीकरण श्रृंखला के प्रोटीन और एडीपी फॉस्फोराइलेशन, एटीपी सिंथेटेज़ के एंजाइम की मदद से होती है।

यह पता चला कि माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन संश्लेषण की एक स्वायत्त प्रणाली माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में स्थानीयकृत है। इसे हिस्टोन से मुक्त डीएनए अणुओं द्वारा दर्शाया जाता है, जो उन्हें जीवाणु कोशिकाओं के डीएनए के करीब लाता है। इन डीएनए पर, विभिन्न प्रकार के आरएनए अणु संश्लेषित होते हैं: सूचनात्मक, स्थानांतरण (परिवहन) और राइबोसोमल। माइटोकॉन्ड्रिया के मैट्रिक्स में राइबोसोम का निर्माण देखा जाता है, जो साइटोप्लाज्म के राइबोसोम से भिन्न होते हैं। ये राइबोसोम कई माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन के संश्लेषण में शामिल होते हैं जो नाभिक द्वारा एन्कोड नहीं किए जाते हैं। हालाँकि, प्रोटीन संश्लेषण की ऐसी प्रणाली माइटोकॉन्ड्रिया के सभी कार्य प्रदान नहीं करती है, इसलिए माइटोकॉन्ड्रिया की स्वायत्तता को सीमित, सापेक्ष माना जा सकता है। माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए अणुओं का छोटा आकार सभी माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन के संश्लेषण को निर्धारित नहीं कर सकता है। यह दिखाया गया है कि माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन का विशाल बहुमत कोशिका नाभिक के आनुवंशिक नियंत्रण में है और साइटोप्लाज्म में संश्लेषित होता है। माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए केवल 13 माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन को एनकोड करता है जो झिल्ली में स्थानीयकृत होते हैं और संरचनात्मक प्रोटीन होते हैं जो माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में व्यक्तिगत कार्यात्मक प्रोटीन परिसरों के सही एकीकरण के लिए जिम्मेदार होते हैं।

कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रिया आकार और संख्या में बढ़ सकता है। बाद के मामले में, मूल बड़े माइटोकॉन्ड्रिया के संकुचन या विखंडन द्वारा छोटे माइटोकॉन्ड्रिया में विखंडन होता है, जो बदले में,

मूली बढ़ सकती है और फिर से विभाजित हो सकती है। माइटोकॉन्ड्रिया झिल्ली पारगम्यता में परिवर्तन के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं, जिससे उनकी प्रतिवर्ती सूजन हो सकती है।

गैर-झिल्ली अंगक

राइबोसोम

राइबोसोम (राइबोसोम)- प्रोटीन, पॉलीपेप्टाइड अणुओं के संश्लेषण के लिए प्राथमिक उपकरण - सभी कोशिकाओं में पाए जाते हैं (चित्र 4.15)। राइबोसोम जटिल राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन होते हैं, जिनमें लगभग समान वजन अनुपात में प्रोटीन और राइबोसोमल आरएनए (आरआरएनए) अणु शामिल होते हैं। युका के कार्यशील राइबोसोम का आकार-

चावल। 4.15.राइबोसोम संरचना:

ए- छोटी सबयूनिट; बी- बड़ा

उपइकाई; वी- पूर्ण राइबोसोम

रयटिक कोशिकाएँ 25x20x20 एनएम। ऐसे राइबोसोम में एक बड़ी और एक छोटी उपइकाई होती है। प्रत्येक सबयूनिट एक राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन स्ट्रैंड से निर्मित होता है, जहां आरआरएनए विभिन्न प्रोटीनों के साथ संपर्क करता है और राइबोसोम का शरीर बनाता है।

एकल राइबोसोम और राइबोसोम (पॉलीसोम) के कॉम्प्लेक्स होते हैं। राइबोसोम हाइलोप्लाज्म में स्वतंत्र रूप से स्थित हो सकते हैं या एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्लियों से जुड़े हो सकते हैं। अविशिष्ट और तेजी से बढ़ने वाली कोशिकाओं में मुख्य रूप से मुक्त राइबोसोम पाए जाते हैं। विशेष कोशिकाओं में, राइबोसोम दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में स्थित होते हैं। मुक्त राइबोसोम की सिंथेटिक गतिविधि मुख्य रूप से कोशिका की अपनी जरूरतों के लिए निर्देशित होती है। बंधे हुए राइबोसोम "निर्यात के लिए" यानी शरीर की ज़रूरतों को पूरा करने के लिए प्रोटीन संश्लेषण प्रदान करते हैं। आरएनए की सामग्री और, तदनुसार, प्रोटीन संश्लेषण की डिग्री साइटोप्लाज्मिक बेसोफिलिया की तीव्रता के साथ सहसंबद्ध होती है, यानी, मूल रंगों के साथ दागने की क्षमता के साथ।

cytoskeleton

साइटोस्केलेटन (साइटोस्केलेटन) -कोशिका की मस्कुलोस्केलेटल प्रणाली, जिसमें गैर-झिल्ली प्रोटीन फिलामेंटस ऑर्गेनेल शामिल हैं जो कोशिका में फ्रेम और मोटर दोनों कार्य करते हैं। ये संरचनाएं गतिशील संरचनाएं हैं, वे अपने प्राथमिक अणुओं के पोलीमराइजेशन के परिणामस्वरूप जल्दी से प्रकट हो सकती हैं और डीपोलाइमराइजेशन के दौरान उतनी ही तेजी से अलग हो सकती हैं और गायब हो सकती हैं। इस प्रणाली में फाइब्रिलर संरचनाएं और सूक्ष्मनलिकाएं शामिल हैं।

साइटोप्लाज्म की तंतुमय संरचनाएँ।यूकेरियोटिक कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म के फाइब्रिलर घटकों में शामिल हैं माइक्रोफिलामेंट्स (माइक्रोफिलामेंट्स) 5-7 एनएम मोटी और तथाकथित इंटरमीडिएट फिलामेंट्स (फिलामेंटी इंटरमीडी)लगभग 10 एनएम मोटा (चित्र 4.16)।

माइक्रोफिलामेंट्सलगभग सभी प्रकार की कोशिकाओं में पाया जाता है। वे साइटोप्लाज्म की कॉर्टिकल परत में, सीधे प्लाज़्मालेम्मा, बंडलों या परतों के नीचे स्थित होते हैं। उन्हें अमीबा के स्यूडोपोडिया में या आंतों के उपकला के माइक्रोविली में फ़ाइब्रोब्लास्ट की चलती प्रक्रियाओं में देखा जा सकता है। माइक्रोफ़िलामेंट अक्सर बंडल बनाते हैं जो कोशिका प्रक्रियाओं में जाते हैं।

इम्यूनोफ्लोरेसेंट विधियों का उपयोग करके, यह दिखाया गया कि कॉर्टिकल परत और बंडलों के माइक्रोफिलामेंट्स में प्रोटीन शामिल हैं: एक्टिन, मायोसिन, ट्रोपोमायोसिन, अल्फा-एक्टिनिन। नतीजतन, माइक्रोफिलामेंट्स एक इंट्रासेल्युलर सिकुड़ा उपकरण से ज्यादा कुछ नहीं हैं, जो न केवल अपने सक्रिय अमीबॉइड आंदोलन के दौरान कोशिका गतिशीलता प्रदान करते हैं, बल्कि, संभवतः, अधिकांश इंट्रासेल्युलर आंदोलन, जैसे कि साइटोप्लाज्मिक धाराएं, रिक्तिका की गति, माइटोकॉन्ड्रिया, कोशिका विभाजन प्रदान करते हैं। इसके अलावा, एक्टिन माइक्रोफिलामेंट्स भी एक मचान भूमिका निभाते हैं। कई स्थिर प्रोटीनों के साथ जुड़कर, वे अस्थायी या स्थायी (जैसे आंतों के उपकला के माइक्रोविली में) बंडल या नेटवर्क बना सकते हैं जो साइटोप्लाज्म की संरचना में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

चावल। 4.16.माइक्रोफिलामेंट्स और सूक्ष्मनलिकाएं:

ए- योजना; बी- माइक्रोफोटोग्राफ (इम्यूनोफ्लोरेसेंट विश्लेषण); बीआई - माउस फ़ाइब्रोब्लास्ट सेल कल्चर (ट्यूबुलिन) में सूक्ष्मनलिकाएं; बीआईआई - सेल कल्चर में एक्टिन माइक्रोफिलामेंट्स; bIII - पोर्सिन भ्रूणीय गुर्दे की कोशिका संवर्धन में मध्यवर्ती तंतु

माध्यमिक रेशे।ये पतले (10 एनएम) गैर-शाखाओं वाले तंतु होते हैं, जो अक्सर बंडलों में व्यवस्थित होते हैं। यह विशेषता है कि विभिन्न ऊतकों की कोशिकाओं में उनकी प्रोटीन संरचना अलग-अलग होती है। उदाहरण के लिए, त्वचा के प्रकार के उपकला में, केराटिन मध्यवर्ती तंतु का हिस्सा है। उपकला कोशिकाओं में केराटिन मध्यवर्ती फिलामेंट्स के बंडल टोनोफिलामेंट्स बनाते हैं जो डेसमोसोम में फिट होते हैं। मध्यवर्ती तंतुओं की संरचना

चावल। 4.17.सूक्ष्मनलिकाएं की संरचना: ए- टीबी-सबयूनिट, सूक्ष्मनलिकाएं में ट्यूबुलिन डिमर; बी- कोशिका के कोशिका द्रव्य में सूक्ष्मनलिकाएं (तीर)

मेसेनचाइम से प्राप्त कोशिकाएं (उदाहरण के लिए, फ़ाइब्रोब्लास्ट), एक और प्रोटीन शामिल है - विमेंटिन; डेस्मिन मांसपेशी कोशिकाओं में पाया जाता है; तंत्रिका कोशिकाओं में, न्यूरोफिलामेंट्स में एक विशेष प्रोटीन भी शामिल होता है। मध्यवर्ती माइक्रोफ़िलामेंट की भूमिका संभवतः एक समर्थन-ढांचे की है; ये फाइब्रिलर संरचनाएं सूक्ष्मनलिकाएं और माइक्रोफिलामेंट्स की तरह लचीली नहीं होती हैं।

क्लिनिक में, इम्यूनोमोर्फोलॉजिकल तरीकों का उपयोग करके, कुछ ट्यूमर की ऊतक उत्पत्ति उनके मध्यवर्ती फिलामेंट्स के प्रोटीन द्वारा सटीक रूप से निर्धारित की जाती है। यह कीमोथेराप्यूटिक एंटीकैंसर दवाओं के प्रकार के निदान और सही चयन के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।

सूक्ष्मनलिकाएं (सूक्ष्मनलिकाएं)।कोशिकाओं में, सूक्ष्मनलिकाएं कई अस्थायी निर्माण में शामिल होती हैं (इंटरफ़ेज़ कोशिकाओं का साइटोस्केलेटन, विभाजन स्पिंडल)या स्थायी (सेंट्रीओल्स, सिलिया, फ्लैगेल्ला)संरचनाएँ।

सूक्ष्मनलिकाएं सीधे, अशाखित लंबे खोखले सिलेंडर होते हैं (चित्र 4.17)। उनका बाहरी व्यास लगभग 24 एनएम है, आंतरिक लुमेन 15 एनएम चौड़ा है, और दीवार की मोटाई 5 एनएम है। सूक्ष्मनलिकाएं की दीवार लगभग 5 एनएम के व्यास के साथ घनी रूप से भरी हुई गोल उपइकाइयों से बनी होती है। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में, सूक्ष्मनलिकाएं के क्रॉस सेक्शन में ज्यादातर 13 सबयूनिट एकल-परत रिंग के रूप में व्यवस्थित दिखाई देते हैं। विभिन्न स्रोतों (प्रोटोजोआ के सिलिया, तंत्रिका ऊतक की कोशिकाएं, स्पिंडल) से पृथक सूक्ष्मनलिकाएं की संरचना समान होती है और इसमें प्रोटीन - ट्यूबुलिन होते हैं।

शुद्ध नलिकाएं, कुछ शर्तों के तहत, उन्हीं मापदंडों के साथ सूक्ष्मनलिकाएं में एकत्रित हो सकती हैं जो कोशिकाओं के अंदर सूक्ष्मनलिकाएं की विशेषता होती हैं। एल्कलॉइड कोल्सीसिन मिलाने से सूक्ष्मनलिकाएं स्वयं-संयोजन को रोकती हैं या मौजूदा सूक्ष्मनलिकाएं अलग-अलग हो जाती हैं। ट्यूबुलिन का डीपोलीमराइजेशन या उनके पोलीमराइजेशन का अवरोध भी तापमान में कमी के कारण होता है, लेकिन तापमान को बढ़ाने के बाद

37 डिग्री सेल्सियस पर, सूक्ष्मनलिकाएं का स्व-संयोजन फिर से होता है। ट्यूबुलिन का डीपोलिमराइजेशन और सूक्ष्मनलिकाएं का गायब होना तब भी होता है जब एक जीवित कोशिका कोल्सीसिन या शीतलन के संपर्क में आती है।

इंटरफ़ेज़ कोशिकाओं के सूक्ष्मनलिकाएं (साइटोस्केलेटन)।हाइलोप्लाज्म में लगभग सभी यूकेरियोटिक कोशिकाओं में लंबे गैर-शाखाओं वाले सूक्ष्मनलिकाएं देखी जा सकती हैं। बड़ी मात्रा में, वे तंत्रिका कोशिकाओं, फ़ाइब्रोब्लास्ट और अन्य कोशिकाओं की साइटोप्लाज्मिक प्रक्रियाओं में पाए जाते हैं जो अपना आकार बदलते हैं (चित्र 4.16 देखें)। साइटोप्लाज्मिक सूक्ष्मनलिकाएं के कार्यात्मक मूल्यों में से एक एक लोचदार, लेकिन साथ ही स्थिर इंट्रासेल्युलर मचान (साइटोस्केलेटन) बनाना है, जो कोशिका के आकार को बनाए रखने के लिए आवश्यक है।

कोल्सीसिन की क्रिया के तहत, जो ट्यूबुलिन के डीपोलीमराइजेशन का कारण बनता है, कोशिकाओं का आकार बहुत बदल जाता है। यदि फ़ाइब्रोब्लास्ट कल्चर में एक प्रक्रिया और फ़्लैट सेल को कोल्सीसिन से उपचारित किया जाता है, तो यह अपनी ध्रुवता खो देता है और सिकुड़ जाता है। अन्य कोशिकाएं भी इसी तरह व्यवहार करती हैं: कोल्सीसिन लेंस कोशिकाओं, तंत्रिका कोशिकाओं की प्रक्रियाओं की वृद्धि को रोकता है।

एक इंट्रासेल्युलर कंकाल बनाकर, सूक्ष्मनलिकाएं समग्र रूप से कोशिका और उसके इंट्रासेल्युलर घटकों के उन्मुख आंदोलन में कारक हो सकती हैं, जो विभिन्न पदार्थों के निर्देशित प्रवाह और बड़ी संरचनाओं के आंदोलन के लिए उनके स्थान वैक्टर द्वारा निर्धारित की जाती हैं। कोल्सीसिन द्वारा सूक्ष्मनलिकाएं का विनाश तंत्रिका कोशिकाओं के अक्षतंतु में पदार्थों के परिवहन को बाधित करता है, जिससे स्राव में रुकावट होती है, आदि।

तंत्रिका कोशिका के अक्षतंतु में, विभिन्न छोटी रिक्तिकाएं, जैसे कि न्यूरोट्रांसमीटर या माइटोकॉन्ड्रिया युक्त सिनैप्टिक वेसिकल्स, इंटरफ़ेज़ सूक्ष्मनलिकाएं के साथ आगे बढ़ सकती हैं, जैसे कि रेल पर। ये आंदोलन विशेष प्रोटीन - ट्रांसलोकेटर (डायनेइन और किनेसिन) के साथ सूक्ष्मनलिकाएं के कनेक्शन पर आधारित होते हैं, जो बदले में, परिवहन संरचनाओं से जुड़े होते हैं। माइक्रोट्यूब्यूल्स का हिस्सा हैं कोशिका केंद्र, सिलियाऔर कशाभिका.कोशिकाओं को विभाजित करने में सूक्ष्मनलिकाएं की भूमिका पर बाद में चर्चा की जाएगी। सूक्ष्मनलिका तंत्र किसके संबंध में विकसित होता है तारककेंद्रकजो वह स्थान है जहां प्रारंभिक ट्यूबुलिन पोलीमराइजेशन और साइटोस्केलेटल सूक्ष्मनलिका विकास होता है।

कोशिका केंद्र

कोशिका केंद्र (सेंट्रोसोम)शामिल सेंट्रीओल्सऔर संबंधित सूक्ष्मनलिकाएं केन्द्रमंडल.शब्द "सेंट्रीओल्स" टी. ब्यूवेरी द्वारा 1895 में बहुत छोटे पिंडों को संदर्भित करने के लिए प्रस्तावित किया गया था, जिनका आकार प्रकाश माइक्रोस्कोप की संकल्प शक्ति की सीमा पर होता है। कुछ वस्तुओं में यह देखना संभव हुआ कि छोटे घने पिंड - सेंट्रीओल्स (सेंट्रीओलम)हल्के साइटोप्लाज्म के एक क्षेत्र से घिरा हुआ है, जहां से पतले तंतु रेडियल रूप से विस्तारित होते हैं। विभाजित कोशिकाओं में ये अंगक विभाजन धुरी के निर्माण में भाग लेते हैं और इसके ध्रुवों पर स्थित होते हैं। गैर-विभाजित कोशिकाओं में, सेंट्रीओल्स अक्सर उपकला कोशिकाओं की ध्रुवीयता निर्धारित करते हैं और गोल्गी कॉम्प्लेक्स के पास स्थित होते हैं।

सेंट्रीओल्स की बारीक संरचना का अध्ययन केवल इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की मदद से किया गया था। सेंट्रीओल्स की संरचना का आधार वृत्त 9 में स्थित है सूक्ष्मनलिकाओं के त्रिकइस प्रकार एक खोखला सिलेंडर बनता है। इसका व्यास लगभग 0.2 माइक्रोन है, और इसकी लंबाई 0.3-0.5 माइक्रोन है (हालांकि लंबाई में कई माइक्रोमीटर तक पहुंचने वाले सेंट्रीओल हैं) (चित्र 4.18)।

सेंट्रीओल सूक्ष्मनलिकाएं प्रणालियों को सूत्र द्वारा वर्णित किया जा सकता है: (9x3) + 0, जो इसके केंद्रीय भाग में सूक्ष्मनलिकाएं की अनुपस्थिति पर जोर देता है।

आमतौर पर इंटरफ़ेज़ कोशिकाओं में दो सेंट्रीओल होते हैं - एक दूसरे के बगल में, एक डिप्लोसोम बनाते हैं (डिप्लोसोमा)।डिप्लोसम में सेंट्रीओल्स एक दूसरे से समकोण पर व्यवस्थित होते हैं। दो सेंट्रीओल्स में से, मातृ और पुत्री सेंट्रीओल्स प्रतिष्ठित हैं। दोनों सेंट्रीओल को एक साथ लाया जाता है, बेटी सेंट्रीओल का अंत मूल सेंट्रीओल की सतह की ओर निर्देशित होता है।

प्रत्येक सेंट्रीओल के चारों ओर एक संरचनाहीन, या बारीक रेशेदार, मैट्रिक्स होता है। सेंट्रीओल्स से जुड़ी कई अतिरिक्त संरचनाएं अक्सर पाई जा सकती हैं: उपग्रह (उपग्रह),सूक्ष्मनलिकाएं के अभिसरण का केंद्र, अतिरिक्त सूक्ष्मनलिकाएं एक विशेष क्षेत्र बनाती हैं - सेंट्रीओल के चारों ओर सेंट्रोस्फीयर।

माइटोटिक विभाजन के लिए कोशिकाओं को तैयार करने में, सेंट्रीओल्स का दोहरीकरण होता है। विभिन्न वस्तुओं में यह प्रक्रिया अलग-अलग समय पर होती है - डीएनए संश्लेषण के दौरान या उसके बाद। इसमें यह तथ्य शामिल है कि डिप्लोसोम में दो सेंट्रीओल अलग हो जाते हैं और उनमें से प्रत्येक के चारों ओर एक नई बेटी उभरती है, ताकि विभाजन से पहले कोशिका में दो डिप्लोसोम पाए जाएं, यानी, चार जोड़ीदार जुड़े हुए सेंट्रीओल। सेंट्रीओल्स की संख्या बढ़ाने की इस विधि को दोहराव कहा गया। बढ़ोतरी

चावल। 4.18.कोशिका के समसूत्री धुरी के ध्रुव पर कोशिका केंद्र की संरचना:

ए- योजना; बी- इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ। 1 - सक्रिय मातृ सेंट्रीओल, एक महीन-फाइब्रिलर मैट्रिक्स से घिरा हुआ है, जिसमें से ध्रुवीय चमक के सूक्ष्मनलिकाएं निकलती हैं (2); 3 - निष्क्रिय पुत्री सेंट्रीओल

चावल। 4.19.बरौनी की सामान्य संरचना:

ए -अनुदैर्ध्य कट; बी -सिलियम के शरीर का अनुप्रस्थ खंड; वी, जी- बेसल शरीर के अनुभाग. 1 - प्लाज्मा झिल्ली; 2 - सूक्ष्मनलिकाएं; 3 - सूक्ष्मनलिकाएं (ए और बी) के दोहरे; 4 - बेसल शरीर के सूक्ष्मनलिकाएं के त्रिक; डी- सिलिया के क्रॉस सेक्शन का आरेख

सेंट्रीओल्स की संख्या उनके विभाजन, नवोदित या विखंडन से जुड़ी नहीं है, बल्कि मूल सेंट्रीओल के निकट और लंबवत प्राइमर्डियम, सेंट्रीओल्स के गठन के माध्यम से होती है।

सेंट्रीओल्स इंटरफेज़ में सूक्ष्मनलिकाएं के निर्माण के दौरान ट्यूबुलिन पोलीमराइजेशन को शामिल करने में शामिल होते हैं। माइटोसिस से पहले, सेंट्रीओल कोशिका विभाजन के स्पिंडल सूक्ष्मनलिकाएं के पोलीमराइजेशन का केंद्र है। सेंट्रीओल सिलिया या फ्लैगेला के एक्सोनोमी के सूक्ष्मनलिकाएं का विकास केंद्र है। अंत में, यह स्वयं नए सेंट्रीओल के ट्यूबिलिन के पोलीमराइजेशन को प्रेरित करता है जो इसके दोहराव से उत्पन्न होता है।

सिलिया और फ्लैगेल्ला

ये गति के विशेष अंग हैं। एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी में, ये संरचनाएँ किसी कोशिका की पतली वृद्धि की तरह दिखती हैं। बेस पर पलकें (फ्ला-गेलम)साइटोप्लाज्म में अच्छी तरह से रंगे हुए छोटे कण दिखाई देते हैं - बेसल निकाय.सिलिया की लंबाई 5-10 माइक्रोन है, और फ्लैगेला की लंबाई 150 माइक्रोन तक पहुंच सकती है (चित्र 4.19)।

सिलियम 300 एनएम के स्थिर व्यास के साथ साइटोप्लाज्म का एक पतला बेलनाकार प्रकोप है। आधार से लेकर शीर्ष तक यह वृद्धि प्लाज़्मा झिल्ली से ढकी होती है। बहिर्वृद्धि के अंदर एक एक्सोनमी ("अक्षीय धागा") होता है - एक जटिल संरचना जिसमें मुख्य रूप से सूक्ष्मनलिकाएं होती हैं। सिलियम का समीपस्थ भाग (बुनियादी शरीर)साइटोप्लाज्म में अंतर्निहित। एक्सोनोमी और बेसल बॉडी का व्यास समान (लगभग 200 एनएम) है।

बेसल बॉडी संरचना में सेंट्रीओल के समान है। इसमें सूक्ष्मनलिकाएं के 9 त्रिक भी शामिल हैं। अक्सर सिलियम के आधार पर बेसल निकायों की एक जोड़ी होती है, जो डिप्लोसोम की तरह एक दूसरे से समकोण पर स्थित होती है।

एक्सोनेमी (एक्सोनेमा)इसकी संरचना में इसमें एक्सोनेमल सूक्ष्मनलिकाएं के 9 दोहरे भाग होते हैं जो एक्सोनेमल सिलेंडर की दीवार बनाते हैं और प्रोटीन आउटग्रोथ - "हैंडल" की मदद से एक दूसरे से जुड़े होते हैं (चित्र 4.19 देखें)। सूक्ष्मनलिकाएं के परिधीय दोहरे के अलावा, केंद्रीय सूक्ष्मनलिकाएं की एक जोड़ी अक्षतंतु के केंद्र में स्थित होती है। सामान्य तौर पर, सेंट्रीओल्स और बेसल निकायों की (9x3) + 0 प्रणाली के विपरीत, सिलिया माइक्रोट्यूब्यूल सिस्टम को (9x2) + 2 के रूप में वर्णित किया गया है। बेसल बॉडी और एक्सोनेमी संरचनात्मक रूप से एक-दूसरे से संबंधित होते हैं और एक संपूर्ण बनाते हैं: बेसल बॉडी के सूक्ष्मनलिकाएं के दो त्रिक, प्लास्मोल्मा के तहत कोशिका के शीर्ष ध्रुव पर स्थित होते हैं, एक्सोनेमल डबल्स के सूक्ष्मनलिकाएं से जुड़े होते हैं।

सिलिया और फ्लैगेला वाली मुक्त कोशिकाएं गति करने की क्षमता रखती हैं, और स्थिर कोशिकाएं, सिलिया की गति से, द्रव और कणिका कणों को स्थानांतरित कर सकती हैं। जब सिलिया और फ्लैगेल्ला गति करते हैं, तो उनकी लंबाई कम नहीं होती है, इसलिए इस गति को संकुचन कहना गलत है। सिलिया की गति का प्रक्षेप पथ बहुत विविध है। विभिन्न कोशिकाओं में, यह गति पेंडुलम-जैसी, हुक-जैसी या लहरदार हो सकती है।

सिलिया का मुख्य प्रोटीन - ट्यूबुलिन - संकुचन और छोटा करने में सक्षम नहीं है। सिलिया की गति डायनेइन प्रोटीन की गतिविधि के कारण होती है, जो सूक्ष्मनलिकाएं के "डायनेइन हैंडल" में स्थानीयकृत होती है। एक दूसरे के सापेक्ष सूक्ष्मनलिकाओं के दोहरे विस्थापन के कारण संपूर्ण सिलियम झुक जाता है। यदि फ्लैगेलम के साथ ऐसा स्थानीय विस्थापन होता है, तो इसकी लहरदार गति होती है।

सिलिअरी दोष विभिन्न प्रकार की विकृति को जन्म दे सकता है, जैसे वंशानुगत आवर्तक ब्रोंकाइटिस और क्रोनिक साइनसिसिस, जो वायुमार्ग और गुहाओं के सिलिअरी एपिथेलियम की शिथिलता के परिणामस्वरूप होता है। फ्लैगेलर दोष वंशानुगत पुरुष बांझपन के विभिन्न रूपों में पाए जाते हैं।

4.2.3. समावेशन

साइटोप्लाज्म का समावेश कोशिका के वैकल्पिक घटक हैं जो कोशिकाओं की चयापचय स्थिति के आधार पर प्रकट और गायब हो जाते हैं। इसमें पोषी, स्रावी, उत्सर्जक और वर्णक समावेशन होते हैं। को पोषण से संबंधितसमावेशन में तटस्थ वसा की बूंदें शामिल होती हैं जो हाइलोप्लाज्म में जमा हो सकती हैं। कोशिका के जीवन के लिए सब्सट्रेट्स की कमी की स्थिति में, ये बूंदें चयापचय प्रक्रियाओं में शामिल होकर धीरे-धीरे गायब हो सकती हैं। आरक्षित प्रकृति का एक अन्य प्रकार का समावेश ग्लाइकोजन है, एक पॉलीसेकेराइड जो हाइलोप्लाज्म में भी जमा होता है (चित्र 4.20)। भंडारण प्रोटीन कणिकाओं का जमाव आमतौर पर एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की गतिविधि से जुड़ा होता है। हाँ, प्रोटीन भंडार

चावल। 4.20.यकृत कोशिकाओं में ग्लाइकोजन का समावेश:

ए- रंग - सीएचआईसी प्रतिक्रिया: 1 - कोर; 2 - ग्लाइकोजन; बी- इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ: यकृत कोशिकाओं में ग्लाइकोजन

उभयचर अंडों में विटेलिन एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के रिक्तिका में जमा होता है।

स्रावी समावेशन -आमतौर पर सिंथेटिक गतिविधि के दौरान कोशिकाओं में जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों से युक्त विभिन्न आकारों की गोल संरचनाएं बनती हैं।

उत्सर्जन संबंधी समावेशनइसमें कोई एंजाइम या अन्य सक्रिय पदार्थ नहीं हैं। आमतौर पर ये कोशिका से निकाले जाने वाले चयापचय उत्पाद होते हैं।

वर्णक समावेशनबहिर्जात (कैरोटीन, धूल के कण, रंग, आदि) और अंतर्जात (हीमोग्लोबिन, हेमोसाइडरिन, बिलीरुबिन, मेलेनिन, लिपोफसिन) हो सकते हैं। कोशिकाओं में उनकी उपस्थिति ऊतक और अंग का रंग अस्थायी या स्थायी रूप से बदल सकती है। अक्सर, ऊतक रंजकता कुछ मानव रोगों के नैदानिक ​​लक्षणों में से एक के रूप में कार्य करती है या ऊतकों आदि में उम्र से संबंधित परिवर्तनों की विशेषता बताती है।

4.2.4. मुख्य

मुख्य (नाभिक)कोशिकाएँ - एक संरचना जो वंशानुगत (आनुवंशिक) जानकारी का भंडारण और कार्यान्वयन, प्रोटीन संश्लेषण का विनियमन प्रदान करती है।

इन गुणों को निर्धारित करने वाली मुख्य संरचनाएँ गुणसूत्र हैं, जिनके डीएनए में कोशिकाओं की सभी आनुवंशिक जानकारी होती है। गुणसूत्र दो संरचनात्मक और कार्यात्मक अवस्थाओं में हो सकते हैं। गैर-विभाजित, इंटरफ़ेज़ कोशिकाओं में, वे विसंघनन की अलग-अलग डिग्री में, या कार्यशील स्थिति में होते हैं, और प्रतिनिधित्व करते हैं क्रोमेटिनइंटरफ़ेज़ कोशिकाओं के नाभिक। कोशिका विभाजन के दौरान, क्रोमेटिन अधिकतम रूप से संकुचित हो जाता है, संघनित होता है और माइटोटिक गुणसूत्र बनाता है। इंटरफेज़ क्रोमोसोम (क्रोमैटिन) और माइटोटिक क्रोमोसोम रासायनिक रूप से समान संरचनाएं हैं।

कोशिकाओं के जीवन में परमाणु संरचनाओं की भूमिका

नाभिक सामान्य कार्यों के दो समूह प्रदान करता है: ए) विभाजन के दौरान बेटी कोशिकाओं को आनुवंशिक जानकारी का भंडारण और संचरण; बी) प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रिया में आनुवंशिक जानकारी का उपयोग।

अपरिवर्तित डीएनए संरचना के रूप में वंशानुगत जानकारी का भंडारण और रखरखाव तथाकथित मरम्मत एंजाइमों की उपस्थिति से जुड़ा हुआ है जो डीएनए अणुओं को सहज क्षति को खत्म करते हैं। डीएनए अणुओं का प्रजनन या प्रतिकृति नाभिक में होता है, जिससे माइटोसिस के दौरान दो बेटी कोशिकाओं के लिए गुणात्मक और मात्रात्मक रूप से समान मात्रा में आनुवंशिक जानकारी प्राप्त करना संभव हो जाता है।

नाभिक की गतिविधि द्वारा प्रदान की जाने वाली सेलुलर प्रक्रियाओं का एक अन्य समूह प्रोटीन संश्लेषण के वास्तविक तंत्र का निर्माण है (चित्र 4.21)। यह न केवल विभिन्न मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) के डीएनए अणुओं पर संश्लेषण, प्रतिलेखन है, बल्कि सभी प्रकार के परिवहन और राइबोसोमल आरएनए (टीआरएनए, आरआरएनए) का प्रतिलेखन भी है। नाभिक में, राइबोसोम उपइकाइयों का निर्माण भी नाभिक में संश्लेषित आरआरएनए को राइबोसोमल प्रोटीन के साथ जटिल करके होता है जो साइटोप्लाज्म में संश्लेषित होते हैं और नाभिक में स्थानांतरित होते हैं।

इस प्रकार, नाभिक न केवल आनुवंशिक सामग्री के लिए एक पात्र है, बल्कि एक ऐसा स्थान भी है जहां यह सामग्री कार्य करती है और प्रजनन करती है। इसीलिए नाभिक के उपरोक्त किसी भी कार्य के उल्लंघन से कोशिका मृत्यु हो जाती है।

कोशिका केन्द्रक की संरचना और रासायनिक संरचना

एक अविभाजित (इंटरफ़ेज़) कोशिका का केंद्रक आमतौर पर प्रति कोशिका एक होता है (हालाँकि बहुकेंद्रकीय कोशिकाएँ भी पाई जाती हैं)। नाभिक में क्रोमेटिन (गुणसूत्र), न्यूक्लियोलस, न्यूक्लियर प्रोटीन बैकबोन (मैट्रिक्स), न्यूक्लियोप्लाज्म (कैरियोप्लाज्म) और न्यूक्लियर लिफाफा होता है जो न्यूक्लियस को साइटोप्लाज्म से अलग करता है (चित्र 4.22)। इलेक्ट्रॉन-सूक्ष्मदर्शी रूप से, पेरीक्रोमैटिन, इंटर-क्रोमैटिन, इंटरक्रोमैटिन ग्रैन्यूल और फ़ाइब्रिल्स को भी प्रतिष्ठित किया जाता है।

क्रोमेटिन

जब नाभिक के अंदर जीवित या स्थिर कोशिकाओं का अवलोकन किया जाता है, तो घने पदार्थ के क्षेत्र प्रकट होते हैं, जिन्हें अलग-अलग लोगों द्वारा अच्छी तरह से देखा जाता है

रंग, विशेष रूप से बुनियादी वाले। अच्छी तरह दागने की इस क्षमता के कारण, नाभिक के इस घटक को "क्रोमैटिन" (ग्रीक से) कहा जाता था। क्रोमा- रंग, पेंट)। क्रोमेटिन के समान गुण गुणसूत्रों में होते हैं, जो माइटोटिक कोशिका विभाजन के दौरान घने धुंधला शरीर के रूप में स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं। क्रोमैटिन में प्रोटीन के साथ संयोजन में डीएनए होता है। गैर-विभाजित (इंटरफ़ेज़) कोशिकाओं में, प्रकाश माइक्रोस्कोप में पाया गया क्रोमैटिन, कमोबेश समान रूप से नाभिक की मात्रा को भर सकता है या अलग-अलग गुच्छों में स्थित हो सकता है। यह इस तथ्य के कारण है कि इंटरफ़ेज़ अवस्था में, गुणसूत्र अपना सघन आकार खो देते हैं, ढीले हो जाते हैं, या विघटित हो जाते हैं। ऐसे डिकॉन की डिग्री-

चावल। 4.21.कोशिका में प्रोटीन संश्लेषण (योजना)

चावल। 4.22.एक इंटरफ़ेज़ कोशिका के नाभिक की अल्ट्रामाइक्रोस्कोपिक संरचना: 1 - परमाणु झिल्ली (बाहरी और आंतरिक झिल्ली, पेरिन्यूक्लियर स्पेस); 2 - परमाणु छिद्र परिसर; 3 - हेटरोक्रोमैटिन (संघनित क्रोमैटिन); 4 - यूक्रोमैटिन (फैलाना क्रोमैटिन); 5 - न्यूक्लियोलस (दानेदार और तंतुमय भाग); 6 - इंटरक्रोमैटिन आरएनए ग्रैन्यूल; 7 - पेरीक्रोमैटिन ग्रैन्यूल; 8 - कैरियोप्लाज्म

गुणसूत्रों का घनत्व भिन्न हो सकता है। गुणसूत्रों और उनके वर्गों के पूर्ण विघटन के क्षेत्र को रूपविज्ञानी कहते हैं यूक्रोमैटिन (यूक्रोमैटिनम)।गुणसूत्रों के अधूरे ढीलेपन के साथ, इंटरफ़ेज़ नाभिक में क्षेत्र दिखाई देते हैं संघनित क्रोमेटिन,बुलाया हेटेरोक्रोमैटिन (हेटेरोक्रो-मैटिनम)।इंटरफ़ेज़ में क्रोमोसोमल सामग्री - क्रोमैटिन के विघटन की डिग्री कोशिका नाभिक की कार्यात्मक स्थिति को दर्शाती है। यूक्रोमैटिन द्वारा व्याप्त नाभिक का आयतन जितना बड़ा होता है, उसमें सिंथेटिक प्रक्रियाएँ उतनी ही अधिक तीव्रता से आगे बढ़ती हैं।

माइटोटिक कोशिका विभाजन के दौरान क्रोमेटिन अधिकतम रूप से संघनित होता है, जब यह घने पिंडों के रूप में पाया जाता है - गुणसूत्र.

इस प्रकार, कोशिकाओं के क्रोमैटिन (गुणसूत्र) दो संरचनात्मक और कार्यात्मक अवस्थाओं में हो सकते हैं: सक्रिय, कार्यशील, आंशिक रूप से या पूरी तरह से विघटित, जब प्रतिलेखन और डीएनए प्रतिकृति प्रक्रियाएं इंटरफेज़ न्यूक्लियस में इसकी भागीदारी के साथ होती हैं, और निष्क्रिय, चयापचय आराम की स्थिति में और अपने अधिकतम संघनन में, जब वे कोशिका विभाजन के दौरान बेटी कोशिकाओं में आनुवंशिक सामग्री के वितरण और हस्तांतरण का कार्य करते हैं।

एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके क्रोमैटिन की संरचना के अवलोकन से पता चला है कि पृथक इंटरफेज़ क्रोमैटिन या पृथक माइटोटिक क्रोमोसोम की तैयारी में, और नाभिक की संरचना में, 30 एनएम मोटी प्राथमिक क्रोमोसोमल फाइब्रिल हमेशा अल्ट्राथिन वर्गों पर दिखाई देते हैं।

रासायनिक शब्दों में, क्रोमैटिन फाइब्रिल डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोप्रोटीन (डीएनपी) के जटिल परिसर हैं, जिसमें डीएनए और विशेष क्रोमोसोमल प्रोटीन - हिस्टोन और गैर-हिस्टोन शामिल हैं। आरएनए क्रोमैटिन में भी पाया जाता है। डीएनए, प्रोटीन और आरएनए का मात्रात्मक अनुपात 1:1.3:0.2 है। यह पाया गया है कि व्यक्तिगत रैखिक डीएनए अणुओं की लंबाई सैकड़ों माइक्रोमीटर और यहां तक ​​कि कई सेंटीमीटर तक पहुंच सकती है। मानव गुणसूत्रों में, सबसे बड़े पहले गुणसूत्र में 4 सेमी तक लंबा डीएनए अणु होता है। एक मानव कोशिका के सभी गुणसूत्रों में डीएनए अणुओं की कुल लंबाई लगभग 170 सेमी है, जो 6 × 10 -12 ग्राम के द्रव्यमान से मेल खाती है।

गुणसूत्रों में स्वतंत्र प्रतिकृति अर्थात डीएनए दोहरीकरण के कई स्थान होते हैं, - प्रतिकृतियाँयूकेरियोटिक गुणसूत्रों के डीएनए रैखिक अणु होते हैं जिनमें विभिन्न आकारों के अग्रानुक्रम (एक के बाद एक) प्रतिकृतियां होती हैं। औसत प्रतिकृति का आकार लगभग 30 µm है। मानव जीनोम में 50,000 से अधिक प्रतिकृतियां, या डीएनए के अनुभाग होने चाहिए, जो स्वतंत्र इकाइयों के रूप में दोगुने होते हैं। डीएनए का संश्लेषण, एक ही गुणसूत्र के वर्गों में और विभिन्न गुणसूत्रों के बीच, गैर-एक साथ, अतुल्यकालिक रूप से होता है। उदाहरण के लिए, कुछ मानव गुणसूत्रों (1, 3, 16) में, प्रतिकृति गुणसूत्रों की भुजाओं में सबसे अधिक तीव्रता से शुरू होती है और सेंट्रोमियर क्षेत्र में (लेबलिंग की उच्च तीव्रता पर) समाप्त होती है (नीचे देखें)। गुणसूत्रों में या उनके क्षेत्रों में जो सघन (संघनित) अवस्था में होते हैं, प्रतिकृति सबसे देर से समाप्त होती है। उदाहरण के लिए, डीएनए देर से प्रतिकृति बनाता है

एक निष्क्रिय एक्स गुणसूत्र, जो महिला कोशिकाओं के केंद्रक में सेक्स क्रोमैटिन का शरीर बनाता है।

शुष्क द्रव्यमान का 60-70% हिस्सा क्रोमैटिन प्रोटीन का होता है। इनमें हिस्टोन और नॉनहिस्टोन प्रोटीन शामिल हैं। गैर-हिस्टोन प्रोटीन केवल 20% हिस्टोन बनाते हैं। हिस्टोन क्षारीय प्रोटीन हैं जो बुनियादी अमीनो एसिड (मुख्य रूप से लाइसिन और आर्जिनिन) से भरपूर होते हैं। वे क्रोमोसोमल डीएनए की विशिष्ट तह प्रदान करते हैं और प्रतिलेखन के नियमन में शामिल होते हैं। हिस्टोन ब्लॉक (ग्लोब्यूल्स) के रूप में डीएनए अणु की लंबाई के साथ स्थित होते हैं। ऐसे एक ब्लॉक में 8 हिस्टोन अणु शामिल हैं। डीएनए स्ट्रैंड हिस्टोन अणुओं के चारों ओर लगभग दो चक्कर लगाता है। यह संपूर्ण परिसर (डीएनए-हिस्टोन) बनता है न्यूक्लियोसोम.न्यूक्लियोसोम का आकार लगभग 10 एनएम है। न्यूक्लियोसोम के निर्माण के दौरान, डीएनए का संघनन या सुपरकोलिंग होता है, जिससे क्रोमोसोम फाइब्रिल की लंबाई लगभग 7 गुना कम हो जाती है। निकटवर्ती न्यूक्लियोसोम के बीच डीएनए का एक बंधनकारी (लिंकर) क्षेत्र होता है, जो हिस्टोन अणु से भी जुड़ा होता है। इस प्रकार, क्रोमोसोमल फाइब्रिल मोतियों की एक माला या माला का रूप ले लेता है, जहां प्रत्येक मनका (न्यूक्लियोसोम) डीएनए के एक टुकड़े से जुड़ा एक हिस्टोन होता है। 10 एनएम मोटे ऐसे न्यूक्लियोसोमल फिलामेंट्स अतिरिक्त रूप से धुरी के चारों ओर मुड़ते हैं और 30 एनएम मोटे मुख्य प्राथमिक क्रोमैटिन फाइब्रिल बनाते हैं (चित्र 4.23)।

इंटरफ़ेज़ में, क्रोमैटिन फ़ाइब्रिल्स लूप बनाते हैं। इन लूपों को रोसेट्स में इकट्ठा किया जाता है, जहां कई लूपों के आधार परमाणु मैट्रिक्स के गैर-हिस्टोन प्रोटीन द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं। क्रोमैटिन गतिविधि में कमी के साथ ऐसे लूप समूह (लूप डोमेन) संघनित, संघनित, बन सकते हैं क्रोमोमेरेस,या क्रोमोसेन्टर्स,इंटरफ़ेज़ नाभिक। क्रोमोमेरेस माइटोटिक गुणसूत्रों में भी पाए जाते हैं। क्रोमोमेरेस बारीकी से

चावल। 4.23.क्रोमैटिन संघनन के विभिन्न स्तरों की योजना:

1 - न्यूक्लियोसोम; 2 - तंतु 30 एनएम मोटा; 3 - क्रोमोमेरे, लूप डोमेन; 4 -

क्रोमोनिमा; 5 - क्रोमैटिड

एक के बाद एक स्थित होते हैं और संघनन का एक नया तंतुमय स्तर बनाते हैं - क्रोमोनिमा। उत्तरार्द्ध, आगे संघनित होकर, क्रोमैटिड (गुणसूत्र) का आधार बनाता है।

इंटरफ़ेज़ नाभिक के गैर-हिस्टोन प्रोटीन बनते हैं परमाणु मैट्रिक्स,जो नाभिक की आकृति विज्ञान और चयापचय को निर्धारित करने वाला आधार है। डीएनए, हिस्टोन, आरएनए और नाभिक के अन्य घुलनशील घटकों के निष्कर्षण के बाद, एक रेशेदार परमाणु प्लेट (लैमिना) बनी रहती है, जो परमाणु झिल्ली के नीचे होती है, और एक इंट्रान्यूक्लियर नेटवर्क होता है, जिससे क्रोमैटिन फाइब्रिल जुड़े होते हैं।

परमाणु मैट्रिक्स की कार्यात्मक भूमिका नाभिक के सामान्य आकार को बनाए रखना है, न केवल नाभिक में असंख्य और विघटित गुणसूत्रों की स्थानिक व्यवस्था को व्यवस्थित करना है, बल्कि उनकी गतिविधि को भी व्यवस्थित करना है। आरएनए और डीएनए के संश्लेषण के लिए एंजाइम परमाणु मैट्रिक्स के तत्वों पर स्थित होते हैं। परमाणु मैट्रिक्स प्रोटीन इंटरफ़ेज़ और माइटोटिक गुणसूत्रों में आगे डीएनए संघनन में शामिल होते हैं।

क्रोमैटिन - माइटोसिस के दौरान गुणसूत्र

कोशिका विभाजन के दौरान, इंटरफ़ेज़ नाभिक कई महत्वपूर्ण परिवर्तनों से गुजरता है: परमाणु झिल्ली छोटे रिक्तिका में टूट जाती है, और क्रोमैटिन संघनित होता है और माइटोटिक गुणसूत्र बनाता है।

माइटोटिक गुणसूत्रों की आकृति विज्ञान।प्रत्येक गुणसूत्र एक डीएनपी फाइब्रिल है, जो जटिल रूप से एक अपेक्षाकृत छोटे शरीर में पैक किया जाता है - माइटोटिक गुणसूत्र ही। माइटोटिक गुणसूत्र में क्रोमैटिन तंतु कई रोसेट-आकार के लूप डोमेन (क्रोमोमेर) बनाते हैं, जो क्रोमैटिन के आगे संघनन पर, प्रकाश-ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप में दिखाई देने वाले माइटोटिक गुणसूत्र बनाते हैं।

माइटोटिक गुणसूत्रों की आकृति विज्ञान का सबसे अच्छा अध्ययन उनके सबसे बड़े संघनन के समय, अर्थात् मेटाफ़ेज़ में और एनाफ़ेज़ की शुरुआत में किया जाता है। इस अवस्था में क्रोमोसोम काफी स्थिर मोटाई के साथ अलग-अलग लंबाई की छड़ के आकार की संरचनाएं होती हैं। अधिकांश गुणसूत्र एक क्षेत्र पा सकते हैं प्राथमिक संकुचन(सेंट्रोमियर), जो गुणसूत्र को दो भुजाओं में विभाजित करता है (चित्र 4.24)।

समान या लगभग समान भुजाओं वाले गुणसूत्र कहलाते हैं मेटासेन्ट्रिक,असमान लंबाई के कंधों के साथ - सबमेटासेंट्रिकबहुत छोटी, लगभग अगोचर दूसरी भुजा वाले छड़ के आकार के गुणसूत्र कहलाते हैं एक्रोसेंट्रिक.प्राथमिक संकुचन के क्षेत्र में स्थित है कीनेटोकोर -क्रोमोसोम के सेंट्रोमेरिक क्षेत्र के डीएनए से जुड़ी अंडाकार प्लेट के रूप में एक जटिल प्रोटीन संरचना। माइटोसिस के दौरान, कोशिका धुरी के सूक्ष्मनलिकाएं माइटोसिस के दौरान कीनेटोकोर के पास पहुंचती हैं, जो कोशिका विभाजन के दौरान गुणसूत्रों की गति से जुड़ी होती हैं। कुछ गुणसूत्र भी होते हैं द्वितीयक खिंचाव,गुणसूत्र के एक सिरे के पास स्थित होता है और एक छोटे से क्षेत्र को अलग करता है - गुणसूत्र साथी.द्वितीयक संकुचन भी कहलाते हैं न्यूक्लियर आयोजक,चूँकि यह गुणसूत्रों के इन भागों पर है कि न्यूक्लियोलस इंटरफ़ेज़ में बनता है। इन स्थानों में, डीएनए राइबोसोमल के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार है आरएनए.

चावल। 4.24.गुणसूत्र की संरचना:

एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी के नीचे गुणसूत्र (ए) और वहयोजनाबद्ध प्रतिनिधित्व (बी); विभेदक धुंधलापन (सी) और इसके योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व के साथ गुणसूत्र (जी); डी- स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में गुणसूत्र; इ- ट्रांसमिशन मेगावोल्ट इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में गुणसूत्र। 1 - टेलोमेरेस; 2 - सेंट्रोमियर; 3 - गुणसूत्र भुजाएँ

गुणसूत्रों की भुजाएँ समाप्त हो जाती हैं टेलोमेरेस -अंतिम क्षेत्र. विभिन्न जीवों में गुणसूत्रों का आकार, साथ ही उनकी संख्या, व्यापक रूप से भिन्न होती है।

गुणसूत्रों की संख्या, आकार एवं संरचनात्मक विशेषताओं की समग्रता कहलाती है कुपोषणइस प्रकार का. कैरियोटाइप कोशिकाओं के प्रकार या दिए गए जीव की उम्र पर निर्भर नहीं करता है।

विशेष धुंधला तरीकों के साथ, गुणसूत्र रंगों को असमान रूप से समझते हैं: उनकी लंबाई के साथ, रंगीन और बिना दाग वाले क्षेत्रों का एक विकल्प होता है - गुणसूत्र की विभेदक विषमता। यह महत्वपूर्ण है कि प्रत्येक गुणसूत्र के पास ऐसे विभेदक रंगाई का अपना अनूठा पैटर्न हो। विभेदक तरीकों का अनुप्रयोग

नोय स्टेनिंग ने गुणसूत्रों की संरचना का विस्तार से अध्ययन करना संभव बना दिया। मानव गुणसूत्रों को आमतौर पर उनके आकार के अनुसार 7 समूहों (ए, बी, सी, डी, ई, एफ, जी) में विभाजित किया जाता है। यदि एक ही समय में बड़े (1, 2) गुणसूत्रों को छोटे (19, 20) से, मेटासेंट्रिक को एक्रोसेंट्रिक (13) से अलग करना आसान है, तो समूहों के भीतर एक गुणसूत्र को दूसरे से अलग करना मुश्किल है। तो, C6 और C7 समूह में, गुणसूत्र एक दूसरे के समान होते हैं, साथ ही X गुणसूत्र के समान भी होते हैं। केवल विभेदक धुंधलापन ही इन गुणसूत्रों को एक दूसरे से स्पष्ट रूप से अलग कर सकता है।

माइटोसिस के बाद, क्रोमोसोम विघटित हो जाते हैं, जिससे इंटरफेज़ न्यूक्लियस के क्रोमैटिन का निर्माण होता है, हालांकि, प्रत्येक क्रोमोसोम अपनी वैयक्तिकता बरकरार रखता है और इंटरफ़ेज़ न्यूक्लियस में एक अलग क्षेत्र रखता है (चित्र 4.25)।

न्यूक्लियस

यूकेरियोटिक जीवों की लगभग सभी जीवित कोशिकाओं में, नाभिक में 1-5 माइक्रोन आकार के एक या अधिक आमतौर पर गोल शरीर दिखाई देते हैं, जो प्रकाश को दृढ़ता से अपवर्तित करते हैं - यह न्यूक्लियोलस,या न्यूक्लियोलसन्यूक्लियोलस के सामान्य गुणों में विभिन्न रंगों, विशेष रूप से बुनियादी रंगों के साथ अच्छी तरह से दाग लगाने की क्षमता शामिल है। ऐसा बेसोफिलिया इस तथ्य से निर्धारित होता है कि न्यूक्लियोली आरएनए में समृद्ध हैं। न्यूक्लियोलस, नाभिक की सबसे सघन संरचना, गुणसूत्र का एक क्षेत्र है, जो इसके लोकी में से एक है जिसमें इंटरफेज़ में आरएनए संश्लेषण की उच्चतम सांद्रता और गतिविधि होती है। यह कोई स्वतंत्र संरचना या अंगक नहीं है। न्यूक्लियोली का निर्माण और उनकी संख्या गुणसूत्रों के कुछ वर्गों की गतिविधि और संख्या से जुड़ी होती है - न्यूक्लियर आयोजक, जो ज्यादातर माध्यमिक संकुचन के क्षेत्रों में स्थित होते हैं; किसी दिए गए प्रकार की कोशिकाओं में न्यूक्लियोली की संख्या न्यूक्लियोली के संलयन के कारण या न्यूक्लियर आयोजकों के साथ गुणसूत्रों की संख्या में परिवर्तन के कारण बदल सकती है। न्यूक्लियर ऑर्गेनाइजर के डीएनए को आरआरएनए जीन की कई (कई सौ) प्रतियों द्वारा दर्शाया जाता है: इनमें से प्रत्येक जीन एक उच्च-आणविक-भार वाले आरएनए अग्रदूत को संश्लेषित करता है, जो छोटे आरएनए अणुओं में परिवर्तित हो जाता है जो राइबोसोम के सबयूनिट का हिस्सा होते हैं।

साइटोप्लाज्मिक प्रोटीन के संश्लेषण में न्यूक्लियोली की भागीदारी की योजना को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है: न्यूक्लियोलर आयोजक के डीएनए पर आरआरएनए का एक अग्रदूत बनता है, जो न्यूक्लियोलस ज़ोन में एक प्रोटीन से सुसज्जित होता है, यहां राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन कण - सबयूनिट इकट्ठे होते हैं

राइबोसोम; उपइकाइयाँ, न्यूक्लियोलस को साइटोप्लाज्म में छोड़कर, राइबोसोम में व्यवस्थित होती हैं और प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रिया में भाग लेती हैं।

न्यूक्लियोलस अपनी संरचना में विषम है: एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी में कोई इसके महीन-रेशेदार संगठन को देख सकता है। एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में, दो भाग सामने आते हैं: दानेदार और तंतुमय (चित्र 4.22, बी देखें)। कणिकाओं का व्यास लगभग 15-20 एनएम है, तंतुओं की मोटाई 6-8 एनएम है।

चावल। 4.25.इंटरफ़ेज़ नाभिक में गुणसूत्र क्षेत्र

न्यूक्लियोली में क्रोमोसोम के न्यूक्लियर आयोजकों के डीएनए वाले फाइब्रिलर केंद्र होते हैं, जिसके चारों ओर एक घना फाइब्रिलर भाग होता है जो राइबोसोमल आरएनए (आरआरएनए) के अग्रदूतों को संश्लेषित करता है। दानेदार भाग को राइबोसोम के निर्माण और परिपक्व उपइकाइयों द्वारा दर्शाया जाता है, जो व्यवस्थित होने पर, साइटोप्लाज्म में ले जाया जाता है, जहां वे प्रोटीन संश्लेषण में शामिल कार्यशील राइबोसोम बनाते हैं।

न्यूक्लियोली की अल्ट्रास्ट्रक्चर आरएनए संश्लेषण की गतिविधि पर निर्भर करती है: न्यूक्लियोलस में आरआरएनए संश्लेषण के उच्च स्तर के साथ, बड़ी संख्या में कणिकाओं का पता लगाया जाता है, जब संश्लेषण बंद हो जाता है, तो कणिकाओं की संख्या कम हो जाती है, और न्यूक्लियोली बेसोफिलिक प्रकृति के घने फाइब्रिलर निकायों में बदल जाती है।

कई पदार्थों (एक्टिनोमाइसिन, माइटोमाइसिन, कई कार्सिनोजेनिक हाइड्रोकार्बन, साइक्लोहेक्सिमाइड, हाइड्रोक्सीयूरिया, आदि) की क्रिया कोशिकाओं में कई संश्लेषणों की तीव्रता और मुख्य रूप से न्यूक्लियोली की गतिविधि में कमी का कारण बनती है। इस मामले में, न्यूक्लियोली की संरचना में परिवर्तन होते हैं: उनका संपीड़न, फाइब्रिलर और दानेदार क्षेत्रों का पृथक्करण, दानेदार घटक का नुकसान और संपूर्ण संरचना का विघटन। ये परिवर्तन मुख्य रूप से आरआरएनए संश्लेषण के दमन से जुड़े न्यूक्लियर संरचनाओं को नुकसान की डिग्री को दर्शाते हैं।

परमाणु लिफाफा

परमाणु आवरण (टेगमेंटम न्यूक्लियर),या कैरियोलेम्मा, से मिलकर बनता है बाहरी परमाणु झिल्ली (एम. न्यूक्लिअरिस एक्सटर्ना)और खोल की भीतरी झिल्ली (एम. न्यूक्लियरिस इंटर्ना),अलग करना पेरिन्यूक्लियर स्पेस(चित्र 4.26)। परमाणु लिफाफे में असंख्य शामिल हैं परमाणु छिद्र (पोरी परमाणु)।

परमाणु झिल्ली के कई गुणों और कार्यात्मक भारों में 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, और नाभिक और साइटोप्लाज्म के बीच मैक्रोमोलेक्यूल्स के परिवहन को नियंत्रित करता है।

परमाणु झिल्ली की झिल्लियाँ अन्य अंतःकोशिकीय झिल्लियों से रूपात्मक रूप से भिन्न नहीं होती हैं। सामान्य तौर पर, नाभिक के खोल को एक खोखले दो-परत बैग के रूप में दर्शाया जा सकता है जो नाभिक की सामग्री को साइटोप्लाज्म से अलग करता है।

नाभिक आवरण की बाहरी झिल्ली, जो कोशिका के साइटोप्लाज्म के सीधे संपर्क में होती है, में कई संरचनात्मक विशेषताएं होती हैं जो इसे एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्ली प्रणाली के लिए जिम्मेदार ठहराती हैं: हाइलोप्लाज्म की तरफ से कई पॉलीराइबोसोम इस पर स्थित होते हैं, और बाहरी झिल्ली सीधे एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्ली में जा सकती है। परमाणु आवरण के महत्वपूर्ण कार्यों में से एक को इंट्रान्यूक्लियर ऑर्डर के निर्माण में इसकी भागीदारी माना जाना चाहिए - नाभिक के त्रि-आयामी स्थान में गुणसूत्र सामग्री के निर्धारण में। इंटरफ़ेज़ में, क्रोमैटिन का हिस्सा संरचनात्मक रूप से परमाणु आवरण की आंतरिक झिल्ली से जुड़ा होता है। यह कनेक्शन रेशेदार परमाणु लैमिना (लैमिना) द्वारा मध्यस्थ होता है, जिससे क्रोमेटिन फाइब्रिल बंधते हैं।

परमाणु आवरण की सबसे विशिष्ट संरचनाएँ हैं परमाणु छिद्र.इनका निर्माण बाहरी और भीतरी झिल्लियों के मिलने से होता है

चावल। 4.26.इंटरफ़ेज़ कोशिका के केंद्रक की संरचना:

1 - नाभिक का खोल (बाहरी और आंतरिक झिल्ली, पेरिन्यूक्लियर स्पेस); 2 - परमाणु छिद्र परिसर; 3 - हेटरोक्रोमैटिन; 4 - यूक्रोमैटिन; 5 - न्यूक्लियोलस; 6 - इंटरक्रोमैटिन आरएनए ग्रैन्यूल। इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ, आवर्धन 12,000

गिरी की रोटियां. परिणामी को गोल किया गया रोमकूप खुलनाइनका व्यास लगभग 90 एनएम है। परमाणु आवरण में ये छिद्र जटिल रूप से व्यवस्थित गोलाकार और तंतुमय संरचनाओं से भरे हुए हैं। झिल्ली छिद्रण और इन संरचनाओं की समग्रता को कहा जाता है परमाणु छिद्र परिसर (कॉम्प्लेक्सस पोरी न्यूक्लियरिस)।उत्तरार्द्ध में अष्टकोणीय समरूपता है। नाभिक के खोल की बाहरी और आंतरिक झिल्लियों में छिद्र की सीमा के साथ, 8 प्रोटीन उपइकाइयाँ स्थित होती हैं, जो परमाणु छिद्र (बाहरी और आंतरिक) के प्रोटीन वलय बनाती हैं। लंबे तंतु छिद्र के बाहरी रिंग से साइटोप्लाज्म की ओर बढ़ते हैं। तंतु भी छिद्र की आंतरिक रिंग से कोर तक फैलते हैं, जिससे एक टोकरी जैसी संरचना बनती है।

कार्यात्मक रूप से, परमाणु छिद्र परिसर एक जटिल प्रणाली है जो सक्रिय रूप से न केवल परिवहन किए गए मैक्रोमोलेक्यूल्स (प्रोटीन और न्यूक्लियोप्रोटीन) के स्वागत में शामिल है, बल्कि उनके स्थानांतरण (स्थानांतरण) के वास्तविक कार्यों में भी शामिल है, जिसमें एटीपी का उपयोग किया जाता है। प्रत्येक परमाणु छिद्र परिसर में कई सौ विभिन्न प्रोटीन होते हैं।

परमाणु छिद्रों की संख्या कोशिकाओं की चयापचय गतिविधि पर निर्भर करती है: कोशिकाओं में सिंथेटिक प्रक्रियाएं जितनी अधिक तीव्र होती हैं, परमाणु झिल्ली में उतने ही अधिक छिद्र होते हैं। तो, परमाणु झिल्ली में हीमोग्लोबिन के गहन संश्लेषण और संचय के दौरान निचली कशेरुकियों के एरिथ्रोब्लास्ट्स (परमाणु एरिथ्रोसाइट्स की अग्रदूत कोशिकाएं) में, लगभग 30 छिद्र पाए जाते हैं

1 µm 2 सतहें। इन प्रक्रियाओं के समाप्त होने के बाद, परिपक्व कोशिकाओं - एरिथ्रोसाइट्स - के नाभिक में डीएनए और आरएनए का संश्लेषण बंद हो जाता है और नाभिक के खोल में छिद्रों की संख्या घटकर 5 प्रति 1 माइक्रोन 2 सतह हो जाती है। परिपक्व शुक्राणु के केन्द्रक के खोल में छिद्र नहीं पाए जाते हैं। औसतन, दैहिक कोशिका के केंद्रक के खोल में कई हजार छिद्र परिसर पाए जाते हैं।

4.3. कोशिकाओं का पुनरुत्पादन 4.3.1. कोशिका चक्र और उसका विनियमन

कोशिका विभाजन डीएनए संश्लेषण के कारण गुणसूत्र पुनर्विकास से पहले होता है। यह नियम प्रो- और यूकेरियोटिक कोशिकाओं के लिए सामान्य है। किसी कोशिका के एक विभाजन से दूसरे विभाजन तक के जीवनकाल को कोशिका चक्र कहा जाता है। (साइक्लस सेल्युलरिस)।

उच्च कशेरुकियों के वयस्क जीव में, विभिन्न ऊतकों और अंगों की कोशिकाओं में विभाजित होने की असमान क्षमता होती है। कोशिकाओं की ऐसी आबादी है जो विभाजित होने की क्षमता पूरी तरह से खो चुकी है। ये अधिकतर विशिष्ट, विभेदित कोशिकाएँ (जैसे, दानेदार रक्त ल्यूकोसाइट्स) हैं। शरीर में लगातार नवीनीकृत होते ऊतक होते हैं - विभिन्न उपकला, हेमटोपोइएटिक ऊतक। ऐसे ऊतकों में, कोशिकाओं का एक हिस्सा होता है जो लगातार विभाजित हो रहा है, उम्र बढ़ने या मरने वाली कोशिकाओं की जगह ले रहा है (उदाहरण के लिए, पूर्णांक उपकला की बेसल परत की कोशिकाएं, आंतों के क्रिप्ट की कोशिकाएं, अस्थि मज्जा की हेमेटोपोएटिक कोशिकाएं)। कई कोशिकाएं जो सामान्य परिस्थितियों में गुणा नहीं करतीं, अंगों और ऊतकों के पुनरावर्ती पुनर्जनन की प्रक्रियाओं के दौरान इस संपत्ति को फिर से प्राप्त कर लेती हैं। हिस्टोजेनेसिस में, अधिकांश कोशिकाएं, एक निश्चित संख्या में विभाजन के बाद, हेटरोसिंथेटिक इंटरफ़ेज़ में प्रवेश करती हैं, जिसमें वृद्धि, विभेदन, कामकाज, उम्र बढ़ने और मृत्यु का समय शामिल होता है। सामान्य तौर पर, यह एक कोशिका के जीवन चक्र की विशेषता बताता है।

कोशिका चक्र का अध्ययन करते समय, द्विगुणित (2 एस) और टेट्राप्लोइड (4 एस) और मध्यवर्ती मात्रा में डीएनए वाली इंटरफेज़ कोशिकाएं दोनों पाई जाती हैं। यह कोशिका प्रजनन चक्र की ख़ासियत के कारण है। संपूर्ण कोशिका चक्र में समय की चार अवधियाँ होती हैं: माइटोसिस स्वयं (एम), प्रीसिंथेटिक (जी 1), सिंथेटिक (एस) और पोस्टसिंथेटिक (जी 2) इंटरफ़ेज़ अवधि (चित्र 4.27)।

चावल। 4.27.कोशिका चक्र (योजना)। पाठ में स्पष्टीकरण

जी 1 अवधि में, जो विभाजन के तुरंत बाद होता है, कोशिका के केंद्रक (2 एस) में द्विगुणित डीएनए सामग्री होती है। बेटी में अवधि जी 1 में विभाजन के बाद

इन कोशिकाओं में, प्रोटीन और आरएनए की कुल सामग्री मूल मूल कोशिका की तुलना में आधी है। जी 1 अवधि में, कोशिका वृद्धि मुख्य रूप से सेलुलर प्रोटीन के संचय के कारण देखी जाती है, जो कोशिका में आरएनए की मात्रा में वृद्धि और डीएनए संश्लेषण के लिए कोशिका की तैयारी के कारण होती है।

यह पाया गया कि जी 1 अवधि में प्रोटीन या एमआरएनए संश्लेषण का दमन एस अवधि की शुरुआत को रोकता है, क्योंकि जी 1 अवधि के दौरान डीएनए अग्रदूतों (उदाहरण के लिए, न्यूक्लियोटाइड फॉस्फोकिनेज) के गठन के लिए आवश्यक एंजाइमों का संश्लेषण होता है, आरएनए और प्रोटीन चयापचय के एंजाइम होते हैं। इससे ऊर्जा चयापचय में शामिल एंजाइमों की गतिविधि तेजी से बढ़ जाती है।

अगले, एस-अवधि में, नाभिक में डीएनए की मात्रा दोगुनी हो जाती है और, तदनुसार, गुणसूत्रों की संख्या दोगुनी हो जाती है। एस-अवधि में विभिन्न कोशिकाओं के नाभिक में, डीएनए की अलग-अलग मात्रा पाई जा सकती है - 2 से 4 एस तक, जो कोशिका चक्र के सिंथेटिक अवधि से गुजरने पर डीएनए के क्रमिक संचय को दर्शाता है। एस-अवधि कोशिका चक्र में नोडल है। डीएनए संश्लेषण के बिना, कोशिकाओं के समसूत्री विभाजन में प्रवेश करने का एक भी मामला ज्ञात नहीं है।

एकमात्र अपवाद अर्धसूत्रीविभाजन में रोगाणु कोशिका परिपक्वता का दूसरा विभाजन है, जब दोनों प्रभागों के बीच कोई डीएनए संश्लेषण नहीं होता है।

एस-अवधि में, आरएनए संश्लेषण का स्तर डीएनए की मात्रा में वृद्धि के अनुसार बढ़ता है, सी2-अवधि में अपने अधिकतम तक पहुंच जाता है।

पोस्टसिंथेटिक (जी 2) अवधि को प्रीमाइटोटिक भी कहा जाता है। इस अवधि में, माइटोसिस के लिए आवश्यक एमआरएनए का संश्लेषण होता है। इस समय संश्लेषित प्रोटीनों में से एक विशेष स्थान पर ट्यूबुलिन का कब्जा है - माइटोटिक स्पिंडल के प्रोटीन।

जी2 अवधि के अंत में या माइटोसिस के दौरान, जैसे ही माइटोटिक गुणसूत्र संघनित होते हैं, आरएनए संश्लेषण तेजी से कम हो जाता है और माइटोसिस के दौरान पूरी तरह से बंद हो जाता है। माइटोसिस के दौरान प्रोटीन संश्लेषण प्रारंभिक स्तर के 25% तक कम हो जाता है और फिर बाद की अवधि में जी2 अवधि में अपने अधिकतम तक पहुंच जाता है, जो आम तौर पर आरएनए संश्लेषण की प्रकृति को दोहराता है।

पौधों और जानवरों के बढ़ते ऊतकों में हमेशा ऐसी कोशिकाएँ होती हैं जो चक्र से बाहर होती हैं। ऐसी कोशिकाओं को आमतौर पर G 0-अवधि की कोशिकाएँ कहा जाता है। ये ऐसी कोशिकाएं हैं जो माइटोसिस (जी 1) के बाद प्रीसिंथेटिक अवधि में प्रवेश नहीं करती हैं। वे तथाकथित निष्क्रिय हैं, अस्थायी रूप से या पूरी तरह से कोशिकाओं का गुणा करना बंद कर देते हैं। कुछ ऊतकों में, ऐसी कोशिकाएँ अपने रूपात्मक गुणों को बदले बिना लंबे समय तक रह सकती हैं: वे विभाजित करने की क्षमता बनाए रखती हैं। उदाहरण के लिए, ये कैंबियल कोशिकाएं (हेमेटोपोएटिक ऊतक में स्टेम कोशिकाएं) हैं। अधिकतर, विभाजित करने की क्षमता का नुकसान (यद्यपि अस्थायी) विशेषज्ञता और भेदभाव के साथ होता है। ऐसी विभेदक कोशिकाएं चक्र छोड़ देती हैं, लेकिन विशेष परिस्थितियों में वे चक्र में फिर से प्रवेश कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, अधिकांश यकृत कोशिकाएँ G 0 अवधि में होती हैं; वे डीएनए को संश्लेषित नहीं करते हैं और विभाजित नहीं करते हैं। हालाँकि, जब प्रायोगिक जानवरों में यकृत का हिस्सा हटा दिया जाता है, तो कई कोशिकाएं माइटोसिस की तैयारी शुरू कर देती हैं, डीएनए संश्लेषण के लिए आगे बढ़ती हैं, और माइटोटिक रूप से विभाजित हो सकती हैं। अन्य मामलों में, उदाहरण के लिए, त्वचा की बाह्य त्वचा में, कोशिका के चक्र से बाहर निकलने के बाद

प्रजनन, वे विभेदित होते हैं, अपने सुरक्षात्मक कार्य करते हैं, और फिर मर जाते हैं (पूर्णांक उपकला की केराटाइनाइज्ड कोशिकाएं)। कई कोशिकाएं माइटोटिक चक्र में लौटने की क्षमता पूरी तरह से खो देती हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, मस्तिष्क के न्यूरॉन्स और कार्डियोमायोसाइट्स लगातार कोशिका चक्र की जी 0-अवधि (जीव की मृत्यु तक) में होते हैं।

कोशिका चक्र से कोशिकाओं के प्रवेश और निकास का नियमन प्रोटीन कारकों की एक विशेष प्रणाली द्वारा नियंत्रित किया जाता है। कई विकास कारक (जीएफ) पाए गए हैं जो कोशिकाओं को बढ़ने और बढ़ने के लिए प्रेरित करते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, प्लेटलेट्स से एफआर संयोजी ऊतक कोशिकाओं के प्रसार को उत्तेजित करता है, हार्मोन एरिथ्रोपोइटिन पूर्व के प्रसार का कारण बनता है।

लाल रक्त कोशिकाएं, हार्मोन प्रोजेस्टेरोन स्तन कोशिकाओं आदि के प्रसार को उत्तेजित करता है।

विभिन्न आरएफ विशेष इंट्रासेल्युलर प्रोटीन के संश्लेषण के लिए संकेत संचारित करते हैं जो कोशिका चक्र की शुरुआत से जुड़े प्रोटीन किनेसेस (फॉस्फोराइलेज) का एक झरना बनाते हैं।

इन प्रोटीनों की संरचना, जो कारक माइटोसिस को उत्तेजित करते हैं, में दो उपइकाइयों से युक्त एक कॉम्प्लेक्स शामिल होता है: नियामक (साइक्लिन प्रोटीन) और उत्प्रेरक (साइक्लिन-निर्भर प्रोटीनएज़)।

स्तनधारियों में, 9 अलग-अलग साइक्लिन और 7 साइक्लिन-निर्भर किनेसेस (सीकेके) पूरे कोशिका चक्र के कार्यान्वयन में शामिल होते हैं। एक ही समय में, कोशिका चक्र की एक अवधि से दूसरी अवधि में जाने के लिए विभिन्न साइक्लिन (डी, ई, ए, बी, आदि) और विभिन्न सीजेडके का उपयोग किया जाता है (चित्र 4.28)। उदाहरण के लिए, जी2 अवधि में इंटरफ़ेज़ न्यूक्लियस से सीधे माइटोसिस में संक्रमण साइक्लिन ए/बी और प्रोटीन-निर्भर किनेज़ 1 से युक्त एक कारक द्वारा निर्धारित होता है।

चावल। 4.28.स्तनधारी कोशिका चक्र में विभिन्न साइक्लिन और साइक्लिन-आश्रित किनेसेस की भागीदारी: 1 - साइक्लिन डी + सीजेडके 4, सीजेडके 6; 2 - साइक्लिन ई + सीजेडके 2; 3 - साइक्लिन ए + सीजेडके 2; 4 - साइक्लिन बी/ए + सीजेडके 1

कोशिका विभाजन: माइटोसिस

माइटोसिस (माइटोसिस),कैरियोकिनेसिस, या अप्रत्यक्ष विभाजन, किसी भी यूकेरियोटिक कोशिकाओं को विभाजित करने का एक सार्वभौमिक तरीका है। इसी समय, पुन: प्रतिरूपित और संघनित गुणसूत्र माइटोटिक गुणसूत्रों के एक कॉम्पैक्ट रूप में बदल जाते हैं, एक विभाजन धुरी का निर्माण होता है जो गुणसूत्रों के पृथक्करण और स्थानांतरण (अक्रोमैटिक माइटोटिक उपकरण) में भाग लेता है, गुणसूत्र कोशिका के विपरीत ध्रुवों में विचरण करते हैं और कोशिका शरीर विभाजित होता है (साइटोकाइनेसिस, साइटोटॉमी)। अप्रत्यक्ष कोशिका विभाजन की प्रक्रिया स्वीकृत है

चावल। 4.29.कोशिका समसूत्रीविभाजन (योजना):

1 - इंटरफ़ेज़; 2 - प्रोफ़ेज़; 3 - मेटाफ़ेज़; 4 - एनाफ़ेज़; 5 - टेलोफ़ेज़; 6 - प्रारंभिक अंतरावस्था

फिर कई मुख्य चरणों में विभाजित करें: प्रोफ़ेज़, मेटाफ़ेज़, एनाफ़ेज़, टेलोफ़ेज़ (चित्र 4.29)।

प्रोफ़ेज़.एस-अवधि की समाप्ति के बाद, इंटरफ़ेज़ नाभिक में डीएनए की मात्रा 4 एस है, क्योंकि क्रोमोसोमल सामग्री को दोहराया गया है। हालाँकि, रूपात्मक रूप से इस अवधि में गुणसूत्रों की संख्या में दोगुनी वृद्धि दर्ज करना हमेशा संभव नहीं होता है। यह इस तथ्य के कारण है कि प्रोफ़ेज़ में बहन गुणसूत्र निकट संपर्क में होते हैं और एक दूसरे के सापेक्ष पारस्परिक रूप से सर्पिल होते हैं। हालाँकि, प्रोफ़ेज़ में प्रत्येक गुणसूत्र दोगुना है,जो कोशिका चक्र की एस-अवधि में उनके पुनरुत्पादन का परिणाम है। बाद में, ऐसे प्रत्येक जोड़े में गुणसूत्र अलग होने लगते हैं, खुलने लगते हैं। माइटोसिस में बहन गुणसूत्रों को प्रोफ़ेज़ के अंत में स्पष्ट रूप से पहचाना जाता है, जब यह स्पष्ट होता है कि विभाजित होने वाली कोशिका में उनकी कुल संख्या 4 एन है। नतीजतन, पहले से ही प्रोफ़ेज़ की शुरुआत में, गुणसूत्रों में दो बहन गुणसूत्र, या क्रोमैटिड शामिल थे। प्रोफ़ेज़ में उनकी संख्या (4 एन) बिल्कुल डीएनए (4 एस) की मात्रा से मेल खाती है।

प्रोफ़ेज़ में गुणसूत्रों के संघनन के समानांतर, न्यूक्लियोलर आयोजकों के क्षेत्र में राइबोसोमल जीन के निष्क्रिय होने के परिणामस्वरूप न्यूक्लियोली का गायब होना और विघटन होता है।

उसी समय, प्रोफ़ेज़ के मध्य में, परमाणु झिल्ली का विनाश शुरू हो जाता है: परमाणु छिद्र गायब हो जाते हैं, झिल्ली पहले टुकड़ों में टूट जाती है, और फिर छोटे झिल्ली पुटिकाओं में टूट जाती है।

इस समय प्रोटीन संश्लेषण से जुड़ी संरचनाएं भी बदल जाती हैं। दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की संख्या में कमी होती है, यह छोटे टैंकों और रिक्तिकाओं में टूट जाता है, इसकी झिल्लियों पर राइबोसोम की संख्या तेजी से घट जाती है। उल्लेखनीय रूप से (25% तक), झिल्लियों और हाइलोप्लाज्म दोनों पर पॉलीसोम की संख्या कम हो जाती है, जो विभाजित कोशिकाओं में प्रोटीन संश्लेषण के स्तर में सामान्य कमी का संकेत है।

माइटोसिस के दौरान दूसरी सबसे महत्वपूर्ण घटना भी प्रोफ़ेज़ के दौरान होती है - यह विखंडन धुरी का गठन है। प्रोफ़ेज़ में, एस-अवधि में पुनरुत्पादित सेंट्रीओल्स कोशिका के विपरीत ध्रुवों की ओर विचलन करना शुरू कर देते हैं। प्रत्येक ध्रुव में एक डबल सेंट्रीओल या डिप्लोसोम होता है। जैसे ही डिप्लोसोम अलग होते हैं, सूक्ष्मनलिकाएं बनने लगती हैं।

की प्रत्येक डिप्लोसम के सेंट्रीओल्स में से एक के परिधीय क्षेत्रों से फैली हुई है।

पशु कोशिकाओं में मेटाफ़ेज़ में गठित विभाजन उपकरण में एक स्पिंडल आकार होता है और इसमें कई जोन होते हैं: सेंट्रोस्फीयर के दो जोन जिनके अंदर सेंट्रीओल होते हैं और उनके बीच स्पिंडल फाइबर का एक मध्यवर्ती क्षेत्र होता है। इन सभी क्षेत्रों में बड़ी संख्या में सूक्ष्मनलिकाएं हैं (चित्र 4.30)।

इस उपकरण के मध्य भाग में सूक्ष्मनलिकाएं, अपने स्वयं के डिवीजन स्पिंडल में, साथ ही सेंट्रोस्फीयर के सूक्ष्मनलिकाएं, सेंट्रीओल्स के क्षेत्र में ट्यूबिलिन के पोलीमराइजेशन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती हैं। ये सूक्ष्मनलिकाएं गुणसूत्रों के सेंट्रोमेरिक संकुचन के क्षेत्र में स्थित कीनेटोकोर्स तक पहुंचती हैं और उनसे जुड़ जाती हैं। विभाजन धुरी में, दो प्रकार के सूक्ष्मनलिकाएं प्रतिष्ठित होती हैं: ध्रुव से धुरी के केंद्र तक फैली हुई और गुणसूत्र, जो गुणसूत्रों को ध्रुवों में से एक से जोड़ती हैं।

चावल। 4.30.माइटोटिक स्पिंडल की संरचना (योजना):

1 - गुणसूत्र; 2 - कोशिका केंद्र; 3 - सेंट्रीओलर सूक्ष्मनलिकाएं; 4 - कीनेटोकोर सूक्ष्मनलिकाएं

मेटाफ़ेज़संपूर्ण समसूत्री विभाजन का लगभग एक तिहाई समय व्यतीत करता है। मेटाफ़ेज़ के दौरान, विभाजन स्पिंडल का गठन समाप्त हो जाता है, और गुणसूत्र स्पिंडल के भूमध्यरेखीय तल में पंक्तिबद्ध हो जाते हैं, जिससे गुणसूत्रों की तथाकथित भूमध्यरेखीय (मेटाफ़ेज़) प्लेट बनती है, या मातृ तारा.मेटाफ़ेज़ के अंत तक, बहन क्रोमैटिड्स को एक दूसरे से अलग करने की प्रक्रिया पूरी हो जाती है। उनके कंधे एक-दूसरे के समानांतर होते हैं, उनके बीच एक अंतर स्पष्ट रूप से दिखाई देता है। अंतिम स्थान जहां क्रोमैटिड्स के बीच संपर्क बनाए रखा जाता है वह सेंट्रोमियर (प्राथमिक संकुचन) है।

एनाफ़ेज़।सभी गुणसूत्र एक साथ सेंट्रोमियर क्षेत्र में एक दूसरे से संपर्क खो देते हैं और समकालिक रूप से कोशिका के विपरीत ध्रुवों की ओर एक दूसरे से दूर जाने लगते हैं। गुणसूत्र गति की गति एक समान होती है, यह 0.2-0.5 µm/मिनट तक पहुँच सकती है। एनाफेज माइटोसिस का सबसे छोटा चरण (कुल समय का कुछ प्रतिशत) है, लेकिन इस दौरान कई घटनाएं घटती हैं। मुख्य हैं गुणसूत्रों के दो समान सेटों का पृथक्करण और कोशिका के विपरीत छोर तक उनका संचलन। ध्रुवों की ओर गुणसूत्रों का विचलन स्वयं ध्रुवों के विचलन के साथ-साथ होता है।

यह दिखाया गया है कि गुणसूत्र पृथक्करण गुणसूत्र कीनेटोकोर्स के क्षेत्र में सूक्ष्मनलिकाएं के छोटा होने (डीपोलीमराइजेशन) और काम के साथ जुड़ा हुआ है

ट्रांसलोकेटर प्रोटीन जो गुणसूत्रों को स्थानांतरित करते हैं। एनाफ़ेज़ में ध्रुवों का अतिरिक्त विचलन इंटरपोलर माइक्रोट्यूब्यूल्स के एक दूसरे के सापेक्ष फिसलने से प्रदान किया जाता है, जो ट्रांसलोकेटर प्रोटीन के दूसरे समूह के काम द्वारा प्रदान किया जाता है।

टीलोफ़ेज़क्रोमोसोम (प्रारंभिक टेलोफ़ेज़) के अपसारी द्विगुणित (2 एन) सेट के रुकने से शुरू होता है और तब समाप्त होता है जब एक नए इंटरफ़ेज़ नाभिक का पुनर्निर्माण होता है (देर से टेलोफ़ेज़, प्रारंभिक जी 1 अवधि) और मूल कोशिका दो बेटी कोशिकाओं (साइटोकाइनेसिस, साइटोटॉमी) में विभाजित हो जाती है। प्रारंभिक टेलोफ़ेज़ में, गुणसूत्र, अपना अभिविन्यास बदले बिना (सेंट्रोमेरिक क्षेत्र - ध्रुव की ओर, टेलोमेरिक क्षेत्र - धुरी के केंद्र की ओर), विघटित होने लगते हैं और मात्रा में वृद्धि होने लगती है। साइटोप्लाज्म के झिल्ली पुटिकाओं के साथ उनके संपर्क के स्थानों में, एक नया परमाणु आवरण बनता है। केन्द्रक झिल्ली के बंद होने के बाद नये केन्द्रक का निर्माण प्रारम्भ हो जाता है। कोशिका कोशिका चक्र की एक नई G1-अवधि में प्रवेश करती है।

टेलोफ़ेज़ की एक महत्वपूर्ण घटना कोशिका शरीर का पृथक्करण है - साइटोटॉमी, या साइटोकाइनेसिस, जो कोशिका में प्लाज्मा झिल्ली के आक्रमण के परिणामस्वरूप संकुचन के गठन से होता है। इसी समय, एक्टिन मायोफिलामेंट्स जैसे सिकुड़े हुए तत्व साइटोप्लाज्म की सबमब्रेन परत में स्थित होते हैं, जो कोशिका भूमध्य रेखा के क्षेत्र में गोलाकार रूप से उन्मुख होते हैं। तंतुओं के संकुचन से इस वलय के क्षेत्र में प्लाज्मा झिल्ली का आक्रमण होता है, जो कोशिका के दो भागों में विभाजित होने के साथ समाप्त होता है।

कोशिका विभाजन विसंगतियाँ

यदि माइटोटिक तंत्र क्षतिग्रस्त हो जाता है (ठंड या एजेंटों का प्रभाव जो ट्यूबुलिन के डीपोलाइमराइजेशन का कारण बनता है), या तो मेटाफ़ेज़ में माइटोसिस में देरी हो सकती है या गुणसूत्रों का बिखराव हो सकता है। सेंट्रीओल्स के प्रजनन के उल्लंघन के साथ, बहुध्रुवीय और असममित माइटोज़ आदि हो सकते हैं। साइटोटॉमी के उल्लंघन से विशाल नाभिक या बहुकोशिकीय पॉलीप्लॉइड कोशिकाओं वाली कोशिकाओं की उपस्थिति होती है। यह टेलोफ़ेज़ के अंत में कोशिका संकुचन के निर्माण में शामिल एक्टिन माइक्रोफ़िलामेंट के गठन के दमन के कारण होता है।

पॉलीप्लोइडी -डीएनए की बढ़ी हुई सामग्री के साथ कोशिकाओं का निर्माण। ऐसी पॉलीप्लोइड कोशिकाएं माइटोसिस के व्यक्तिगत चरणों की पूर्ण अनुपस्थिति या अपूर्णता के परिणामस्वरूप प्रकट होती हैं। पॉलीप्लोइड दैहिक कोशिकाओं की उपस्थिति सामान्य रूप से कोशिका शरीर विभाजन की नाकाबंदी के साथ देखी जा सकती है। वयस्क स्तनधारियों के जिगर में, द्विगुणित के अलावा, टेट्रा- और ऑक्टाप्लोइड (4 एन और 8 एन) कोशिकाएं, साथ ही प्लोइडी की अलग-अलग डिग्री की द्वि-न्यूक्लियर कोशिकाएं भी पाई जाती हैं।

इन कोशिकाओं के पॉलीप्लोइडाइजेशन की प्रक्रिया इस प्रकार होती है। एस-अवधि के बाद, 4 एस डीएनए वाली कोशिकाएं माइटोटिक डिवीजन में प्रवेश करती हैं, टेलोफ़ेज़ सहित इसके सभी चरणों से गुजरती हैं, लेकिन साइटोटॉमी के लिए आगे नहीं बढ़ती हैं। इस प्रकार, एक द्विनाभिक कोशिका (2x2 n) बनती है। यदि यह फिर से एस-अवधि से गुजरता है, तो ऐसी कोशिका के दोनों नाभिकों में 4 एस डीएनए और 4 एन गुणसूत्र होंगे। ऐसी द्वि-परमाणु कोशिका, मेटाफ़ेज़ के चरण में, गुणसूत्र के मिलन में, माइटोसिस में प्रवेश करती है

सेट (गुणसूत्रों की कुल संख्या 8 एन है), और फिर - सामान्य विभाजन, जिसके परिणामस्वरूप दो टेट्राप्लोइड कोशिकाएं बनती हैं। द्वि-परमाणु और एक-परमाणु कोशिकाओं की उपस्थिति को बदलने की यह प्रक्रिया 8 एन, 16 एन और यहां तक ​​कि 32 एन गुणसूत्रों के साथ नाभिक की उपस्थिति की ओर ले जाती है। इसी तरह, पॉलीप्लॉइड कोशिकाएं यकृत में, मूत्राशय के उपकला में, रेटिना के वर्णक उपकला में, लार और अग्न्याशय के एसिनर खंडों में और अस्थि मज्जा मेगाकारियोसाइट्स में बनती हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि दैहिक कोशिकाओं का पॉलीप्लोइडाइजेशन विशिष्ट, विभेदित कोशिकाओं की विशेषता है और यह भ्रूणजनन (अनंतिम अंगों को छोड़कर) और रोगाणु कोशिकाओं के निर्माण जैसी जनन प्रक्रियाओं के दौरान नहीं होता है; स्टेम कोशिकाओं के बीच कोई पॉलीप्लोइडी नहीं।

माइटोटिक कोशिका विभाजन की प्रक्रिया विभिन्न प्रकार के कारकों की कार्रवाई के प्रति बहुत संवेदनशील होती है। माइटोसिस की सबसे आम गिरफ्तारी मेटाफ़ेज़ चरण में होती है। यह विखंडन धुरी में परिवर्तन के परिणामस्वरूप होता है। कई पदार्थ जो माइटोसिस को रोकते हैं, जैसे साइटोस्टैटिक्स जैसे कोल्सीसिन और कोल्सेमिड, ट्यूबुलिन के पोलीमराइजेशन को रोकते हैं। परिणामस्वरूप, नए स्पिंडल सूक्ष्मनलिकाएं नहीं बनती हैं, और तैयार सूक्ष्मनलिकाएं पूरी तरह से अलग हो जाती हैं। इस मामले में, माइटोटिक गुणसूत्र कोशिका के केंद्र में इकट्ठा होते हैं, लेकिन मेटाफ़ेज़ प्लेट नहीं बनाते हैं, बल्कि बिना किसी क्रम (के-माइटोसिस) के व्यवस्थित होते हैं। इसी तरह के परिणाम कोशिका पर एटीपी संश्लेषण (डाइनिट्रोफेनोल, ऑलिगोमाइसिन) और कई विषाक्त पदार्थों (मर्कैप्टोएथेनॉल) के अवरोधकों की कार्रवाई से उत्पन्न होते हैं। यदि इन कारकों की कार्रवाई अल्पकालिक है, तो स्पिंडल सूक्ष्मनलिकाएं और कोशिका विभाजन की बहाली संभव है। मध्यम प्रभावों के तहत, कोशिकाएं मर नहीं सकती हैं, और माइटोसिस के बिना वे अगले कोशिका चक्र में प्रवेश कर सकती हैं। इस मामले में, अविभाजित गुणसूत्र विघटित होते हैं, एक नया परमाणु आवरण और एक नया, लेकिन पहले से ही टेट्राप्लोइड, नाभिक बनता है, जो जी 1 चरण में गुजरता है। इस प्रकार कोल्सीसिन की क्रिया के तहत पॉलीप्लोइड कोशिकाएं उत्पन्न होती हैं।

कोशिका विभाजन की विसंगतियों में बहुध्रुवीय माइटोज़ भी शामिल हैं। इस मामले में, मेटाफ़ेज़ में द्विध्रुवी स्पिंडल नहीं बनता है, बल्कि तीन या चार ध्रुवों वाला एक स्पिंडल बनता है। ऐसी विसंगति सेंट्रीओल्स की शिथिलता से जुड़ी है: डिप्लोसोम दो सक्रिय मोनोसेंट्रीओल्स में टूट जाता है। ये परिवर्तन अनायास हो सकते हैं (जो ट्यूमर कोशिकाओं के लिए विशिष्ट है) या माइटोटिक विभाजन के विभिन्न अवरोधकों के संपर्क में आने के बाद हो सकते हैं। ये असामान्य तीन- और चार-ध्रुव माइटोटिक आकृतियाँ एनाफ़ेज़ में प्रवेश कर सकती हैं और ध्रुवों में गुणसूत्रों के विचलन में भाग ले सकती हैं, इसके बाद 3 या 4 कोशिकाओं के निर्माण के साथ साइटोटॉमी होती है। इन मामलों में, गुणसूत्रों का कोई समान वितरण नहीं होता है, और परिणामी कोशिकाओं में गुणसूत्रों के यादृच्छिक और कम सेट होते हैं। गुणसूत्रों की असामान्य संख्या वाली कोशिकाओं को एन्यूप्लोइड कहा जाता है। ये कोशिकाएँ आमतौर पर जल्दी मर जाती हैं।

माइटोटिक विभाजन का उल्लंघन स्वयं गुणसूत्रों में संरचनात्मक परिवर्तनों से जुड़ा हो सकता है। इस प्रकार, उज्ज्वल ऊर्जा के विभिन्न रूपों (पराबैंगनी प्रकाश, एक्स-रे, आदि) या विभिन्न एल्काइलेटिंग यौगिकों (सरसों गैस, साइटोस्टैटिक्स) के संपर्क में आने से गुणसूत्रों की संरचना में गड़बड़ी हो सकती है और माइटोसिस के पाठ्यक्रम में परिवर्तन हो सकता है। ऐसे प्रभावों के परिणामस्वरूप, तथाकथित गुणसूत्र विपथन उत्पन्न होते हैं। ये विलोपन हो सकते हैं - गुणसूत्रों के वर्गों का नुकसान, व्युत्क्रमण - गुणसूत्रों के वर्गों का पुनर्व्यवस्था, स्थानान्तरण - वर्गों का एक गुणसूत्र से दूसरे में स्थानांतरण।

जब एक गुणसूत्र टूट जाता है, तो उसका वह हिस्सा जिसमें सेंट्रोमियर नहीं होता है, गुणसूत्र विभाजन में भाग नहीं लेता है, गुणसूत्रों के मुख्य द्रव्यमान से पीछे रह जाता है और गलती से बेटी कोशिकाओं में से एक में समाप्त हो जाता है। इंटरफ़ेज़ में गुणसूत्र का ऐसा टुकड़ा अपने स्वयं के परमाणु आवरण से ढका होता है (एक अतिरिक्त माइक्रोन्यूक्लियस प्रकट होता है)। यह स्पष्ट है कि इस मामले में दोनों संतति कोशिकाएँ एन्युप्लोइड होंगी।

अन्य मामलों में, दो क्षतिग्रस्त गुणसूत्रों के मिलन के परिणामस्वरूप, एक गुणसूत्र उत्पन्न होता है, लेकिन दो सेंट्रोमियर के साथ जो विपरीत ध्रुवों तक फैलते हैं। इसी समय, एनाफ़ेज़ और टेलोफ़ेज़ में गुणसूत्रों के दो समूहों के बीच एक "पुल" दिखाई देता है, और एक फैला हुआ असामान्य गुणसूत्र दिखाई देता है।

4.4. बाह्य प्रभावों के प्रति कोशिका प्रतिक्रिया

शरीर और उसकी कोशिकाएं लगातार विभिन्न प्रकार के रासायनिक, भौतिक या बायोजेनिक कारकों के संपर्क में रहती हैं। ये कारक एक या अधिक सेलुलर संरचनाओं को प्राथमिक क्षति पहुंचा सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कार्यात्मक विकार हो सकते हैं। घाव की तीव्रता, उसकी अवधि और प्रकृति के आधार पर, कोशिका का भाग्य भिन्न हो सकता है। क्षति के परिणामस्वरूप परिवर्तित कोशिकाएँ अनुकूलन कर सकती हैं, प्रभावित करने वाले कारक के अनुकूल हो सकती हैं, ठीक हो सकती हैं, हानिकारक प्रभाव को हटाने के बाद पुनः सक्रिय हो सकती हैं, या अपरिवर्तनीय रूप से बदल सकती हैं और मर सकती हैं। इसीलिए इन अवस्थाओं में कोशिकाओं के कार्यात्मक और रूपात्मक पैटर्न बहुत विविध होते हैं। कोशिकाएं कई परिवर्तनों के साथ प्रतिवर्ती क्षति में विभिन्न कारकों पर प्रतिक्रिया करती हैं। क्षति के प्रति सामान्य सेलुलर प्रतिक्रिया की अभिव्यक्तियों में से एक विभिन्न रंगों को बांधने की कोशिका की क्षमता में बदलाव है। अत: सामान्य कोशिकाएँ बाह्यकोशिकीय माध्यम से उसमें घुले रंगों को अवशोषित कर उन्हें कणिकाओं के रूप में जमा कर देती हैं। ऐसा कणिकायन कोशिका द्रव्य में होता है, जबकि केन्द्रक रंगहीन रहता है। जब कोशिकाएं कई भौतिक (ताप, दबाव) या रासायनिक कारकों (माध्यम के पीएच में परिवर्तन, अल्कोहल या किसी अन्य विकृतीकरण एजेंट के जुड़ने) से क्षतिग्रस्त हो जाती हैं, तो कणीकरण होता है

छोटा हो जाता है, कोशिका में प्रवेश कर चुके डाई से साइटोप्लाज्म और केंद्रक पर व्यापक रूप से दाग लग जाता है। यदि कारक की क्रिया प्रतिवर्ती है और जब यह समाप्त हो जाती है, तो कोशिका सामान्य स्थिति में लौट आती है, फिर कणिकाएँ बनाने की उसकी क्षमता फिर से बहाल हो जाती है। विभिन्न कोशिका क्षति के साथ, ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण काफी कम हो जाता है: एटीपी संश्लेषण बंद हो जाता है और ऑक्सीजन की खपत बढ़ जाती है। क्षतिग्रस्त कोशिकाओं की विशेषता ग्लाइकोलाइटिक प्रक्रियाओं में वृद्धि, एटीपी की मात्रा में कमी और प्रोटियोलिसिस की सक्रियता है। विभिन्न एजेंटों के प्रभाव में होने वाले साइटोप्लाज्म में गैर-विशिष्ट प्रतिवर्ती परिवर्तनों की समग्रता को "पैरानेक्रोसिस" शब्द द्वारा नामित किया गया था (डी. एन. नैसोनोव, वी. हां. अलेक्जेंड्रोव, 1940)।

कोशिका पर विभिन्न प्रभावों के तहत, नाभिक की संरचना में सबसे अधिक बार होने वाला परिवर्तन क्रोमैटिन का संघनन है, जो परमाणु सिंथेटिक प्रक्रियाओं के पतन को प्रतिबिंबित कर सकता है। कोशिका मृत्यु पर, क्रोमैटिन एकत्रीकरण होता है, नाभिक के अंदर मोटे थक्के दिखाई देते हैं (पाइकनोसिस), जो अक्सर भागों में विघटन (कैरियोरेक्सिस) या नाभिक के विघटन (कैरियोलिसिस) के साथ समाप्त होता है। न्यूक्लियोली, जब आरआरएनए संश्लेषण दबा दिया जाता है, आकार में कमी आती है, कणिकाएं और टुकड़े खो जाते हैं।

परमाणु झिल्ली में सबसे आम परिवर्तनों में पेरिन्यूक्लियर स्पेस का विस्तार (एडिमा), परमाणु झिल्ली के समोच्च की टेढ़ापन शामिल है, जिसे अक्सर परमाणु पाइक्नोसिस के साथ जोड़ा जाता है। क्षति के प्रारंभिक चरण में, कोशिकाएं अक्सर गोलाकार आकार प्राप्त कर लेती हैं और कई सेलुलर वृद्धि और माइक्रोविली खो देती हैं। भविष्य में, इसके विपरीत, प्लास्मोल्मा में परिवर्तन कोशिका की सतह पर विभिन्न वृद्धि या छोटे बुलबुले की उपस्थिति तक कम हो जाते हैं।

ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण की गड़बड़ी के शुरुआती चरणों में, माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स सिकुड़ता है और इंटरमेम्ब्रेन स्पेस का कुछ विस्तार होता है। भविष्य में, माइटोकॉन्ड्रिया की इस प्रकार की प्रतिक्रिया को उनकी सूजन से प्रतिस्थापित किया जा सकता है, जो विशेष रूप से कोशिकाओं में विभिन्न प्रकार के रोग परिवर्तनों के साथ आम है। इसी समय, माइटोकॉन्ड्रिया एक गोलाकार आकार लेता है और आकार में वृद्धि करता है, मैट्रिक्स पानीदार हो जाता है, यह हल्का हो जाता है। माइटोकॉन्ड्रिया की सूजन आमतौर पर क्राइस्टे की संख्या और आकार में कमी के साथ होती है। माइटोकॉन्ड्रिया को अपरिवर्तनीय क्षति के साथ, उनकी झिल्ली टूट जाती है, मैट्रिक्स हाइलोप्लाज्म के साथ मिल जाता है।

एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम अक्सर छोटे पुटिकाओं में रिक्तीकरण और विघटन से गुजरता है। इसी समय, नेटवर्क की झिल्लियों पर राइबोसोम की संख्या कम हो जाती है, जो स्पष्ट रूप से प्रोटीन संश्लेषण में कमी का संकेत देती है। गोल्गी कॉम्प्लेक्स के कुंडों का आयतन बढ़ सकता है या छोटी-छोटी रिक्तिकाओं में टूट सकता है। क्षतिग्रस्त कोशिकाओं में, लाइसोसोम सक्रिय हो जाते हैं, और ऑटोफैगोलिसोसोम की संख्या बढ़ जाती है। गंभीर सेलुलर क्षति के साथ, लाइसोसोम की झिल्ली फट जाती है और लाइसोसोमल हाइड्रॉलेज़ कोशिकाओं को स्वयं नष्ट करना शुरू कर देते हैं - कोशिका लसीका होता है।

जब कोई कोशिका क्षतिग्रस्त हो जाती है, तो उसकी माइटोटिक गतिविधि तेजी से कम हो जाती है। माइटोसिस के विभिन्न चरणों में कोशिकाओं में अक्सर देरी होती है, मुख्य रूप से माइटोटिक तंत्र के विघटन के कारण, जो इंट्रासेल्युलर वातावरण में परिवर्तन के प्रति बहुत संवेदनशील है।

यदि कोशिका में परिवर्तन बहुत दूर तक नहीं गए हैं, तो सेलुलर क्षति की मरम्मत होती है, कोशिका सामान्य कार्यात्मक स्तर पर वापस आ जाती है। इंट्रासेल्युलर संरचनाओं की बहाली की प्रक्रियाओं को कहा जाता है अंतःकोशिकीय पुनर्जनन.

सेल की मरम्मत तब पूरी होती है, जब इन कोशिकाओं के सभी गुण बहाल हो जाते हैं, या अधूरा होता है। बाद के मामले में, हानिकारक कारक की कार्रवाई को हटा दिए जाने के बाद, कई कोशिका कार्य सामान्य हो जाते हैं, लेकिन कुछ समय बाद कोशिकाएं बिना किसी प्रभाव के मर जाती हैं। यह विशेष रूप से अक्सर कोशिका केन्द्रक के घावों के साथ देखा जाता है।

बाहरी और अंतर्जीव कारकों द्वारा कोशिकाओं को होने वाली क्षति से उनके चयापचय के नियमन में गड़बड़ी हो सकती है। इस मामले में, गहन जमाव या, इसके विपरीत, कई सेलुलर समावेशन का पुनर्वसन होता है। इसके अलावा, कोशिका झिल्ली पारगम्यता के नियमन का उल्लंघन होता है, जिससे झिल्ली अंगों का रिक्तीकरण होता है। पैथोलॉजिकल एनाटॉमी में, कोशिकाओं की संरचना में ऐसे बदलावों को डिस्ट्रोफी कहा जाता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, वसायुक्त अध:पतन के साथ, कोशिकाओं में वसायुक्त समावेशन जमा हो जाता है। अक्सर परिवर्तित कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में लिपोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स का संचय पाया जाता है, जो बहुपरत झिल्ली परतों की तरह दिखते हैं। चीनी चयापचय की नियामक प्रक्रियाओं के उल्लंघन से ग्लाइकोजन (कार्बोहाइड्रेट डिस्ट्रोफी) का पैथोलॉजिकल जमाव और संचय होता है, जो संभवतः ग्लाइकोजन (ग्लूकोज-6-फॉस्फेट) को तोड़ने वाले एंजाइम की कमी से जुड़ा होता है। अक्सर जानवरों की परिवर्तित कोशिकाओं में विभिन्न रंगों, प्रोटीन कणिकाओं (प्रोटीन डिस्ट्रोफी) आदि का जमाव होता है।

विशेषज्ञता के विकार, जिनमें से एक घातक ट्यूमर का विकास है, नियामक प्रक्रियाओं के रोग संबंधी व्यवधान का एक विशेष रूप हो सकता है। ट्यूमर कोशिकाओं की विशेषता असंयम, असीमित प्रजनन, बिगड़ा हुआ भेदभाव स्तर, कोशिका संरचना में परिवर्तन, शरीर से नियामक प्रभावों से सापेक्ष स्वायत्तता और मेटास्टेसाइज करने की क्षमता है। ये सभी गुण ट्यूमर कोशिकाओं द्वारा पीढ़ी-दर-पीढ़ी बनाए रखे जाते हैं, यानी, दुर्दमता के गुण ऐसी कोशिकाओं की वंशानुगत विशेषता हैं। इसलिए, कैंसर कोशिकाओं को परिवर्तित आनुवंशिक संरचना वाले उत्परिवर्ती के रूप में वर्गीकृत किया जाता है; यह कोशिका के जीनोटाइप में परिवर्तन है जो बेटी कोशिकाओं को दोषपूर्ण (विनियमन के संदर्भ में) जानकारी के निरंतर संचरण की व्याख्या कर सकता है।

अपरिवर्तनीय क्षति के साथ, कोशिकाएँ मर जाती हैं। कोशिका मृत्यु के क्षण को परिभाषित करना बहुत मुश्किल है (जैसे पूरे जीव की मृत्यु के साथ), क्योंकि मरना एक बार की घटना नहीं है, बल्कि एक प्रक्रिया है।

4.5. कोशिकीय मृत्यु

कोशिका मृत्यु के दो मुख्य रूपात्मक रूप हैं - नेक्रोसिस और एपोप्टोसिस (चित्र 4.31)।

परिगलन मुख्य रूप से विभिन्न बाहरी कारकों, रासायनिक या भौतिक, के कारण होता है, जो प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से झिल्ली पारगम्यता या सेलुलर ऊर्जा को प्रभावित करते हैं। इन सभी मामलों में, सेलुलर कार्यों और संरचनाओं के उल्लंघन का एक नीरस क्रम देखा जाता है। सामान्य बात यह है कि कोशिका में आयनिक संरचना में परिवर्तन होता है, ऑर्गेनेल की सूजन, एटीपी, प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड के संश्लेषण की समाप्ति, डीएनए का क्षरण, लाइसोसोमल एंजाइमों की सक्रियता देखी जाती है, जो अंततः कोशिका विघटन - लिसीस की ओर ले जाती है।

apoptosisसेलुलर चयापचय के प्राथमिक व्यवधान के बिना हो सकता है। इसी समय, विभिन्न उत्तेजनाओं के संपर्क के परिणामस्वरूप, कोशिका के आत्म-विनाश के लिए जिम्मेदार कुछ जीनों के केंद्रक में सक्रियण होता है। ऐसे आत्म-विनाश (क्रमादेशित कोशिका मृत्यु) का कार्यक्रम कोशिका पर सिग्नलिंग अणुओं के प्रभाव के परिणामस्वरूप सक्रिय हो सकता है (अक्सर ये विभिन्न प्रोटीन कारक या विभिन्न हार्मोन होते हैं)। तो, कुछ ल्यूकोसाइट्स उन पर ग्लुकोकोर्टिकोइड्स की क्रिया के तहत मर जाते हैं। नियामक संकेत के उत्पादन की समाप्ति के कारण आत्म-विनाशकारी जीन की सक्रियता हो सकती है। उदाहरण के लिए, वृषण को हटाने के बाद, प्रोस्टेट की कोशिकाएं पूरी तरह से मर जाती हैं। एपोप्टोसिस जीव के सामान्य भ्रूण विकास के दौरान देखा जाता है। इस प्रकार, हार्मोन द्वारा इस प्रक्रिया की सक्रियता के परिणामस्वरूप टैडपोल ऊतक कोशिकाएं मर जाती हैं। भ्रूणीय अंग की कोशिकाएं मर जाती हैं, उदाहरण के लिए, प्राथमिक किडनी की वाहिनी की कोशिकाएं, परिधीय गैन्ग्लिया के न्यूरोब्लास्ट आदि। वयस्क अंग में

चावल। 4.31.कोशिका मृत्यु के तरीके:

ए -परिगलन; बी- एपोप्टोसिस। पाठ में स्पष्टीकरण

इसके आक्रमण के दौरान स्तन ग्रंथि की कोशिकाएं, अंडाशय के कॉर्पस ल्यूटियम की कोशिकाएं एपोप्टोसिस से गुजरती हैं।

एपोप्टोसिस के दौरान कोशिका मृत्यु का कारण अव्यक्त प्रोटीनेस - कैस्पैसेस के कैस्केड का सक्रिय होना है। आरंभ करने वाले और प्रभावकारी मामले हैं। 60 से अधिक विभिन्न प्रोटीन सक्रिय कैसपेज़ की क्रिया के लिए सब्सट्रेट के रूप में कार्य करते हैं। उदाहरण के लिए, यह फोकल चिपकने वाली संरचनाओं का एक काइनेज है, जिसके निष्क्रिय होने से उपकला में पड़ोसी कोशिकाओं से एपोप्टोटिक कोशिकाएं अलग हो जाती हैं; ये लैमिन्स हैं, जो कैसपेज़ की क्रिया के तहत अलग हो जाते हैं, जिससे नाभिक का उभार होता है; ये साइटोस्केलेटल प्रोटीन हैं, जिनके क्षरण से कोशिकाओं के आकार में परिवर्तन होता है और उनका टुकड़ों में विघटन होता है - एपोप्टोटिक शरीर; यह एक सक्रिय एंडोन्यूक्लिज़ है जो डीएनए विखंडन आदि का कारण बनता है।

रूपात्मक रूप से, एपोप्टोसिस की प्रक्रिया नेक्रोसिस से काफी अलग है। इसके प्रारंभिक चरण में, साइटोप्लाज्म में कैल्शियम के स्तर में वृद्धि होती है, लेकिन साथ ही, झिल्ली अंग नहीं बदलते हैं, आरएनए और प्रोटीन संश्लेषण कम नहीं होता है। बाद में नाभिक में, क्रोमैटिन संघनित होता है, जिससे नाभिक की परिधि पर मोटे समुच्चय बनते हैं। नाभिक खंडित होने लगते हैं, "माइक्रोन्यूक्लि" में विघटित हो जाते हैं, जिनमें से प्रत्येक एक परमाणु आवरण से ढका होता है। फिर, या इसके साथ ही, साइटोप्लाज्म भी विखंडित होने लगता है। कोशिका से बड़े टुकड़े अलग हो जाते हैं, जिनमें अक्सर "माइक्रोन्यूक्लि" होता है। ये तथाकथित हैं एपोप्टोटिक निकाय.एपोप्टोटिक शरीर आम तौर पर पड़ोसी कोशिकाओं या फागोसाइट्स से घिरे होते हैं, और द्वितीयक नेक्रोटिक परिवर्तनों से भी गुजरते हैं और अंततः विलीन हो जाते हैं।

प्रश्नों पर नियंत्रण रखें

1. कोशिका विज्ञान के विषय और कार्यों, व्यावहारिक चिकित्सा के लिए इसके महत्व का वर्णन करें।

लक्ष्य:कोशिका की रासायनिक संरचना, जीवन चक्र, चयापचय और कोशिका में ऊर्जा को जानें।

कक्षयह एक प्राथमिक जीवन प्रणाली है। कोशिका सिद्धांत के संस्थापक श्वान। कोशिकाएँ आकार, आकार, आंतरिक संरचना और कार्य में विविध होती हैं। लिम्फोसाइटों में कोशिका का आकार 7 माइक्रोमीटर से 200 माइक्रोमीटर तक होता है। कोशिका में आवश्यक रूप से एक केन्द्रक होता है, यदि यह नष्ट हो जाए तो कोशिका प्रजनन करने में सक्षम नहीं होती है। एरिथ्रोसाइट्स में केन्द्रक नहीं होता है।

कोशिकाओं की संरचना में शामिल हैं: प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, लवण, एंजाइम, पानी।

कोशिकाओं को साइटोप्लाज्म और न्यूक्लियस में विभाजित किया गया है। साइटोप्लाज्म में हाइलोप्लाज्म शामिल है,

ऑर्गेनेल और समावेशन।

अंगक:

1. माइटोकॉन्ड्रिया

2. गॉल्जी उपकरण

3. लाइसोसोम

4. एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम

5. कोशिका केंद्र

मुख्यइसमें एक खोल कैरियोलेम्मा होता है, जो छोटे छिद्रों से छेदा जाता है, और आंतरिक सामग्री - कैरियोप्लाज्म होता है। ऐसे कई न्यूक्लिओली होते हैं जिनमें झिल्ली, क्रोमैटिन धागे और राइबोसोम नहीं होते हैं। न्यूक्लियोली में स्वयं आरएनए होता है, और कैरियोप्लाज्म में डीएनए होता है। केन्द्रक प्रोटीन संश्लेषण में शामिल होता है। कोशिका भित्ति को साइटोप्लाज्म कहा जाता है और इसमें प्रोटीन और लिपिड अणु होते हैं जो हानिकारक पदार्थों और पानी में घुलनशील वसा को कोशिका में प्रवेश करने और पर्यावरण में बाहर निकलने की अनुमति देते हैं।

अन्तः प्रदव्ययी जलिकादोहरी झिल्लियों से निर्मित, राइबोसोम की दीवारों पर एक नलिका और गुहा होती है। यह दानेदार और चिकना हो सकता है। प्रोटीन संश्लेषण की फिजियोलॉजी.

माइटोकॉन्ड्रिया 2 झिल्लियों का एक खोल, क्रिस्टे आंतरिक झिल्ली से निकलता है, सामग्री को मैट्रिक्स कहा जाता है, जो एंजाइमों से समृद्ध है। कोशिका में ऊर्जा प्रणाली. कुछ प्रभावों, दमा के दबाव आदि के प्रति संवेदनशील।

गॉल्गी कॉम्प्लेक्सइसमें एक टोकरी या ग्रिड का आकार होता है, जिसमें पतले धागे होते हैं।

कोशिका केंद्रइसमें गोले का केंद्र होता है, जिसके भीतर पुल से जुड़े सेंट्रीओल्स कोशिका विभाजन में शामिल होते हैं।

लाइसोसोमइसमें ऐसे अनाज होते हैं जिनमें हाइड्रोलाइटिक गतिविधि होती है और जो पाचन में शामिल होते हैं।

समावेशन:पोषी (प्रोटीन, वसा, ग्लाइकोजन), वर्णक, उत्सर्जन।

कोशिका में बुनियादी महत्वपूर्ण गुण, चयापचय, संवेदनशीलता और पुनरुत्पादन की क्षमता होती है। कोशिका शरीर के आंतरिक वातावरण (रक्त, लसीका, ऊतक द्रव) में रहती है।

दो ऊर्जा प्रक्रियाएँ हैं:

1) ऑक्सीकरण- माइटोकॉन्ड्रिया में ऑक्सीजन की भागीदारी से 36 एटीपी अणु निकलते हैं।

2) ग्लाइकोलाइसिससाइटोप्लाज्म में होता है, 2 एटीपी अणुओं का निर्माण करता है।

किसी कोशिका में सामान्य जीवन गतिविधि एक निश्चित समय पर संचालित होती है

पर्यावरण में नमक की सघनता (दमा का दबाव = 0.9% एनसीएल)

0.9% एनसीएल आइसोमेट्रिक समाधान

0.9% एनसीएल > उच्च रक्तचाप

0.9% एनसीएल< ­ гипотонический

0.9%

0.9%

>0.9%

<0.9%

10

चावल। 3

जब किसी कोशिका को हाइपरटोनिक घोल में रखा जाता है, तो पानी कोशिका को छोड़ देता है और कोशिका सिकुड़ जाती है, और जब इसे हाइपोटोनिक घोल में रखा जाता है, तो पानी कोशिका में चला जाता है, कोशिका सूज जाती है और फट जाती है।

कोशिका फागोसाइटोसिस द्वारा बड़े कणों को और पिनोसाइटोसिस द्वारा समाधानों को पकड़ सकती है।

कोशिका हलचलें:

ए) अमीबा

बी) फिसलन

ग) फ्लैगेल्ला या सिलिया की मदद से।

कोशिका विभाजन:

1) अप्रत्यक्ष (माइटोसिस)

2) प्रत्यक्ष (एमिटोसिस)

3) अर्धसूत्रीविभाजन (रोगाणु कोशिकाओं का निर्माण)

पिंजरे का बँटवारावहाँ 4 चरण हैं:

1) प्रोफ़ेज़

2) मेटाफ़ेज़

3) पश्चावस्था

4) टेलोफ़ेज़

प्रोफेज़नाभिक में गुणसूत्रों के निर्माण की विशेषता। कोशिका केंद्र बढ़ता है, सेंट्रीओल्स एक दूसरे से दूर चले जाते हैं। न्यूक्लियोली हटा दिए जाते हैं।

मेटाफ़ेज़गुणसूत्रों का विभाजन, केन्द्रक झिल्ली का लुप्त होना। कोशिका केंद्र विभाजन की धुरी बनाता है।

एनाफ़ेज़मातृ गुणसूत्रों के विभाजन के दौरान उत्पन्न होने वाले पुत्री गुणसूत्र ध्रुवों की ओर विचरण करते हैं।

टीलोफ़ेज़संतति केन्द्रक बनते हैं और केंद्रीय भाग को पतला करके कोशिका शरीर विभाजित हो जाता है।

अमितोसिसपुनर्व्यवस्था द्वारा न्यूक्लियोली के विभाजन से शुरू होता है, फिर साइटोप्लाज्म का विभाजन आता है। कुछ मामलों में, साइटोप्लाज्म का विभाजन नहीं होता है। नाभिकीय कोशिकाएँ बनती हैं।

जीवित पदार्थ के संगठन के रूप:

I. प्रीसेलुलर:

1) वायरस: ए. डीएनए युक्त बी. आरएनए युक्त।

आधार डीएनए या आरएनए है, जो एक खोल से घिरा होता है। वे एक निश्चित समय तक पर्यावरण में जीवित रह सकते हैं, लेकिन वे पर्यावरण में अपने आप प्रजनन नहीं कर सकते - वे केवल मेजबान कोशिका में ही प्रजनन करते हैं।

2) बैक्टीरियोफेज।

द्वितीय. कोशिका प्रपत्र:

1) प्रोकैरियोट्स ("पूर्व-परमाणु"):

a) बैक्टीरिया एककोशिकीय जीव हैं। उनके पास एक अच्छी तरह से परिभाषित खोल है, ऑर्गेनेल की एक छोटी विविधता है, विभाजन प्रत्यक्ष है। वंशानुगत सामग्री पृथक नहीं है, पूरे साइटोप्लाज्म में व्यापक रूप से बिखरी हुई है - यानी। अभी तक कोई नाभिक नहीं = पूर्व-परमाणु।

बी) नीला-हरा शैवाल - बैक्टीरिया के समान।

2) यूकेरियोट्स ("अच्छा केन्द्रक") - कोशिकाओं में एक अच्छी तरह से परिभाषित, पृथक केन्द्रक होता है; विभिन्न प्रकार के अंगक; माइटोसिस द्वारा प्रजनन. यूकेरियोट्स पौधों और जानवरों की कोशिकाएँ हैं।

तृतीय. गैर-सेलुलर रूप:

1) संयोजी ऊतकों का अंतरकोशिकीय पदार्थ (फाइबर, जमीनी पदार्थ)।

2) सिंसिटियम - कोशिकाएँ साइटोप्लाज्मिक पुलों से जुड़ी होती हैं, जिसके साथ कोई एक कोशिका के साइटोप्लाज्म से दूसरी कोशिका तक जा सकता है। मानव शरीर में प्रजनन के चरण में शुक्राणुजन का एक उदाहरण है।

3) सिम्प्लास्ट साइटोप्लाज्म का एक विशाल एकल द्रव्यमान है, जहां सैकड़ों हजारों नाभिक और अंग बिखरे हुए हैं। एक उदाहरण कोरियोन में कंकाल की मांसपेशी और सिम्प्लास्टिक ट्रोफोब्लास्ट और प्लेसेंटा में कोरियोनिक विली है।

आधुनिक कोशिका सिद्धांत के मुख्य प्रावधान:

I. कोशिका - जीवित की सबसे छोटी प्राथमिक इकाई, जिसके बाहर कोई जीवन नहीं है।

द्वितीय. कोशिकाएँ समजात होती हैं - अर्थात्। समस्त समृद्ध विविधता के साथ, पौधों और जानवरों की सभी कोशिकाएँ एक ही सामान्य सिद्धांत के अनुसार निर्मित होती हैं।

तृतीय. एक कोशिका से एक कोशिका और केवल एक कोशिका से, अर्थात्। मूल कोशिका को विभाजित करके एक नई कोशिका का निर्माण होता है।

चतुर्थ. एक कोशिका पूरे जीव का हिस्सा है। कोशिकाएँ अंग प्रणाली से - संपूर्ण जीव - ऊतकों और अंगों की प्रणालियों में संयुक्त होती हैं। साथ ही, प्रत्येक उच्च स्तर के सभी गुणों की समग्रता उसके घटकों के गुणों के साधारण योग से अधिक होती है, अर्थात। संपूर्ण के गुण उस संपूर्ण के घटक भागों के गुणों के साधारण योग से अधिक होते हैं।

कोशिका एक प्राथमिक जीवित प्रणाली है जिसमें एक साइटोप्लाज्म, एक नाभिक, एक झिल्ली होती है और यह जानवरों और पौधों के जीवों के विकास, संरचना और जीवन का आधार है।

कोशिका में एक केन्द्रक, साइटोप्लाज्म और झिल्ली (साइटोलेम्मा) होती है।

केन्द्रक कोशिका का वह भाग है जो वंशानुगत जानकारी का भंडार है।

एक कैरियोलेमा (प्राथमिक बायोमेम्ब्रेन की दो शीट) से घिरा हुआ है जिसमें छिद्र होते हैं। नाभिक में कैरियोप्लाज्म होता है, जो परमाणु प्रोटीन मैट्रिक्स (गैर-हिस्टोन प्रोटीन का संरचनात्मक नेटवर्क) पर आधारित होता है। परमाणु प्रोटीन मैट्रिक्स में हिस्टोन और गैर-हिस्टोन प्रोटीन के संयोजन में क्रोमैटिन - डीएनए होता है। क्रोमैटिन को विसंघनित (ढीला, हल्का) - यूक्रोमैटिन ("यू" - अच्छा) और इसके विपरीत, संघनित (घना पैक, गहरा) - हेटरोक्रोमैटिन किया जा सकता है। जितना अधिक यूक्रोमैटिन, नाभिक और साइटोप्लाज्म में सिंथेटिक प्रक्रियाएं उतनी ही तीव्र होती हैं, और इसके विपरीत, हेटरोक्रोमैटिन की प्रबलता सिंथेटिक प्रक्रियाओं में कमी, चयापचय आराम की स्थिति का संकेत देती है।

न्यूक्लियोलस 1-5 माइक्रोन के व्यास के साथ नाभिक की सबसे घनी, तीव्रता से धुंधला होने वाली संरचना है, यह क्रोमैटिन का व्युत्पन्न है, जो इसके लोकी में से एक है। कार्य: आरआरएनए और राइबोसोम का निर्माण।

साइटोलेमा एक प्राथमिक जैविक झिल्ली है जो बाहर की ओर अधिक या कम स्पष्ट ग्लाइकोकैलिक्स से ढकी होती है। प्राथमिक जैविक झिल्ली का आधार हाइड्रोफोबिक ध्रुवों के साथ एक दूसरे का सामना करने वाले लिपिड की एक द्वि-आणविक परत है; इंटीग्रल (लिपिड की पूरी मोटाई में व्याप्त), अर्ध-अभिन्न (बाहरी या आंतरिक परत के लिपिड अणुओं के बीच) और परिधीय (द्वि-आण्विक लिपिड परत की आंतरिक और बाहरी सतह पर) प्रोटीन अणु लिपिड की इस द्वि-आणविक परत में लगे होते हैं।

ग्लाइकोकैलिक्स साइटोलेम्मा की बाहरी सतह पर एक ग्लाइकोलिपिड और ग्लाइकोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स है, इसमें सियालिक एसिड होता है; साइटोलेम्मा के माध्यम से पदार्थों के प्रसार की दर को कम कर देता है; पदार्थों के बाह्य कोशिकीय विघटन में शामिल एंजाइम भी वहां स्थानीयकृत होते हैं।

साइटोलेम्मा की बाहरी सतह पर रिसेप्टर्स हो सकते हैं:

- एक दूसरे की कोशिकाओं द्वारा "पहचान";

रासायनिक और भौतिक कारकों के प्रभाव का स्वागत;

हार्मोन, मध्यस्थ, ए-जीन, आदि का स्वागत।

साइटोलेम्मा के कार्य:

परिसीमन;

दोनों दिशाओं में पदार्थों का सक्रिय और निष्क्रिय परिवहन;

रिसेप्टर कार्य;

पड़ोसी कोशिकाओं के साथ यांत्रिक संपर्क।

हाइलोप्लाज्म एक माइक्रोस्कोप के तहत एक सजातीय, संरचनाहीन द्रव्यमान है; रासायनिक प्रकृति से, यह एक कोलाइडल प्रणाली है और इसमें एक परिक्षिप्त माध्यम (इसमें घुला हुआ पानी और लवण) और एक परिक्षिप्त चरण (एक परिक्षिप्त माध्यम में निलंबित प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट और कुछ अन्य कार्बनिक पदार्थों के मिसेल) होते हैं; यह प्रणाली सोल से जेल अवस्था में जा सकती है।

डिब्बे हाइलोप्लाज्म में स्थित संरचनाएं हैं, जिनकी एक निश्चित संरचना (आकार और आकार) होती है, यानी। सूक्ष्मदर्शी के नीचे दिखाई देता है।

डिब्बों में ऑर्गेनेल और समावेशन शामिल हैं।

ऑर्गेनेल साइटोप्लाज्म की स्थायी संरचनाएं हैं जिनकी एक विशिष्ट संरचना और कार्य होती है। अंगकों को संरचना और कार्य के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। संरचना के अनुसार, वे भेद करते हैं:

1. सामान्य प्रयोजन अंगक (सभी कोशिकाओं में अधिक या कम मात्रा में उपलब्ध, सभी कोशिकाओं के लिए आवश्यक कार्य प्रदान करते हैं):

माइटोकॉन्ड्रिया, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, लैमेलर कॉम्प्लेक्स, लाइसोसोम, सेल सेंटर, पेरोक्सीसोम।

2. विशेष प्रयोजनों के लिए अंगक - (केवल अत्यधिक विशिष्ट ऊतकों की कोशिकाओं में उपलब्ध हैं और इन ऊतकों के कड़ाई से विशिष्ट कार्यों के प्रदर्शन को सुनिश्चित करते हैं): उपकला कोशिकाओं में - सिलिया, माइक्रोविली, टोनोफिब्रिल्स; तंत्रिका ऊतकों में - न्यूरोफाइब्रिल्स और बेसोफिलिक पदार्थ; मांसपेशियों के ऊतकों में - मायोफिब्रिल्स।

संरचना के अनुसार, ऑर्गेनेल को विभाजित किया गया है:

1. झिल्ली - एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, माइटोकॉन्ड्रिया, लैमेलर कॉम्प्लेक्स, लाइसोसोम, पेरॉक्सिसोम।

2. गैर-झिल्ली - राइबोसोम, सूक्ष्मनलिकाएं, सेंट्रीओल्स, सिलिया।

अंगकों की संरचना और कार्य:

1. माइटोकॉन्ड्रिया गोल, अंडाकार और अत्यधिक लम्बी दीर्घवृत्ताकार संरचनाएँ हैं। एक दोहरी प्राथमिक झिल्ली से घिरा हुआ: बाहरी प्राथमिक झिल्ली की एक सपाट सतह होती है, आंतरिक झिल्ली सिलवटों का निर्माण करती है - क्राइस्टे; आंतरिक झिल्ली के अंदर की गुहा मैट्रिक्स से भरी होती है - एक सजातीय संरचनाहीन द्रव्यमान। कार्य: माइटोकॉन्ड्रिया को कोशिका का "ऊर्जा स्टेशन" कहा जाता है, अर्थात। एटीपी के रूप में ऊर्जा का संचय होता है, जो प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट और अन्य पदार्थों के "जलने" के दौरान जारी होता है। संक्षेप में, माइटोकॉन्ड्रिया ऊर्जा प्रदाता हैं।

2. एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ईआर) इंट्रासेल्युलर नलिकाओं का एक सिस्टम (नेटवर्क) है, जिसकी दीवारें प्राथमिक जैविक झिल्लियों से बनी होती हैं। दानेदार प्रकार के ईपीएस होते हैं (ग्रैन्यूल = राइबोसोम ईपीएस की दीवारों में एम्बेडेड होते हैं) - प्रोटीन संश्लेषण के कार्य के साथ, और एग्रान्युलर प्रकार (राइबोसोम के बिना नलिकाएं) - वसा, लिपिड और कार्बोहाइड्रेट को संश्लेषित करने के कार्य के साथ।

3. लैमेलर कॉम्प्लेक्स (गोल्गी) - एक दूसरे के ऊपर स्तरित चपटे टैंकों की एक प्रणाली, जिसकी दीवार में एक प्राथमिक जैविक झिल्ली और आसन्न पुटिकाएं (वेसिकल्स) होती हैं। यह आमतौर पर नाभिक के ऊपर स्थित होता है, और कोशिका में पदार्थों के संश्लेषण की प्रक्रियाओं को पूरा करने का कार्य करता है, संश्लेषण उत्पादों को प्राथमिक जैविक झिल्ली द्वारा सीमित पुटिकाओं में भागों में पैक करता है। पुटिकाओं को बाद में कोशिका के भीतर ले जाया जाता है या कोशिका के बाहर एक्सोसाइटोलिसिस द्वारा हटा दिया जाता है।

4. लाइसोसोम - एक गोल या अंडाकार आकार की संरचनाएं, जो एक प्राथमिक जैविक झिल्ली से घिरी होती हैं, जिसमें प्रोटियोलिटिक और अन्य लाइटिक एंजाइमों का एक पूरा सेट होता है। कार्य - इंट्रासेल्युलर पाचन प्रदान करें, अर्थात। फागो (पिनो) साइटोसिस का अंतिम चरण।

5. पेरोक्सीसोम - एक गोल या अंडाकार आकार की छोटी संरचनाएं, एक प्राथमिक तहखाने झिल्ली से घिरी होती हैं, जिसके अंदर पेरोक्साइड होता है, जो शरीर से निकाले जाने वाले पेरोक्साइड रेडिकल्स - चयापचय उत्पादों के तटस्थता को सुनिश्चित करता है।

6.कोशिका केंद्र - एक अंग जो कोशिका विभाजन के दौरान मोटर फ़ंक्शन (गुणसूत्रों को अलग करना) प्रदान करता है। 2 सेंट्रीओल्स से मिलकर बनता है; प्रत्येक सेंट्रीओल एक बेलनाकार शरीर है, जिसकी दीवार सिलेंडर की परिधि के साथ स्थित 9 जोड़ी सूक्ष्मनलिकाएं और केंद्र में 1 जोड़ी सूक्ष्मनलिकाएं द्वारा बनाई जाती है। सेंट्रीओल्स एक दूसरे के लंबवत व्यवस्थित होते हैं। कोशिका विभाजन के दौरान, सेंट्रीओल्स दो विपरीत ध्रुवों पर स्थित होते हैं और गुणसूत्रों को ध्रुवों तक खींचना सुनिश्चित करते हैं।

7. सिलिया - संरचना और कार्य में सेंट्रीओल्स के समान अंग, अर्थात्। समान संरचना रखते हैं और मोटर फ़ंक्शन प्रदान करते हैं। सिलियम कोशिका की सतह पर साइटोप्लाज्म की एक वृद्धि है, जो साइटोलेमा से ढकी होती है। इस वृद्धि के साथ, सूक्ष्मनलिकाएं के 9 जोड़े अंदर स्थित होते हैं, एक दूसरे के समानांतर, एक सिलेंडर बनाते हैं; इस सिलेंडर के केंद्र में, और परिणामस्वरूप, सिलियम के केंद्र में, केंद्रीय सूक्ष्मनलिकाएं की एक और जोड़ी होती है। इस वृद्धि-सिलिया के आधार पर, इसके लंबवत, एक और समान संरचना है।

8. माइक्रोविली कोशिकाओं की सतह पर साइटोप्लाज्म की वृद्धि होती है, जो बाहर की तरफ साइटोलेम्मा से ढकी होती है, जो कोशिका के सतह क्षेत्र को बढ़ाती है। वे उपकला कोशिकाओं में पाए जाते हैं जो अवशोषण (आंत, गुर्दे की नलिकाएं) का कार्य प्रदान करते हैं।

9, मायोफाइब्रिल्स - सिकुड़ा हुआ प्रोटीन एक्टिन और मायोसिन से मिलकर बनता है, मांसपेशियों की कोशिकाओं में मौजूद होता है और संकुचन प्रक्रिया प्रदान करता है।

10. न्यूरोफाइब्रिल्स - न्यूरोसाइट्स में पाए जाते हैं और न्यूरोफाइब्रिल्स और न्यूरोट्यूबुल्स का एक संग्रह हैं। शरीर में, कोशिकाएँ बेतरतीब ढंग से व्यवस्थित होती हैं, और प्रक्रियाओं में - एक दूसरे के समानांतर। वे न्यूरोसाइट्स के कंकाल का कार्य करते हैं (यानी, साइटोस्केलेटन का कार्य), और प्रक्रियाओं में वे न्यूरोसाइट्स के शरीर से परिधि तक प्रक्रियाओं के साथ पदार्थों के परिवहन में भाग लेते हैं।

11. बेसोफिलिक पदार्थ - एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत न्यूरोसाइट्स में मौजूद, दानेदार-प्रकार ईपीएस से मेल खाता है, यानी। प्रोटीन संश्लेषण के लिए जिम्मेदार अंगक। न्यूरोसाइट्स में इंट्रासेल्युलर पुनर्जनन प्रदान करता है (न्यूरोसाइट्स की माइटोसिस की क्षमता की अनुपस्थिति में, घिसे-पिटे ऑर्गेनेल का नवीनीकरण)।

12. पेरोक्सीसोम - अंडाकार पिंड (0.5-1.5 माइक्रोन) एक प्राथमिक झिल्ली से घिरे होते हैं, जो क्रिस्टल जैसी संरचनाओं के साथ एक दानेदार मैट्रिक्स से भरे होते हैं; पेरोक्साइड रेडिकल्स को नष्ट करने के लिए कैटालेज़ होता है। कार्य: कोशिकाओं में चयापचय के दौरान बनने वाले पेरोक्साइड रेडिकल्स को बेअसर करना।

समावेशन साइटोप्लाज्म की गैर-स्थायी संरचनाएं हैं जो कोशिका की कार्यात्मक स्थिति के आधार पर प्रकट या गायब हो सकती हैं। समावेशन का वर्गीकरण:

I. ट्रॉफिक समावेशन - रिजर्व में जमा पोषक तत्वों (प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट) के कण। उदाहरणों में शामिल हैं: न्यूट्रोफिलिक ग्रैन्यूलोसाइट्स में ग्लाइकोजन, हेपेटोसाइट्स में, मांसपेशी फाइबर में; हेपेटोसाइट्स और लिपोसाइट्स में वसा की बूंदें; अंडे की जर्दी आदि की संरचना में प्रोटीन के कण।

द्वितीय. वर्णक समावेशन - अंतर्जात या बहिर्जात वर्णक के कण। उदाहरण: त्वचा के मेलानोसाइट्स में मेलेनिन (यूवी विकिरण से बचाने के लिए), एरिथ्रोसाइट्स में हीमोग्लोबिन (ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के परिवहन के लिए), रेटिना की छड़ों और शंकुओं में रोडोप्सिन और आयोडोप्सिन (काले और सफेद और रंगीन दृष्टि प्रदान करते हैं), आदि।

तृतीय. स्रावी समावेशन - किसी भी स्रावी कोशिकाओं (सभी एक्सोक्राइन और अंतःस्रावी ग्रंथियों की कोशिकाओं में) से अलगाव के लिए तैयार पदार्थों के स्राव की बूंदें (कणिकाएं)। उदाहरण: लैक्टोसाइट्स में दूध की बूंदें, पैनक्रिएटोसाइट्स में ज़ाइमोजेनिक ग्रैन्यूल आदि।

चतुर्थ. उत्सर्जन समावेशन शरीर से निकाले जाने वाले अंतिम (हानिकारक) चयापचय उत्पाद हैं। उदाहरण: वृक्क नलिकाओं की उपकला कोशिकाओं में यूरिया, यूरिक एसिड, क्रिएटिनिन का समावेश।

व्याख्यान 2: तुलनात्मक भ्रूणविज्ञान के मूल सिद्धांत।

1. भ्रूणविज्ञान में अनुसंधान विधियाँ।

2. रोगाणु कोशिकाओं की विशेषताएं। अंडे का वर्गीकरण.

3. भ्रूणजनन के व्यक्तिगत चरणों की विशेषताएं।

4. प्लेसेंटा: स्तनधारियों में प्लेसेंटा का गठन और प्रकार।

5. अनंतिम प्राधिकारी. संरचना और कार्य.

टैगान्रोग राज्य रेडियो इंजीनियरिंग विश्वविद्यालय

सार चालू

आधुनिक प्राकृतिक विज्ञान की अवधारणाएँ।

के विषय पर:

कोशिका विज्ञान के मूल सिद्धांत.

समूह एम-48

टैगान्रोग 1999

कोशिका विज्ञान(से साइटो...और ...लॉजी),का विज्ञान कक्ष।सी. बहुकोशिकीय जानवरों, पौधों, परमाणु-साइटोप्लाज्मिक की कोशिकाओं का अध्ययन करता है। ऐसे कॉम्प्लेक्स जो कोशिकाओं (सिम्प्लास्ट, सिन्सिटिया और प्लास्मोडिया), एककोशिकीय जानवरों और बढ़ते जीवों, साथ ही बैक्टीरिया में विभाजित नहीं होते हैं। सी. कई जैविक में एक केंद्रीय स्थान रखता है। अनुशासन, चूंकि सेलुलर संरचनाएं सभी जीवित प्राणियों की संरचना, कार्यप्रणाली और व्यक्तिगत विकास का आधार हैं, और, इसके अलावा, यह पशु ऊतक विज्ञान, पौधे शरीर रचना विज्ञान, प्रोटिस्टोलॉजी और जीवाणु विज्ञान का एक अभिन्न अंग है।

20वीं सदी की शुरुआत तक कोशिका विज्ञान का विकास।सी. की प्रगति कोशिकाओं के अनुसंधान के तरीकों के विकास से जुड़ी है। सेलुलर संरचना की खोज सबसे पहले अंग्रेज़ों ने की थी। वैज्ञानिक आर. हुक ने 1665 में कपड़ों का अनेक उत्पादनों में प्रयोग किया सूक्ष्मदर्शी.चुनाव तक. सत्रवहीं शताब्दी माइक्रोपिस्ट एम. मालपिश (इटली), ग्रू (ग्रेट ब्रिटेन), ए. लीउवेनहॉक (नीदरलैंड्स) और अन्य के काम सामने आए, जिससे पता चला कि कई अन्य लोगों के कपड़े। बढ़ता है, वस्तुओं का निर्माण कोशिकाओं या कोशिकाओं से होता है। इसके अलावा, लेवेफ़ोक, एरिथ्रोसाइट्स (1674), एककोशिकीय जीव (1675, 1681), कशेरुकी शुक्राणुजोज़ा (1677), और बैक्टीरिया (1683) का वर्णन करने वाले पहले व्यक्ति थे। 17वीं शताब्दी के शोधकर्ता, जिन्होंने सूक्ष्मदर्शी की नींव रखी जीवों के अध्ययन में, कोशिका में उन्होंने केवल एक खोल देखा जिसमें एक गुहा था।

18वीं सदी में माइक्रोस्कोप के डिज़ाइन में कुछ हद तक सुधार किया गया, ch. गिरफ्तार. यांत्रिक सुधार के माध्यम से. हिस्से और प्रकाश जुड़नार। अनुसंधान तकनीक आदिम बनी रही; मुख्यतः सूखी तैयारियों का अध्ययन किया गया।

19वीं सदी के पहले दशकों में जीवों की संरचना में कोशिकाओं की भूमिका के बारे में विचारों का काफी विस्तार हुआ है। उनके काम को धन्यवाद. वैज्ञानिक जी. लिंक, जे. मोल्डसेहावर, एफ. मेयेन, एक्स. मोल, फादर। वैज्ञानिक पी. मिरबेल, पी. टर्पिन और वनस्पति विज्ञान के अन्य लोगों ने कोशिकाओं के दृष्टिकोण को संरचनात्मक इकाइयों के रूप में स्थापित किया। कोशिकाओं का पौधों के संवाहक तत्वों में परिवर्तन पाया गया। निचले एककोशिकीय पौधे ज्ञात हुए। कोशिकाओं को महत्वपूर्ण गुणों वाले व्यक्तियों के रूप में देखा जाने लगा। 1835 में मोल ने पहली बार कोशिका विभाजन देखा। फ़्रेंच शोध. वैज्ञानिक ए. मिल्ने-एडवर्ड्स, ए. डुट्रोशेट, एफ. रास्पेल, चेक। बीच में वैज्ञानिक जे. पर्किन और अन्य। 30s माइक्रोस्कोप पर बहुत सारी सामग्री दी। जानवरों के ऊतकों की संरचना. एम.एन. शोधकर्ताओं ने जानवरों के विभिन्न अंगों की सेलुलर संरचना का अवलोकन किया, और कुछ ने जानवरों और वृद्धि की प्राथमिक संरचनाओं के बीच एक सादृश्य बनाया। जीव, इस प्रकार सामान्य जैविक के निर्माण के लिए जमीन तैयार करते हैं। कोशिका सिद्धांत . 1831-33 में अंग्रेजी. वनस्पतिशास्त्री आर. ब्राउन ने केन्द्रक को कोशिका का अभिन्न अंग बताया है। इस खोज ने शोधकर्ताओं का ध्यान कोशिका की सामग्री की ओर आकर्षित किया और जानवरों और बढ़ती कोशिकाओं की तुलना के लिए एक मानदंड प्रदान किया, जो विशेष रूप से, हां द्वारा किया गया था। पुर्किने(1837) जर्मन वैज्ञानिक टी. श्वान, जर्मन में कोशिका विकास के सिद्धांत पर आधारित। वनस्पतिशास्त्री एम. स्लेडेन, जहां नाभिक को विशेष महत्व दिया गया था, ने जानवरों और पौधों की संरचना और विकास का एक सामान्य सेलुलर सिद्धांत तैयार किया (1838-39)। जल्द ही, सेलुलर सिद्धांत को सबसे सरल (जर्मन वैज्ञानिक के. सीबोल्ड, 1845-48) तक बढ़ा दिया गया। कोशिका सिद्धांत का निर्माण सभी जीवित चीजों के आधार के रूप में कोशिका के अध्ययन के लिए सबसे मजबूत प्रेरणा थी। विसर्जन उद्देश्यों (जल विसर्जन, 1850; तेल विसर्जन, 1878), ई. अब्बे के कंडेनसर (1873), और एपोक्रोमैट्स (1886) की माइक्रोस्कोपी में शुरूआत बहुत महत्वपूर्ण थी। सभी हैं। 19 वीं सदी कपड़ों को ठीक करने और रंगने की विभिन्न विधियों का उपयोग किया जाने लगा। अनुभागों के निर्माण के लिए, ऊतक के टुकड़ों को डालने की विधियाँ विकसित की गई हैं। प्रारंभ में, अनुभाग एक मैनुअल रेजर का उपयोग करके बनाए गए थे, और 70 के दशक में। इसके लिए विशेष उपकरणों का प्रयोग किया गया - माइक्रोटोम्स.सेलुलर सिद्धांत के विकास के क्रम में, कोशिका की सामग्री की अग्रणी भूमिका, न कि उसके खोल की, धीरे-धीरे स्पष्ट हो गई। समुदाय की धारणा

विभिन्न कोशिकाओं की सामग्री को मोल (1844, 1846) द्वारा प्रयुक्त शब्द "प्रोटोप्लाज्म" के वितरण में अपनी अभिव्यक्ति मिली, जो पर्किन (1839) द्वारा प्रस्तुत किया गया था। 40 के दशक से एक संरचनाहीन गैर-सेलुलर पदार्थ - साइटोब्लास्टेमा से कोशिकाओं के उद्भव पर श्लेडेन और श्वान के विचारों के विपरीत। 19 वीं सदी यह विश्वास मजबूत होने लगता है कि कोशिकाओं की संख्या का गुणन उनके विभाजन के माध्यम से होता है (जर्मन वैज्ञानिक के. नेगेलन, आर. केल्पकर और आर. रेमक)। सी. के विकास के लिए एक और प्रेरणा जर्मन का शिक्षण था। पैथोलॉजिस्ट आर. विरचो"सेलुलर पैथोलॉजी" (1858) के बारे में। विरचो ने पशु जीव को कोशिकाओं का एक संग्रह माना, जिनमें से प्रत्येक में जीवन के सभी गुण हैं; उन्होंने "ओम्निस सेल्युला ई सेल्युला" [प्रत्येक कोशिका (केवल एक कोशिका से ही आती है)] के सिद्धांत को आगे बढ़ाया। पैथोलॉजी के हास्य सिद्धांत के खिलाफ बोलते हुए, जिसने जीवों के रोगों को शरीर के रस (रक्त और ऊतक द्रव) को नुकसान पहुंचाया, विरचो ने तर्क दिया कि किसी भी बीमारी का आधार शरीर की कुछ कोशिकाओं की महत्वपूर्ण गतिविधि का उल्लंघन है। विरचो के सिद्धांत ने रोगविज्ञानियों को कोशिकाओं का अध्ययन करने के लिए मजबूर किया। के सेर. 19 ए. कोशिका के अध्ययन में "शैल" अवधि समाप्त होती है, और 1861 में उनका कार्य समाप्त होता है। वैज्ञानिक एम. शुल्ज़ कोशिका के बारे में इस दृष्टिकोण की पुष्टि करते हैं<комок протоплазмы с лежащим внутри него ядром».. В том же году авст­рийский физиолог Э. Брюкке, считавший клетку элементарным организмом, пока­зал сложность строения протоплазмы. В последней четв. 19 в. был обнаружен ряд постоянных составных частей прото­плазмы - органоидов: центросомы (1876, белы. учёный Э. ван Бенеден), митохонд-рпн (1897-98, нем. учёный К- Бенда, у животных; 1904, нем. учёный Ф. Ме-вес, у растений), сетчатый аппарат, или комплекс Гольджи (1898, итал. учёный К. Гольджи). Швейц. учёный Ф. Мишер (1868) установил в ядрах клеток наличие нуклеиновой к-ты. Открыто кариокинетич. деление клеток (см. माइटोसिस)पौधों में (1875, ई.) स्ट्रासबर्ग),फिर जानवरों में (1878, रूसी वैज्ञानिक पी.आई. पेरेमेज़्को; 1882, जर्मन वैज्ञानिक वी. फ्लेमिंग)। गुणसूत्रों की वैयक्तिकता का एक सिद्धांत बनाया गया और उनकी संख्या की स्थिरता के लिए एक नियम स्थापित किया गया (1885, ऑस्ट्रियाई वैज्ञानिक के. रबल द्वारा; 1887, जर्मन वैज्ञानिक टी. बोवरप द्वारा)। रोगाणु कोशिकाओं के विकास के दौरान गुणसूत्रों की संख्या में कमी की घटना की खोज की गई है; यह स्थापित किया गया था कि निषेचन में अंडे कोशिका के केंद्रक का शुक्राणु के केंद्रक के साथ संलयन होता है (1875, जर्मन प्राणीशास्त्री ओ. गर्टविग, जानवरों में; 1880-83, रूसी वनस्पतिशास्त्री आई.एन. गोरोज़ांकिन, पौधों में)। 1898 में रूसी. साइटोलॉजिस्ट एस जी नवाशिन ने एंजियोस्पर्म में दोहरे निषेचन की खोज की, जिसमें यह तथ्य शामिल है कि, अंडे के नाभिक के साथ शुक्राणु नाभिक के कनेक्शन के अलावा, दूसरे शुक्राणु का नाभिक कोशिका के नाभिक से जुड़ा होता है जो एंडोस्पर्म देता है। पौधों के प्रजनन के दौरान, द्विगुणित (अलैंगिक) और अगुणित (यौन) पीढ़ियों का एक विकल्प पाया गया।

कोशिका शरीर क्रिया विज्ञान के अध्ययन में प्रगति हुई है। 1882 में आई. मेच्निकोवघटना की खोज की फागोसाइटोसिस.वृद्धि की चयनात्मक पारगम्यता की खोज की गई और उसका विस्तार से अध्ययन किया गया। और पशु कोशिकाएँ (डच वैज्ञानिक एच. डी व्रीज़, जर्मन वैज्ञानिक डब्ल्यू. फ़ोफ़र, ई. ओवरटन); पारगम्यता का झिल्ली सिद्धांत बनाया गया था; कोशिकाओं के इंट्रावाइटल स्टेनिंग के तरीके विकसित किए गए (रूसी हिस्टोलॉजिस्ट एन. ए. ख्रझोनश्चेव्स्की, 1864; जर्मन वैज्ञानिक पी. एर्लिच, 1885, फ़ेफ़र, 1886)। उत्तेजनाओं की क्रिया के प्रति कोशिकाओं की प्रतिक्रियाओं का अध्ययन किया जाता है। उच्च और निम्न जीवों की विभिन्न कोशिकाओं के अध्ययन ने, उनकी सभी संरचनात्मक और कार्यात्मक भिन्नताओं के बावजूद, शोधकर्ताओं के मन में इस विचार को मजबूत किया कि प्रोटोप्लाज्म की संरचना में एक ही सिद्धांत है। एम.एन. शोधकर्ता सेलुलर सिद्धांत से संतुष्ट नहीं थे और उन्होंने कोशिकाओं में छोटी प्राथमिक जीवन इकाइयों (ऑल्टमैन बायोब्लास्ट्स, विस्नर प्लासोम्स, हेडेनहैन प्रोटोमर्स, आदि) की उपस्थिति को भी मान्यता दी। सबमाइक्रोस्कोपिक के बारे में काल्पनिक विचार। 20वीं शताब्दी के कुछ कोशिका विज्ञानियों द्वारा महत्वपूर्ण इकाइयों को साझा किया गया था, लेकिन कोशिका विज्ञान के विकास ने अधिकांश वैज्ञानिकों को इन परिकल्पनाओं को त्यागने और जीवन को एक जटिल विषम प्रणाली के रूप में प्रोटोप्लाज्म की संपत्ति के रूप में पहचानने के लिए मजबूर किया। कॉन में सी. की सफलताएँ। 19 वीं सदी कई क्लासिक्स में संक्षेपित किया गया है। रिपोर्ट, टू-राई ने सी के आगे के विकास में योगदान दिया।

20वीं सदी के पूर्वार्द्ध में कोशिका विज्ञान का विकास। 20वीं सदी के पहले दशकों में उन्होंने एक डार्क-फील्ड कंडेनसर का उपयोग करना शुरू किया, जिसकी मदद से पार्श्व रोशनी के तहत माइक्रोस्कोप के तहत वस्तुओं की जांच की गई। डार्क-फील्ड माइक्रोस्कोप ने सेलुलर संरचनाओं के फैलाव और जलयोजन की डिग्री का अध्ययन करना और कुछ सूक्ष्मदर्शी संरचनाओं का पता लगाना संभव बना दिया। आकार. ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोप ने सेलुलर संरचनाओं में कणों के अभिविन्यास को निर्धारित करना संभव बना दिया। 1903 से पराबैंगनी किरणों में माइक्रोस्कोपी विकसित की गई है, जो बाद में विशेष रूप से न्यूक्लिक एसिड में सेल साइटोकैमिस्ट्री का अध्ययन करने के लिए एक महत्वपूर्ण विधि बन गई। प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी का उपयोग शुरू हो जाता है। 1941 में, एक चरण-विपरीत माइक्रोस्कोप दिखाई दिया, जो रंगहीन संरचनाओं को अलग करना संभव बनाता है जो केवल ऑप्टिकल में भिन्न होते हैं। घनत्व या मोटाई. जीवित कोशिकाओं के अध्ययन में अंतिम दो विधियाँ विशेष रूप से मूल्यवान साबित हुई हैं। नई साइटोकेमिकल विधियाँ विकसित की जा रही हैं। विश्लेषण, उनमें से - डीऑक्सीराइबो-न्यूक्लियर टू-यू का पता लगाने की एक विधि (जर्मन वैज्ञानिक आर. फेलगेन और जी. रोसेनबेक। 1924)। बनाये जा रहे हैं माइक्रोमैनिपुलेटर्स,टू-रिख की मदद से कोशिकाओं पर विभिन्न ऑपरेशन करना संभव है (कोशिका में पदार्थों का इंजेक्शन, नाभिक का निष्कर्षण और प्रत्यारोपण, सेलुलर संरचनाओं को स्थानीय क्षति, आदि)। शरीर के बाहर ऊतक संवर्धन की एक विधि के विकास ने बहुत महत्व प्राप्त कर लिया, जिसकी शुरुआत 1907 में आमेर द्वारा की गई थी। वैज्ञानिक आर. हैरिसन. इस पद्धति को धीमी गति वाली माइक्रोफोटोग्राफ़ी के साथ संयोजित करने से दिलचस्प परिणाम प्राप्त हुए, जिससे स्क्रीन पर कोशिकाओं में होने वाले धीमे बदलावों को देखना संभव हो गया, जो आंखों के लिए अदृश्य रूप से होते हैं, जो दसियों और सैकड़ों गुना तेज होते हैं। 20वीं सदी के पहले तीन दशकों में वैज्ञानिकों के प्रयासों का उद्देश्य 19वीं शताब्दी की अंतिम तिमाही में खोजी गई सेलुलर संरचनाओं की कार्यात्मक भूमिका को स्पष्ट करना था; विशेष रूप से, दानेदार रूप में स्राव और अन्य पदार्थों के उत्पादन में गोल्गी कॉम्प्लेक्स की भागीदारी स्थापित की गई थी (सोवियत वैज्ञानिक डी.एन. नैसोनोव, 1923)। विशिष्ट कोशिकाओं के विशिष्ट अंगक, कई कोशिकाओं में सहायक तत्वों का वर्णन किया गया है (एन.के.) कोल्टसोव, 1903-1911), विभिन्न सेलुलर गतिविधियों (स्राव, संकुचन, कार्य, कोशिका विभाजन, संरचनाओं के रूपजनन, आदि) के दौरान संरचनात्मक परिवर्तनों का अध्ययन किया गया था। गुणसूत्रों की संख्या और आकार की प्रजाति विशिष्टता स्थापित की गई, जिसका उपयोग बाद में पौधों और जानवरों के व्यवस्थितकरण के साथ-साथ फ़ाइलोजेनेटिक को स्पष्ट करने के लिए किया गया। निम्न वर्गीकरण के भीतर रिश्तेदारी। इकाइयां (कार्योसिस्टमेटाइजेशनकी). यह पाया गया कि ऊतकों में कोशिकाओं के विभिन्न वर्ग होते हैं जो नाभिक के आकार के गुणक अनुपात में भिन्न होते हैं (जर्मन वैज्ञानिक डब्ल्यू. जैकोबी, 1925)। नाभिक के आकार में कई गुना वृद्धि के साथ एक समान वृद्धि (द्वारा) होती है एंडोमिटोसिस)गुणसूत्रों की संख्या (ऑस्ट्रियाई वैज्ञानिक एल. गेटलर, 1941)। एजेंटों की कार्रवाई का अध्ययन जो विभाजन के तंत्र और कोशिकाओं के गुणसूत्र तंत्र (मर्मज्ञ विकिरण, कोल्सीसिन, एसिटोनैफ्थीन, ट्रिपोफ्लेविन, आदि) को बाधित करता है, ने कला विधियों के विकास को जन्म दिया। पॉलीप्लोइड फॉर्म प्राप्त करना (देखें। पॉलीप्लोइडी),जिससे खेती वाले पौधों की कई मूल्यवान किस्मों को विकसित करना संभव हो गया। फेलगेन प्रतिक्रिया की मदद से, बैक्टीरिया में डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड युक्त न्यूक्लियस होमोलॉग की उपस्थिति का विवादास्पद मुद्दा (सोवियत वैज्ञानिक एम.ए. पेशकोव, 1939-1943, फ्रांसीसी वैज्ञानिक वी. डेलापोर्ट, 1939, अंग्रेजी वैज्ञानिक एस. रॉबिनो, 1942) और नीले-हरे शैवाल (सोवियत वैज्ञानिक यू.आई. पॉलींस्की और यू.के. पेट्रू) को शेव्स्की, 19 को सकारात्मक रूप से हल किया गया था। 29). - पारगम्यता के झिल्ली सिद्धांत के साथ, एक चरण सिद्धांत को सामने रखा गया है, जो कोशिका और पर्यावरण के बीच पदार्थों के वितरण, उनके विघटन और प्रोटोप्लाज्म में बंधन (सोवियत वैज्ञानिक डी.एन. नासोनोव, वी. हां. अलेक्जेंड्रोव, ए.एस. ट्रोशिन) को बहुत महत्व देता है। पैरानेक्रोसिसऔर क्षति और उत्तेजना के विकृतीकरण सिद्धांत के विकास के लिए (डी.एन. नासोनोव और वी-या. अलेक्जेंड्रोव। 1940), इन प्रक्रियाओं में कटौती के अनुसार प्रोटोप्लाज्म के प्रोटीन की संरचना में प्रतिवर्ती परिवर्तन अग्रणी भूमिका निभाते हैं। नव विकसित साइटोकेमिकल की सहायता से ऊतक विज्ञान पर प्रतिक्रियाएँ। कई एंजाइमों की एक कोशिका में तैयारियों का स्थानीयकरण स्थापित किया गया था। 1934 में शुरुआत, आमेर के काम के लिए धन्यवाद। वैज्ञानिक आर. वेन्सले और एम. हेर, जिन्होंने कोशिकाओं के समरूपीकरण (पीसने) और भिन्नात्मक सेंट्रीफ्यूजेशन की विधि का उपयोग किया, ने कोशिकाओं से अलग-अलग घटकों - नाभिक, क्लोरोप्लास्ट, माइटोकॉन्ड्रिन, माइक्रोसोम को निकालना शुरू किया और उनकी रासायनिक और एंजाइमेटिक संरचना का अध्ययन किया। हालाँकि, सेलुलर संरचनाओं के कार्य को समझने में महत्वपूर्ण प्रगति केवल सी के विकास के आधुनिक काल में - 50 के दशक के बाद ही हासिल की गई थी।

20वीं सदी में रंग के विकास पर बहुत बड़ा प्रभाव पड़ा। 1900 में पुनः खोज हुई मेंडल के नियम.यौन और दैहिक के नाभिक में होने वाली प्रक्रियाओं का अध्ययन। कोशिकाओं ने लक्षणों के वंशानुगत संचरण के अध्ययन में स्थापित तथ्यों की व्याख्या करना और निर्माण करना संभव बना दिया आनुवंशिकता का गुणसूत्र सिद्धांत.कोशिका विज्ञान का अध्ययन. आनुवंशिकता की नींव सी की एक अलग शाखा में अलग हो गई- साइटोजेनेटिक्स।

आधुनिक कोशिका विज्ञान का विकास. साथ 50 के दशक 20 वीं सदी सी. आधुनिक में प्रवेश किया। इसके विकास का चरण. अनुसंधान के नए तरीकों के विकास और संबंधित विषयों की सफलताओं ने कोशिका विज्ञान के तेजी से विकास को गति दी और कोशिका विज्ञान, जैव रसायन, बायोफिज़िक्स और आणविक जीव विज्ञान के बीच स्पष्ट सीमाएं धुंधली हो गईं। एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (इसका रिज़ॉल्यूशन 2-4 ए तक पहुंचता है, एक प्रकाश माइक्रोस्कोप की रिज़ॉल्यूशन सीमा लगभग 2000 ए है) के उपयोग से सबमाइक्रोस्कोपिक का निर्माण हुआ। कोशिका आकृति विज्ञान और परमाणु स्तर पर सेलुलर संरचनाओं के दृश्य अध्ययन को मैक्रोमोलेक्यूल्स के करीब लाया। पहले खोजे गए सेलुलर ऑर्गेनेल और परमाणु संरचनाओं की संरचना के पहले अज्ञात विवरण खोजे गए थे; नए अल्ट्रामाइक्रोस्कोपिक की खोज की कोशिका घटक: प्लास्मैटिक, या सेलुलर, झिल्ली जो कोशिका को पर्यावरण से अलग करती है, एंडोप्लाज्मिक। रेटिकुलम (नेटवर्क), राइबोसोम (जो प्रोटीन संश्लेषण करते हैं), लाइसोसोम (हाइड्रोलाइटिक एंजाइम युक्त), पेरोक्सप्सम (कैटलेज और यूरिकेस एंजाइम युक्त), सूक्ष्मनलिकाएं और माइक्रोफिलामेंट्स (सेलुलर संरचनाओं की गतिशीलता सुनिश्चित करने में I के आकार को बनाए रखने में भूमिका निभाते हैं); वृद्धि में, कोशिकाओं में डिक्टियोसोम पाए गए - गोल्गी कॉम्प्लेक्स के तत्व। सामान्य सेलुलर संरचनाओं के साथ-साथ अल्ट्रामाइक्रोस्कोपिक प्रकाश में आते हैं। विशिष्ट कोशिकाओं में निहित तत्व और विशेषताएं। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी की सहायता से विभिन्न कोशिका घटकों के निर्माण में झिल्ली संरचनाओं का विशेष महत्व दिखाया गया है। सूक्ष्मदर्शी अध्ययनों ने सभी ज्ञात कोशिकाओं (और, तदनुसार, सभी जीवों) को विभाजित करना संभव बना दिया है। 2 समूह: यूकेरियोट्स (सभी बहुकोशिकीय जीवों और एककोशिकीय जानवरों और पौधों की ऊतक कोशिकाएं) और प्रोकैरोट्स (बैक्टीरिया, नीले-हरे शैवाल, एक्टिनोमाइसेट्स और रिकेट्सिया)। प्रोकैरियोट्स - आदिम कोशिकाएँ - एक विशिष्ट नाभिक की अनुपस्थिति में यूकेरियोट्स से भिन्न होती हैं, न्यूक्लियोलस, परमाणु झिल्ली, विशिष्ट गुणसूत्रों, माइटोकॉन्ड्रिया, गोल्गी कॉम्प्लेक्स से रहित होती हैं।

सेलुलर घटकों को अलग करने के तरीकों में सुधार, विश्लेषणात्मक तरीकों का उपयोग। और गतिशील. सी के कार्यों के संबंध में जैव रसायन (रेडियोधर्मी आइसोटोप के साथ लेबल किए गए अग्रदूत, ऑटोरैडियोग्राफी, मात्रा, सीएनटोफोटोमेट्री का उपयोग करके साइटोकैमिस्ट्री, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के लिए साइटोकेमिकल तरीकों का विकास, फ्लोरोसेंट माइक्रोस्कोप के तहत व्यक्तिगत प्रोटीन के स्थानीयकरण का पता लगाने के लिए फ्लोरोक्रोम के साथ लेबल किए गए एंटीबॉडी का उपयोग; कोशिकाओं के न्यूक्लिक एसिड की पहचान करने के लिए रेडियोधर्मी डीएनए और आरएनए के वर्गों और स्मीयरों पर संकरण की विधि, आदि) आईसीएच। कोशिका स्थलाकृति और कार्यात्मक महत्व और जैव रासायनिक का निर्धारण। भूमिकाएँ pl. कोशिका के घटक भाग. इसके लिए जैव रसायन, बायोफिज़िक्स और आणविक जीव विज्ञान में काम के साथ रंगीकरण के क्षेत्र में काम के व्यापक एकीकरण की आवश्यकता थी। आनुवंशिकी के अध्ययन के लिए कोशिकाओं के कार्यों में न केवल नाभिक में, बल्कि साइटोप्लाज्मिक में भी डीएनए की सामग्री की खोज बहुत महत्वपूर्ण थी। कोशिका के तत्व - माइटोकॉन्ड्रिया, क्लोरोप्लास्ट, और उम्र-आंख के आंकड़ों के अनुसार, और बेसल निकायों में। परमाणु और साइटोप्लाज्मिक की भूमिका का आकलन करना। कोशिका के वंशानुगत गुणों को निर्धारित करने में आनुवंशिक उपकरण के परमाणु प्रत्यारोपण का उपयोग किया जाता है एमाइटोकॉन्ड्रिया. संकरण दैहिक. कोशिकाएँ ओटीडी की जीन संरचना का अध्ययन करने के लिए एक आशाजनक तरीका बन जाती हैं। गुणसूत्र (देखें दैहिक कोशिका आनुवंशिकी)।यह स्थापित किया गया है कि कोशिका में और सेलुलर ऑर्गेनेल में पदार्थों का प्रवेश विशेष परिवहन प्रणालियों की सहायता से किया जाता है जो प्रदान करते हैं जैविक झिल्लियों की पारगम्यता.इलेक्ट्रॉन-सूक्ष्मदर्शी, जैवरासायनिक। और आनुवंशिक. अध्ययनों से सहजीवी परिकल्पना के समर्थकों की संख्या में वृद्धि हुई है (देखें)। सहजीवन)माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट की उत्पत्ति, कॉन में आगे रखी गई। 19 वीं सदी

कुल्हाड़ियाँ आधुनिक के कार्य सी. - सूक्ष्मदर्शी का आगे का अध्ययन। और सूक्ष्मदर्शी संरचनाएं और रसायन। कोशिका संगठन; सेलुलर संरचनाओं के कार्य और उनकी परस्पर क्रिया; कोशिका में पदार्थों के प्रवेश के तरीके, कोशिका से उनकी रिहाई और इन प्रक्रियाओं में झिल्लियों की भूमिका; मैक्रोऑर्गेनिज्म की तंत्रिका और विनोदी उत्तेजनाओं और पर्यावरणीय उत्तेजनाओं के प्रति कोशिकाओं की प्रतिक्रियाएं; उत्तेजना की धारणा और संचालन; कोशिकाओं के बीच परस्पर क्रिया; हानिकारक प्रभावों के प्रति कोशिकाओं की प्रतिक्रिया; क्षति की मरम्मत और पर्यावरणीय कारकों और हानिकारक एजेंटों के प्रति अनुकूलन; कोशिकाओं और सेलुलर संरचनाओं का पुनरुत्पादन; मॉर्फोफिजियोलॉजिकल की प्रक्रिया में कोशिका परिवर्तन। विशेषज्ञता (विभेदीकरण); परमाणु और साइटोप्लाज्मिक। आनुवंशिक कोशिका तंत्र, वंशानुगत रोगों में इसके परिवर्तन; वायरस के साथ कोशिकाओं का संबंध; सामान्य कोशिकाओं का कैंसर कोशिकाओं में परिवर्तन (घातक); कोशिका व्यवहार की प्रक्रियाएँ; सेलुलर प्रणाली की उत्पत्ति और विकास. साथ ही सैद्धान्तिक समाधान भी प्रश्न सी. कई महत्वपूर्ण जैविक, शहद के समाधान में भाग लेता है। और एस.-एक्स. समस्या। अनुसंधान की वस्तुओं और विधियों के आधार पर, सी. के कई खंड विकसित होते हैं: साइटोजेनेटिक्स, कैरियो-सिस्टमैटिक्स, साइटोइकोलॉजी, विकिरण सी., ऑन्कोलॉजी। सी., इम्यूनोसाइटोलॉजी, आदि।

ग्रंथ सूची.

1. कैट्सनेल्सन जेड.एस., कोशिका सिद्धांत अपने ऐतिहासिक विकास में, एल., 1963।

2. गाइड टू साइटोलॉजी, खंड 1-2, एम.-एल., 1965-66।

3. महान सोवियत विश्वकोश।

कोशिका विज्ञान के मूल सिद्धांत

कक्ष। कोशिका सिद्धांत।

कक्ष- स्व-प्रजनन में सक्षम सबसे छोटी संरचना। शब्द "सेल" 1665 में आर. हुक द्वारा पेश किया गया था (उन्होंने माइक्रोस्कोप के साथ एक बड़े तने के कट का अध्ययन किया - एक कोर और एक कॉर्क; हालांकि हुक ने खुद कोशिकाओं को नहीं, बल्कि उनके गोले को देखा)। सूक्ष्मदर्शी प्रौद्योगिकी के सुधार ने कोशिका आकृतियों की विविधता, केंद्रक की संरचना की जटिलता, कोशिका विभाजन की प्रक्रिया आदि को प्रकट करना संभव बना दिया। सूक्ष्मदर्शी में एंटनी वैन लीउवेनहॉक द्वारा सुधार किया गया था (उनके सूक्ष्मदर्शी ने 270-300 गुना की वृद्धि दी थी)।

अन्य कोशिका अनुसंधान विधियाँ:

1. विभेदक सेंट्रीफ्यूजेशन- इस तथ्य पर आधारित कि विभिन्न कोशिका संरचनाओं में अलग-अलग घनत्व होते हैं। उपकरण (अल्ट्रासेंट्रीफ्यूज) में बहुत तेजी से घूमने के साथ, बारीक पिसी हुई कोशिकाओं के अंग उनके घनत्व के अनुसार परतों में व्यवस्थित घोल से अवक्षेपित हो जाते हैं। इन परतों को अलग कर उनका अध्ययन किया जाता है।
2. इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी- 20वीं सदी के 30 के दशक से इसका उपयोग किया जा रहा है (जब इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का आविष्कार हुआ था - यह 10 6 गुना तक की वृद्धि देता है); इस पद्धति का उपयोग करके, वे कोशिका की सबसे छोटी संरचनाओं की संरचना का अध्ययन करते हैं। व्यक्तिगत अंगक और झिल्लियाँ।
3. ऑटोरेडियोग्राफ़ी- एक विधि जो आपको रेडियोधर्मी आइसोटोप के साथ लेबल किए गए पदार्थों की कोशिकाओं में स्थानीयकरण का विश्लेषण करने की अनुमति देती है। इस प्रकार पदार्थों के संश्लेषण के स्थल, प्रोटीन की संरचना और अंतःकोशिकीय परिवहन के तरीके प्रकट होते हैं।
4. चरण कंट्रास्ट माइक्रोस्कोपी- पारदर्शी रंगहीन वस्तुओं (जीवित कोशिकाओं) का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाता है। ऐसे माध्यम से गुजरते समय, प्रकाश तरंगें सामग्री की मोटाई और उसके माध्यम से गुजरने वाले प्रकाश की गति द्वारा निर्धारित मात्रा में विस्थापित होती हैं। एक चरण कंट्रास्ट माइक्रोस्कोप इन बदलावों को एक काले और सफेद छवि में परिवर्तित करता है।
5. एक्स-रे विवर्तन विश्लेषण- एक्स-रे की सहायता से कोशिका का अध्ययन।

1838-1839 में। वनस्पतिशास्त्री मैथियास स्लेडेन और शरीर विज्ञानी थियोडोर श्वान ने बनाया कोशिका सिद्धांत. इसका सार यह था कि सभी जीवित जीवों (पौधों और जानवरों) का मुख्य संरचनात्मक तत्व एक कोशिका है।

कोशिका सिद्धांत के मूल प्रावधान:

1. कोशिका एक प्राथमिक जीवित प्रणाली है; जीवों की संरचना, जीवन, प्रजनन और व्यक्तिगत विकास का आधार।
2. शरीर के विभिन्न ऊतकों की कोशिकाएँ और सभी जीवों की कोशिकाएँ संरचना और रासायनिक संरचना में समान होती हैं।
3. नई कोशिकाएँ पहले से मौजूद कोशिकाओं को विभाजित करने से ही उत्पन्न होती हैं।
4. किसी भी बहुकोशिकीय जीव की वृद्धि और विकास एक या अधिक प्रारंभिक कोशिकाओं की वृद्धि और प्रजनन का परिणाम होता है।

कोशिका की आणविक संरचना.

वे रासायनिक तत्व जो कोशिकाएँ बनाते हैं और कोई कार्य करते हैं, कहलाते हैं बायोजेनिक. कोशिका को बनाने वाले तत्वों की सामग्री के अनुसार, उन्हें तीन समूहों में विभाजित किया गया है:

1. मैक्रोन्यूट्रिएंट्स- कोशिका का बड़ा हिस्सा बनाते हैं - 99%। इनमें से 98% 4 तत्वों पर पड़ता है: C, O, H और N। इस समूह में K, Mg, Ca, P, C1, S, Na, Fe भी शामिल हैं।
2. तत्वों का पता लगाना- इनमें मुख्य रूप से आयन शामिल हैं जो एंजाइम, हार्मोन और अन्य पदार्थों का हिस्सा हैं। इनकी सांद्रता 0.001 से 0.000001% (B, Cu, Zn. Br, I, Mo, आदि) तक होती है।
3. Ultramicroelements- उनकी सांद्रता 10 -6% से अधिक नहीं होती है, और शारीरिक भूमिका प्रकट नहीं होती है (एयू, एजी, यू, रा)।

जीवित चीजों के रासायनिक घटकों को विभाजित किया गया है अकार्बनिक(पानी, खनिज लवण) और कार्बनिक(प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, न्यूक्लिक एसिड, विटामिन)।

पानी।कुछ अपवादों (हड्डी और दांतों के इनेमल) को छोड़कर, पानी कोशिकाओं का प्रमुख घटक है - औसतन 75-85%। कोशिका में जल स्वतंत्र एवं बंधी हुई अवस्था में होता है। जल का अणु है द्विध्रुवीय- एक सिरे पर ऋणात्मक आवेश होता है, दूसरे सिरे पर धनात्मक, लेकिन सामान्य तौर पर अणु विद्युत रूप से तटस्थ होता है। पानी में तरल पदार्थों के लिए उच्च ताप क्षमता और अपेक्षाकृत उच्च तापीय चालकता होती है।

पानी का जैविक महत्व: सार्वभौमिक विलायक (ध्रुवीय पदार्थों के लिए, गैर-ध्रुवीय पदार्थ पानी में नहीं घुलते हैं); प्रतिक्रियाओं के लिए वातावरण, प्रतिक्रियाओं में भागीदार (प्रोटीन टूटना), कोशिका के तापीय संतुलन को बनाए रखने में भाग लेता है; प्रकाश संश्लेषण के दौरान ऑक्सीजन और हाइड्रोजन का स्रोत; शरीर में पदार्थों के परिवहन का मुख्य साधन।

आयन और लवण.लवण हड्डियों, सीपियों, सीपियों आदि का भाग होते हैं, अर्थात्। सहायक और सुरक्षात्मक कार्य करते हैं, और खनिज चयापचय में भी भाग लेते हैं। आयन विभिन्न पदार्थों (लौह - हीमोग्लोबिन, क्लोरीन - पेट में हाइड्रोक्लोरिक एसिड, मैग्नीशियम - क्लोरोफिल) का हिस्सा हैं और नियामक और अन्य प्रक्रियाओं के साथ-साथ होमोस्टैसिस को बनाए रखने में शामिल हैं।

गिलहरियाँ।कोशिका में सामग्री के अनुसार, वे कार्बनिक पदार्थों में पहला स्थान रखते हैं। प्रोटीन अमीनो एसिड से बने अनियमित पॉलिमर हैं। प्रोटीन 20 विभिन्न अमीनो एसिड से बने होते हैं। एमिनो एसिड:

NH2-CH-COOH | आर

अमीनो एसिड का कनेक्शन इस प्रकार होता है: एक एसिड का अमीनो समूह दूसरे के कार्बोक्सिल समूह के साथ जुड़ जाता है, और एक पानी का अणु निकलता है। परिणामी कनेक्शन को कहा जाता है पेप्टाइड(एक प्रकार का सहसंयोजक), और यौगिक स्वयं - पेप्टाइड. अनेक अमीनो अम्लों का यौगिक कहलाता है पॉलीपेप्टाइड. यदि किसी प्रोटीन में केवल अमीनो एसिड होते हैं, तो इसे सरल कहा जाता है ( प्रोटीन), यदि इसमें अन्य पदार्थ शामिल हैं, तो जटिल ( प्रोभूजेय).

प्रोटीन के स्थानिक संगठन में 4 संरचनाएँ शामिल हैं:

1. प्राथमिक(रैखिक) - पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला, यानी। सहसंयोजक बंधों से जुड़ी अमीनो एसिड की एक श्रृंखला।
2. माध्यमिक- प्रोटीन धागे को एक सर्पिल में घुमाया जाता है। यह हाइड्रोजन बांड बनाता है।
3. तृतीयक- हेलिक्स आगे कुंडली बनाता है, जिससे एक ग्लोब्यूल (कुंडल) या फ़ाइब्रिल (लम्बी संरचना) बनता है। इसमें हाइड्रोफोबिक और इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन उत्पन्न होते हैं, साथ ही सहसंयोजक डाइसल्फ़ाइड -एस-एस- बांड भी होते हैं।
4. चारों भागों का- कई प्रोटीन मैक्रोमोलेक्यूल्स का एक साथ संबंध।

प्रोटीन संरचना का टूटना कहलाता है विकृतीकरण. यह अपरिवर्तनीय हो सकता है (यदि प्राथमिक संरचना क्षतिग्रस्त है) या प्रतिवर्ती (यदि अन्य संरचनाएं क्षतिग्रस्त हैं)।

प्रोटीन के कार्य:

1. एंजाइमोंजैविक रूप से सक्रिय पदार्थ हैं, वे रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। 2000 से अधिक एंजाइम ज्ञात हैं। एंजाइमों के गुण: कार्रवाई की विशिष्टता (प्रत्येक केवल एक निश्चित पदार्थ - सब्सट्रेट पर कार्य करता है), केवल एक निश्चित वातावरण में गतिविधि (प्रत्येक एंजाइम की अपनी इष्टतम पीएच सीमा होती है) और एक निश्चित तापमान पर (जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, विकृतीकरण की संभावना बढ़ जाती है, इसलिए एंजाइम की गतिविधि कम हो जाती है), कम सामग्री के साथ कार्रवाई की अधिक दक्षता। किसी भी एंजाइम में होता है सक्रिय केंद्र- यह एंजाइम की संरचना में एक विशेष स्थल है, जिससे सब्सट्रेट अणु जुड़ा होता है। वर्तमान में, संरचना के आधार पर, एंजाइमों को दो मुख्य समूहों में विभाजित किया जाता है: पूरी तरह से प्रोटीन एंजाइम और एंजाइम जिसमें दो भाग होते हैं: एपोएंजाइम (प्रोटीन भाग) और कोएंजाइम (गैर-प्रोटीन भाग; यह एक आयन या अणु है जो प्रोटीन भाग से जुड़ता है, एक उत्प्रेरक सक्रिय कॉम्प्लेक्स बनाता है)। कोएंजाइम धातु आयन, विटामिन हैं। कोएंजाइम के बिना एपोएंजाइम कार्य नहीं करता है।
2. नियामक - हार्मोन।
3. परिवहन - हीमोग्लोबिन।
4. सुरक्षात्मक - इम्युनोग्लोबुलिन (एंटीबॉडी)।
5. गति - एक्टिन, मायोसिन।
6. भवन (संरचनात्मक)।
7. ऊर्जा - अत्यंत दुर्लभ, केवल कार्बोहाइड्रेट और लिपिड समाप्त होने के बाद।

कार्बोहाइड्रेट- कार्बनिक पदार्थ, जिसमें सी, ओ और एच शामिल हैं। सामान्य सूत्र: सी एन (एच 2 ओ) एन, जहां एन कम से कम 3 है। इन्हें 3 वर्गों में विभाजित किया गया है: मोनोसैकेराइड, डिसैकराइड (ऑलिगोसैकेराइड) और पॉलीसैकेराइड।

मोनोसैक्राइड(सरल कार्बोहाइड्रेट) - एक अणु से मिलकर बने होते हैं, ये ठोस क्रिस्टलीय पदार्थ होते हैं, पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं, जिनका स्वाद मीठा होता है। राइबोज़और डीऑक्सीराइबोज़(सी 5) - डीएनए और आरएनए का हिस्सा हैं। शर्करा(सी 6 एच 12 ओ 6) - पॉलीसेकेराइड का एक हिस्सा है; कोशिका में ऊर्जा का मुख्य प्राथमिक स्रोत। फ्रुक्टोजऔर गैलेक्टोजग्लूकोज के आइसोमर्स.

oligosaccharides- 2, 3 या 4 मोनोसैकराइड अवशेषों से मिलकर बनता है। सबसे महत्वपूर्ण डिसैक्राइड- इनमें 2 अवशेष शामिल हैं; पानी में अत्यधिक घुलनशील, स्वाद में मीठा। सुक्रोज(सी 12 एच 22 ओ 11) - इसमें ग्लूकोज और फ्रुक्टोज अवशेष होते हैं; पौधों में व्यापक रूप से वितरित। लैक्टोज (दूध चीनी)- ग्लूकोज और गैलेक्टोज से युक्त होता है। युवा स्तनधारियों के लिए ऊर्जा का सबसे महत्वपूर्ण स्रोत। माल्टोस- ग्लूकोज के 2 अणु होते हैं। यह स्टार्च और ग्लाइकोजन का मुख्य संरचनात्मक तत्व है।

पॉलिसैक्राइड- मैक्रोमोलेक्यूलर पदार्थ, जिसमें बड़ी संख्या में मोनोसेकेराइड अवशेष होते हैं। पानी में खराब घुलनशील, कोई मीठा स्वाद नहीं। स्टार्च- इसे दो रूपों द्वारा दर्शाया जाता है: एमाइलोज़ (एक अशाखित श्रृंखला में जुड़े ग्लूकोज अवशेष होते हैं) और एमाइलोपेक्टिन (ग्लूकोज अवशेष, रैखिक और शाखित श्रृंखलाओं से युक्त होते हैं)। ग्लाइकोजन- जानवरों और मशरूम के पॉलीसेकेराइड। इसकी संरचना स्टार्च जैसी होती है, लेकिन अधिक शाखित होती है। फाइबर (सेलूलोज़)- पौधों का मुख्य संरचनात्मक पॉलीसेकेराइड, कोशिका भित्ति का हिस्सा है। यह एक रैखिक बहुलक है।

कार्बोहाइड्रेट के कार्य:

1. ऊर्जा - पूर्ण क्षय के साथ 1 ग्राम 17.6 kJ देता है।
2. संरचनात्मक।
3. समर्थन (पौधों में)।
4. पोषक तत्वों की आपूर्ति (स्टार्च और ग्लाइकोजन)।
5. सुरक्षात्मक - चिपचिपा स्राव (बलगम) कार्बोहाइड्रेट से भरपूर होता है और खोखले अंगों की दीवारों की रक्षा करता है।

लिपिड- वसा और वसा जैसे पदार्थों को मिलाएं - लिपोइड्स. वसाफैटी एसिड और ग्लिसरॉल के एस्टर हैं। फैटी एसिड: पामिटिक, स्टीयरिक (संतृप्त), ओलिक (असंतृप्त)। वनस्पति वसा असंतृप्त अम्लों से भरपूर होती है, इसलिए वे कमरे के तापमान पर गलने योग्य, तरल होते हैं। पशु वसा में मुख्य रूप से संतृप्त एसिड होते हैं, इसलिए वे कमरे के तापमान पर अधिक दुर्दम्य होते हैं - ठोस। सभी वसा पानी में अघुलनशील होते हैं, लेकिन गैर-ध्रुवीय सॉल्वैंट्स में आसानी से घुलनशील होते हैं; गर्मी का खराब संचालन करना। वसा हैं फॉस्फोलिपिड(यह कोशिका झिल्ली का मुख्य घटक है) - इनमें फॉस्फोरिक एसिड का अवशेष शामिल होता है। लिपोइड्स में स्टेरॉयड, वैक्स आदि शामिल हैं।

लिपिड कार्य:

1. संरचनात्मक
2. ऊर्जा - पूर्ण क्षय के साथ 1 ग्राम 38.9 kJ देता है।
3. पोषक तत्व भंडारण (वसा ऊतक)
4. थर्मोरेग्यूलेशन (चमड़े के नीचे की वसा)
5. अंतर्जात जल के आपूर्तिकर्ता - जब 100 ग्राम वसा का ऑक्सीकरण होता है, तो 107 मिलीलीटर पानी निकलता है (ऊंट सिद्धांत)
6. आंतरिक अंगों को क्षति से बचाना
7. हार्मोन (एस्ट्रोजेन, एण्ड्रोजन, स्टेरॉयड हार्मोन)
8. प्रोस्टाग्लैंडिंस नियामक पदार्थ हैं जो संवहनी और चिकनी मांसपेशियों की टोन को बनाए रखते हैं और प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं में शामिल होते हैं।

एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट)।कार्बनिक पदार्थों के टूटने के दौरान निकलने वाली ऊर्जा का उपयोग तुरंत कोशिकाओं में काम के लिए नहीं किया जाता है, बल्कि पहले इसे उच्च-ऊर्जा यौगिक - एटीपी के रूप में संग्रहीत किया जाता है। एटीपी फॉस्फोरिक एसिड, राइबोस (एक मोनोसैकेराइड), और एडेनिन (एक नाइट्रोजनस बेस अवशेष) के तीन अवशेषों से बना है। जब फॉस्फोरिक एसिड का एक अवशेष साफ़ होता है, तो ADP बनता है, और यदि दो अवशेष साफ़ होते हैं, तो AMP बनता है। प्रत्येक अवशेष की दरार प्रतिक्रिया 419 kJ/mol की रिहाई के साथ होती है। एटीपी में इस फॉस्फोरस-ऑक्सीजन बंधन को कहा जाता है मैक्रोर्जिक. एटीपी में दो मैक्रोर्जिक बांड हैं। एटीपी एएमपी से माइटोकॉन्ड्रिया में बनता है, जो पहले एक को जोड़ता है, फिर 419 केजे / मोल ऊर्जा के अवशोषण के साथ दूसरा फॉस्फोरिक एसिड अवशेष (या एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष के अतिरिक्त एडीपी से)।

ऊर्जा-गहन प्रक्रियाओं के उदाहरण: प्रोटीन जैवसंश्लेषण।

न्यूक्लिक एसिड- ये उच्च आणविक भार वाले कार्बनिक यौगिक हैं जो वंशानुगत जानकारी का भंडारण और संचरण प्रदान करते हैं। सबसे पहले इसका वर्णन 19वीं सदी (1869) में स्विस फ्रेडरिक मिशर द्वारा किया गया था। न्यूक्लिक अम्ल दो प्रकार के होते हैं।

डीएनए (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड)

पिंजरे में सामग्री पूरी तरह स्थिर है। यह मुख्य रूप से नाभिक में स्थित होता है (जहां यह डीएनए और दो प्रकार के प्रोटीन से मिलकर गुणसूत्र बनाता है)। डीएनए एक अनियमित बायोपॉलिमर है जिसका मोनोमर एक न्यूक्लियोटाइड है जिसमें नाइट्रोजन बेस, फॉस्फोरिक एसिड अवशेष और डीऑक्सीराइबोज मोनोसैकेराइड होता है। डीएनए में 4 प्रकार के न्यूक्लियोटाइड होते हैं: ए (एडेनिन), टी (थाइमिन), जी (गुआनिन) और सी (साइटोसिन)। ए और जी प्यूरीन बेस हैं, सी और टी पाइरीमिडीन बेस हैं। इसी समय, डीएनए में प्यूरीन आधारों की संख्या पाइरीमिडीन आधारों की संख्या के बराबर होती है, साथ ही ए \u003d टी और सी \u003d जी (चार्गफ का नियम)।

1953 में, जे. वाटसन और एफ. क्रिक ने पाया कि डीएनए अणु एक डबल हेलिक्स है। प्रत्येक हेलिक्स में एक पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला होती है; जंजीरें एक दूसरे के चारों ओर और एक साथ एक सामान्य अक्ष के चारों ओर मुड़ी हुई हैं, हेलिक्स के प्रत्येक मोड़ में 10 जोड़े न्यूक्लियोटाइड होते हैं। जंजीरों को हाइड्रोजन बांड द्वारा एक साथ बांधा जाता है जो आधारों के बीच उत्पन्न होते हैं (ए और टी के बीच - दो, सी और जी के बीच - तीन बांड)। पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएं एक-दूसरे की पूरक होती हैं: एक श्रृंखला में एडेनिन के विपरीत दूसरी श्रृंखला में हमेशा थाइमिन होता है और इसके विपरीत (ए-टी और टी-ए); विपरीत साइटोसिन - गुआनिन (सी-जी और जी-सी)। डीएनए संरचना के इस सिद्धांत को पूरक या संपूरकता का सिद्धांत कहा जाता है।

डीएनए के प्रत्येक स्ट्रैंड का एक विशिष्ट अभिविन्यास होता है। एक डीएनए अणु में दो स्ट्रैंड विपरीत दिशा में स्थित होते हैं, अर्थात। प्रतिसमानांतर

डीएनए का मुख्य कार्य वंशानुगत जानकारी का भंडारण और प्रसारण है।

आरएनए (राइबोन्यूक्लिक एसिड)

1. आई-आरएनए (मैसेंजर आरएनए) - नाभिक और साइटोप्लाज्म में पाया जाता है। इसका कार्य डीएनए से प्रोटीन संश्लेषण स्थल तक प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी स्थानांतरित करना है।
2. टी-आरएनए (ट्रांसफर आरएनए) - मुख्य रूप से कोशिका के साइटोप्लाज्म में। कार्य: प्रोटीन संश्लेषण स्थल तक अमीनो एसिड अणुओं का परिवहन। यह सबसे छोटा आरएनए है।
3. आर-आरएनए (राइबोसोमल आरएनए) - राइबोसोम के निर्माण में शामिल है। यह सबसे बड़ा RNA है.

सेल संरचना।

कोशिका के मुख्य घटक हैं: बाहरी कोशिका झिल्ली, साइटोप्लाज्म और केन्द्रक।

झिल्ली.जैविक झिल्ली की संरचना में ( प्लाज़्मालेम्मा) में लिपिड शामिल हैं जो झिल्ली का आधार बनाते हैं और उच्च आणविक भार प्रोटीन शामिल हैं। लिपिड अणु ध्रुवीय होते हैं और इनमें चार्ज-असर वाले ध्रुवीय हाइड्रोफिलिक हेड और गैर-ध्रुवीय हाइड्रोफोबिक पूंछ (फैटी एसिड) होते हैं। झिल्ली में मुख्य रूप से होते हैं फॉस्फोलिपिड(उनकी संरचना में फॉस्फोरिक एसिड अवशेष है)। झिल्ली प्रोटीन हो सकते हैं सतही, अभिन्न(झिल्ली के माध्यम से घुसना) और अर्ध-अभिन्न(झिल्ली में डूबा हुआ)।

जैविक झिल्ली का आधुनिक मॉडल कहलाता है "सार्वभौमिक द्रव मोज़ेक मॉडल", जिसके अनुसार गोलाकार प्रोटीन एक दोहरी लिपिड परत में डूबे होते हैं, जबकि कुछ प्रोटीन इसके माध्यम से प्रवेश करते हैं, अन्य आंशिक रूप से। ऐसा माना जाता है कि अभिन्न प्रोटीन एम्फीफिलिक होते हैं, उनके गैर-ध्रुवीय क्षेत्र लिपिड बाईलेयर में डूबे होते हैं, और ध्रुवीय क्षेत्र बाहर की ओर निकलते हैं, जिससे एक हाइड्रोफिलिक सतह बनती है।

सबमेम्ब्रेन सेल सिस्टम (सबमेम्ब्रेन कॉम्प्लेक्स)।यह साइटोप्लाज्म का एक विशेष परिधीय हिस्सा है और कोशिका के कार्यशील चयापचय तंत्र और प्लाज्मा झिल्ली के बीच एक सीमा स्थिति रखता है। सतह तंत्र की सबमब्रेन प्रणाली में, दो भागों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: परिधीय hyaloplasm, जहां ट्रांसमेम्ब्रेन परिवहन और रिसेप्शन की प्रक्रियाओं से जुड़े एंजाइमैटिक सिस्टम केंद्रित हैं, और संरचनात्मक रूप से हाड़ पिंजर प्रणाली. मस्कुलोस्केलेटल प्रणाली में माइक्रोफाइब्रिल्स, सूक्ष्मनलिकाएं और कंकाल फाइब्रिलर संरचनाएं होती हैं।

सुप्रामेम्ब्रेन संरचनाएँयूकेरियोटिक कोशिकाओं को दो व्यापक श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है।

1. सुप्रामेम्ब्रेन कॉम्प्लेक्स उचित, या glycocalyx 10-20 एनएम मोटा. इसमें परिधीय झिल्ली प्रोटीन, ग्लाइकोलिपिड्स के कार्बोहाइड्रेट भाग और ग्लाइकोप्रोटीन होते हैं। ग्लाइकोकैलिक्स रिसेप्टर फ़ंक्शन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, कोशिका के "व्यक्तिीकरण" को सुनिश्चित करता है - इसमें ऊतक अनुकूलता रिसेप्टर्स होते हैं।
2. सुपरमेम्ब्रेन संरचनाओं के व्युत्पन्न. इनमें विशिष्ट रासायनिक यौगिक शामिल हैं जो स्वयं कोशिका द्वारा निर्मित नहीं होते हैं। स्तनधारी आंतों के उपकला कोशिकाओं के माइक्रोविली पर उनका सबसे अच्छा अध्ययन किया जाता है। यहां वे आंतों की गुहा से अवशोषित हाइड्रोलाइटिक एंजाइम हैं। निलंबित अवस्था से स्थिर अवस्था में उनका संक्रमण गुणात्मक रूप से भिन्न प्रकार के पाचन, तथाकथित पार्श्विका पाचन का आधार बनाता है। उत्तरार्द्ध, इसके सार में, गुहा और इंट्रासेल्युलर के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति रखता है।

जैविक झिल्ली के कार्य:

1. रुकावट;
2. रिसेप्टर;
3. कोशिका अंतःक्रिया;
4. कोशिका के आकार को बनाए रखना;
5. एंजाइमेटिक गतिविधि;
6. कोशिका के अंदर और बाहर पदार्थों का परिवहन।

झिल्ली परिवहन:

1. सूक्ष्म अणुओं के लिए. सक्रिय एवं निष्क्रिय परिवहन के बीच अंतर बताइये।

   को निष्क्रियपरासरण, प्रसार, निस्पंदन शामिल हैं। प्रसार- किसी पदार्थ का कम सांद्रता की ओर परिवहन। असमस- उच्च सांद्रता वाले घोल की ओर पानी की गति। निष्क्रिय परिवहन की सहायता से जल एवं वसा में घुलनशील पदार्थ गति करते हैं।

   को सक्रियपरिवहन में शामिल हैं: वाहक एंजाइमों और आयन पंपों की भागीदारी के साथ पदार्थों का स्थानांतरण। वाहक एंजाइम स्थानांतरित पदार्थ को बांधता है और उसे कोशिका में "खींचता" है। आयन पंप के तंत्र को ऑपरेशन के उदाहरण पर माना जाता है पोटेशियम-सोडियम पंप: इसके संचालन के दौरान, प्रत्येक दो K+ के लिए सेल से तीन Na+ को सेल में स्थानांतरित किया जाता है। पंप चैनल खोलने और बंद करने के सिद्धांत पर काम करता है और, इसकी रासायनिक प्रकृति से, एक प्रोटीन-एंजाइम है (एटीपी को तोड़ता है)। प्रोटीन सोडियम आयनों से जुड़ता है, अपना आकार बदलता है और सोडियम आयनों के पारित होने के लिए इसके अंदर एक चैनल बनता है। इन आयनों से गुजरने के बाद, प्रोटीन फिर से आकार बदलता है और एक चैनल खुलता है जिसके माध्यम से पोटेशियम आयन गुजरते हैं। सभी प्रक्रियाएँ ऊर्जा पर निर्भर हैं।

   सक्रिय परिवहन और निष्क्रिय परिवहन के बीच मूलभूत अंतर यह है कि यह ऊर्जा लागत के साथ आता है, जबकि निष्क्रिय परिवहन में ऐसा नहीं होता है।

2. मैक्रोमोलेक्यूल्स के लिए. पदार्थों की कोशिका झिल्ली द्वारा सक्रिय कब्जा की मदद से होता है: फागोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस। phagocytosis- कोशिका द्वारा बड़े कणों को पकड़ना और अवशोषण (उदाहरण के लिए, मानव शरीर के मैक्रोफेज द्वारा रोगजनक सूक्ष्मजीवों का विनाश)। सबसे पहले आई.आई. द्वारा वर्णित। मेच्निकोव। पिनोसाइटोसिस- इसमें घुले पदार्थों के साथ तरल बूंदों को कोशिका द्वारा पकड़ने और अवशोषित करने की प्रक्रिया। दोनों प्रक्रियाएं एक समान सिद्धांत के अनुसार होती हैं: कोशिका की सतह पर, पदार्थ रिक्तिका के रूप में एक झिल्ली से घिरा होता है, जो अंदर की ओर बढ़ता है। दोनों प्रक्रियाएं ऊर्जा खपत से जुड़ी हैं।

कोशिकाद्रव्य।साइटोप्लाज्म में, मुख्य पदार्थ (हाइलोप्लाज्म, मैट्रिक्स), ऑर्गेनेल (ऑर्गेनेल) और समावेशन को प्रतिष्ठित किया जाता है।

आधार पदार्थप्लाज़्मालेम्मा, परमाणु झिल्ली और अन्य इंट्रासेल्युलर संरचनाओं के बीच की जगह को भरता है। यह कोशिका का आंतरिक वातावरण बनाता है, जो सभी अंतःकोशिकीय संरचनाओं को एकजुट करता है और एक दूसरे के साथ उनकी बातचीत सुनिश्चित करता है। साइटोप्लाज्म एक कोलाइड की तरह व्यवहार करता है जो जेल अवस्था से सोल और इसके विपरीत में बदलने में सक्षम है। प- यह पदार्थ की एक ऐसी अवस्था है जो कम चिपचिपाहट और माइक्रोफिलामेंट्स के बीच क्रॉसलिंक से रहित होती है। जेल- यह पदार्थ की एक ऐसी अवस्था है जो उच्च चिपचिपाहट और माइक्रोफिलामेंट्स के बीच बांड की उपस्थिति की विशेषता है। साइटोप्लाज्म या एक्टोप्लाज्म की बाहरी परत का घनत्व अधिक होता है और यह कणिकाओं से रहित होती है। मैट्रिक्स में होने वाली प्रक्रियाओं के उदाहरण: ग्लाइकोलिसिस, मोनोमर्स में पदार्थों का अपघटन।

अंगों- साइटोप्लाज्म की संरचनाएं जो कोशिका में विशिष्ट कार्य करती हैं।

अंगक हैं:

1. झिल्ली (एक- और दो-झिल्ली (माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड)) और गैर-झिल्ली।
2. सामान्य और विशेष महत्व के अंग। पूर्व में शामिल हैं: ईआर, गोल्गी तंत्र, माइटोकॉन्ड्रिया, राइबोसोम और पॉलीसोम, लाइसोसोम, कोशिका केंद्र, सूक्ष्म शरीर, सूक्ष्मनलिकाएं, माइक्रोफिलामेंट्स। विशेष प्रयोजन अंगक (कोशिकाओं में मौजूद जो विशेष कार्य करते हैं): सिलिया और फ्लैगेल्ला (कोशिका गति), माइक्रोविली, सिनैप्टिक वेसिकल्स, मायोफिब्रिल्स।

ऑर्गेनॉइड	संरचना	कार्य
झिल्ली
ईपीएस	विभिन्न आकृतियों और आकारों की परस्पर जुड़ी नलिकाओं और गुहाओं की एक प्रणाली। परमाणु झिल्ली के साथ एक सतत संरचना बनाता है। यह दो प्रकार के होते हैं: चिकने और दानेदार या खुरदरे (इस पर राइबोसोम होते हैं)	प्रोटीन का संश्लेषण और अंतःकोशिकीय परिवहन (मोटा); लिपिड और कार्बोहाइड्रेट का संश्लेषण और टूटना (चिकना)
गोल्गी उपकरण (लैमेलर कॉम्प्लेक्स)	एक ढेर में खड़ी गुहाओं से मिलकर बनता है। गुहाओं के सिरों पर बुलबुले बन सकते हैं, जो उनसे अलग हो जाते हैं	मैक्रोमोलेक्यूल्स की छँटाई और पैकिंग, पदार्थों का परिवहन, लाइसोसोम के निर्माण में भागीदारी
लाइसोसोम	ये 5 माइक्रोन व्यास वाले पुटिकाएं हैं जिनमें हाइड्रोलाइटिक एंजाइम होते हैं	कार्बनिक पदार्थ, पुराने कोशिका भागों, संपूर्ण कोशिकाओं और यहां तक ​​कि व्यक्तिगत अंगों (टैडपोल पूंछ) का टूटना
रिक्तिका	केवल पौधों में (कोशिका आयतन का 90% तक)। कोशिका के केंद्र में कोशिका रस से भरी बड़ी गुहा	पानी का भंडार और उसमें घुले पदार्थ, रंग, कोशिका का आंतरिक (टगर) दबाव
माइटोकॉन्ड्रिया	छड़ी के आकार का, फिलामेंटस या गोलाकार कोशिकांग एक दोहरी झिल्ली के साथ - बाहरी चिकनी और कई प्रकोपों ​​​​(क्रिस्टे) के साथ आंतरिक। झिल्लियों के बीच एक जगह होती है। एंजाइम आंतरिक झिल्ली पर स्थित होते हैं। अंदर मैट्रिक्स नामक एक पदार्थ होता है, जिसमें डीएनए, आरएनए और माइटोकॉन्ड्रियल राइबोसोम होते हैं।	कोशिका के ऊर्जा चयापचय में भाग लें
प्लास्टिड	केवल पौधों में. ल्यूकोप्लास्ट (रंगहीन) सूर्य के प्रकाश से छिपे पौधों के अंगों में आम हैं। क्लोरोप्लास्ट (हरा) में दो झिल्ली होती हैं, अंदर एक मैट्रिक्स होता है। आंतरिक झिल्ली अच्छी तरह से विकसित होती है, जिसमें सिलवटें होती हैं, जिनके बीच पुटिकाएं होती हैं - थायलाकोइड्स। कुछ थायलाकोइड्स को ग्रैना नामक समूहों में रखा जाता है। क्रोमोप्लास्ट (पीला-नारंगी) रंगीन अंगों - पंखुड़ियों, फलों, जड़ों और शरद ऋतु के पत्तों में पाए जाते हैं। आंतरिक झिल्ली आमतौर पर अनुपस्थित होती है	प्रकाश संश्लेषण, रंग, पदार्थों का भंडार
गैर झिल्ली
कोशिका केंद्र	जानवरों और निचले पौधों में पाया जाता है; उच्च पौधों में अनुपस्थित। 2 सेंट्रीओल्स और सूक्ष्मनलिकाएं से मिलकर बनता है	कोशिका साइटोस्केलेटन का संगठन; कोशिका विभाजन में भागीदारी (एक विभाजन धुरी का निर्माण)
राइबोसोम और पॉलीसोम	वे गोलाकार संरचनाएँ हैं। 2 उपइकाइयों से मिलकर बनता है - बड़ी और छोटी। आरआरएनए शामिल है। वे ईपीएस पर या साइटोप्लाज्म में स्वतंत्र रूप से स्थित होते हैं। पॉलीसोम एक संरचना है जिसमें एक एमआरएनए और उस पर स्थित कई राइबोसोम होते हैं।	प्रोटीन संश्लेषण
हाड़ पिंजर प्रणाली	कोशिका के साइटोस्केलेटन का निर्माण करता है। इसमें माइक्रोबॉडीज, माइक्रोट्यूब्यूल्स, माइक्रोफिलामेंट्स शामिल हैं। माइक्रोफिलामेंट्स गोलाकार एक्टिन प्रोटीन अणुओं से बने होते हैं। सूक्ष्मनलिकाएं खोखले प्रोटीन सिलेंडर होते हैं जो सिलियम या फ्लैगेलम में पाए जाते हैं।	कोशिकाओं का आकार निर्धारित करना, कोशिका गति में भाग लेना, कार्य का समर्थन करना

सेल समावेशन- ये गैर-स्थायी संरचनाएं हैं, जो या तो कोशिका जीवन की प्रक्रिया में उत्पन्न होती हैं या गायब हो जाती हैं, अर्थात। सेलुलर चयापचय के उत्पाद हैं। अधिकतर वे साइटोप्लाज्म में पाए जाते हैं, कम अक्सर ऑर्गेनेल या नाभिक में। समावेशन मुख्य रूप से कणिकाओं (पॉलीसेकेराइड: जानवरों में ग्लाइकोजन, पौधों में स्टार्च; कम अक्सर प्रोटीन - अंडों के साइटोप्लाज्म में), बूंदों (लिपिड) और क्रिस्टल (कैल्शियम ऑक्सालेट) द्वारा दर्शाए जाते हैं। कोशिका समावेशन में कुछ रंगद्रव्य भी शामिल हैं - पीला और भूरा लिपोफ़सिन (कोशिका उम्र बढ़ने के दौरान जमा होता है), रेटिनिन (दृश्य वर्णक का हिस्सा), हीमोग्लोबिन, मेलेनिन, आदि।

मुख्य।केन्द्रक का मुख्य कार्य वंशानुगत जानकारी का भंडारण है। केन्द्रक के घटक हैं- केन्द्रक झिल्ली, न्यूक्लियोप्लाज्म (परमाणु रस), न्यूक्लियोलस (एक या दो), क्रोमेटिन के गुच्छे (गुणसूत्र)। यूकेरियोटिक कोशिका की परमाणु झिल्ली वंशानुगत सामग्री (गुणसूत्र) को साइटोप्लाज्म से अलग करती है, जिसमें विभिन्न चयापचय प्रतिक्रियाएं होती हैं। परमाणु आवरण में 2 जैविक झिल्लियाँ होती हैं। निश्चित अंतराल पर, दोनों झिल्लियाँ एक-दूसरे में विलीन हो जाती हैं, जिससे निर्माण होता है छिद्रपरमाणु झिल्ली में छेद होते हैं। इनके माध्यम से साइटोप्लाज्म के साथ चयापचय होता है।

आधार न्यूक्लियोप्लाज्मफ़ाइब्रिलर सहित प्रोटीन बनाते हैं। इसमें न्यूक्लिक एसिड और राइबोसोम के संश्लेषण के लिए आवश्यक एंजाइम होते हैं। परमाणु रस में आरएनए भी होता है।

उपकेन्द्रक- यह राइबोसोम के संयोजन का स्थान है, ये केन्द्रक की अस्थाई संरचनाएँ हैं। वे कोशिका विभाजन की शुरुआत में गायब हो जाते हैं और इसके अंत में फिर से प्रकट होते हैं। न्यूक्लियोलस में, एक अनाकार भाग और एक न्यूक्लियोलर फिलामेंट प्रतिष्ठित होते हैं। दोनों घटक फिलामेंट्स और कणिकाओं से निर्मित होते हैं, जिनमें प्रोटीन और आरएनए होते हैं।

गुणसूत्र.क्रोमोसोम दो प्रकार के प्रोटीन से घिरे डीएनए से बने होते हैं: हिस्टोन(मुख्य) और नॉनहिस्टोन(खट्टा)। गुणसूत्र दो संरचनात्मक और कार्यात्मक अवस्थाओं में हो सकते हैं: सर्पिलीकृतऔर निराश्रित. आंशिक या पूर्णतः विसंघनित (निराशीकृत) अवस्था को कार्यशील अवस्था कहा जाता है, क्योंकि इस अवस्था में, प्रतिलेखन और दोहराव की प्रक्रियाएँ होती हैं। निष्क्रिय अवस्था - अपने अधिकतम संघनन पर चयापचय आराम की स्थिति में, जब वे बेटी कोशिकाओं में आनुवंशिक सामग्री के वितरण और हस्तांतरण का कार्य करते हैं।

में interphaseगुणसूत्रों को पतले धागों की एक गेंद द्वारा दर्शाया जाता है, जिन्हें केवल एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत ही पहचाना जा सकता है। विभाजन के दौरान, गुणसूत्र छोटे और मोटे हो जाते हैं, वे सर्पिलाकार हो जाते हैं और माइक्रोस्कोप के नीचे स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं (मेटाफ़ेज़ चरण में सबसे अच्छा)। इस समय, गुणसूत्रों में प्राथमिक संकुचन से जुड़े दो क्रोमैटिड होते हैं, जो प्रत्येक क्रोमैटिड को दो वर्गों - कंधों में विभाजित करता है।

प्राथमिक संकुचन के स्थान के अनुसार, कई प्रकार के गुणसूत्र प्रतिष्ठित होते हैं:

1. मेटासेंट्रिकया समान भुजाएँ (गुणसूत्र की दोनों भुजाओं की लंबाई समान होती है);
2. सबमेटासेंट्रिकया असमान भुजाएँ (गुणसूत्र की भुजाएँ आकार में कुछ भिन्न होती हैं);
3. अग्रकेंद्रिक(एक हाथ बहुत छोटा है).

कोशिका चयापचय.

यह जीवित चीजों के मूल गुणों में से एक है। चयापचय इस तथ्य के कारण संभव है कि जीवित जीव खुली प्रणाली हैं, अर्थात। जीव और पर्यावरण के बीच पदार्थ और ऊर्जा का निरंतर आदान-प्रदान होता रहता है। चयापचय सभी अंगों, ऊतकों और कोशिकाओं में होता है, जिससे साइटोप्लाज्म की रूपात्मक संरचनाओं और रासायनिक संरचना का आत्म-नवीकरण होता है।

चयापचय में दो प्रक्रियाएँ होती हैं: आत्मसात (या प्लास्टिक विनिमय) और प्रसार (या ऊर्जा विनिमय)। मिलाना(प्लास्टिक एक्सचेंज) - जीवित जीवों में होने वाली सभी जैवसंश्लेषण प्रक्रियाओं की समग्रता। भेद(ऊर्जा चयापचय) - जीवित जीवों में होने वाली ऊर्जा की रिहाई के साथ जटिल पदार्थों के सरल पदार्थों में अपघटन की सभी प्रक्रियाओं की समग्रता।

आत्मसात करने की विधि के अनुसार और उपयोग की गई ऊर्जा के प्रकार और प्रारंभिक सामग्रियों के आधार पर, जीवों को ऑटोट्रॉफ़्स (प्रकाश संश्लेषक और रसायन संश्लेषक) और हेटरोट्रॉफ़्स में विभाजित किया जाता है। स्वपोषक- ये ऐसे जीव हैं जो स्वतंत्र रूप से कार्बनिक पदार्थों का संश्लेषण करते हैं, इसके लिए सूर्य की ऊर्जा का उपयोग करते हैं ( फोटोऑटोट्रॉफ़्स) या अकार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण की ऊर्जा ( कीमोआटोट्रॉफ़्स). स्वपोषी में पौधे, जीवाणु, नीला-हरा शामिल हैं। विषमपोषणजों- ये ऐसे जीव हैं जो भोजन के साथ-साथ तैयार कार्बनिक पदार्थ भी प्राप्त करते हैं। इनमें जानवर, कवक, बैक्टीरिया शामिल हैं।

पदार्थों के संचलन में ऑटोट्रॉफ़ की भूमिका बहुत बड़ी है: 1) वे सूर्य की ऊर्जा को कार्बनिक पदार्थों के रासायनिक बंधों की ऊर्जा में बदल देते हैं, जिसका उपयोग हमारे ग्रह पर अन्य सभी जीवित प्राणियों द्वारा किया जाता है; 2) वायुमंडल को ऑक्सीजन (फोटोऑटोट्रॉफ़्स) से संतृप्त करें, जो अधिकांश हेटरोट्रॉफ़्स के लिए कार्बनिक पदार्थों को ऑक्सीकरण करके ऊर्जा प्राप्त करने के लिए आवश्यक है। हेटरोट्रॉफ़्स पदार्थों के चक्र में भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं: वे ऑटोट्रॉफ़्स द्वारा उपयोग किए जाने वाले अकार्बनिक पदार्थ (कार्बन डाइऑक्साइड और पानी) छोड़ते हैं।

विच्छेदन।सभी हेटरोट्रॉफ़िक जीव रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप ऊर्जा प्राप्त करते हैं, अर्थात। वे जिनमें इलेक्ट्रॉनों को इलेक्ट्रॉन दाताओं-रिडक्टर्स से इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता - ऑक्सीडाइज़र में स्थानांतरित किया जाता है।

ऊर्जा विनिमय एरोबिक जीवइसमें तीन चरण होते हैं:

1. PREPARATORY, जो लाइसोसोम एंजाइमों की क्रिया के तहत जठरांत्र पथ या कोशिका में गुजरता है। इस चरण के दौरान, सभी बायोपॉलिमर मोनोमर्स में विघटित हो जाते हैं: प्रोटीन पहले पेप्टाइड्स में विघटित होते हैं, फिर अमीनो एसिड में; वसा - ग्लिसरॉल और फैटी एसिड के लिए; कार्बोहाइड्रेट - मोनोसेकेराइड्स (ग्लूकोज और उसके आइसोमर्स के लिए)।
2. ऑक्सीजन में कमी(या अवायवीय), जो साइटोप्लाज्म के मैट्रिक्स में होता है। इस चरण को कहा जाता है ग्लाइकोलाइसिस. एंजाइमों की कार्रवाई के तहत, ग्लूकोज दो पीवीसी अणुओं में टूट जाता है। इस स्थिति में, 4 H परमाणु निकलते हैं, जिन्हें NAD+ (निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड) नामक पदार्थ द्वारा स्वीकार किया जाता है। उसी समय, NAD + को NAD * H में पुनर्स्थापित किया जाता है (यह संग्रहीत ऊर्जा बाद में ATP संश्लेषण के लिए उपयोग की जाएगी)। साथ ही ग्लूकोज के टूटने से ADP से 4 ATP अणु बनते हैं। साथ ही, ग्लाइकोलाइसिस की रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान 2 एटीपी अणुओं की खपत होती है, इसलिए ग्लाइकोलाइसिस के बाद कुल एटीपी उपज 2 एटीपी अणु होती है।
3. ऑक्सीजनजो माइटोकॉन्ड्रिया में होता है। पीवीसी के दो अणु एंजाइमेटिक रिंग "कन्वेयर" में प्रवेश करते हैं, जिसे क्रेब्स चक्र या ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र कहा जाता है। इस चक्र के सभी एंजाइम माइटोकॉन्ड्रिया में स्थित होते हैं।

एक बार माइटोकॉन्ड्रिया में, पीवीसी ऑक्सीकृत हो जाता है और एक ऊर्जा-समृद्ध पदार्थ में परिवर्तित हो जाता है - एसिटाइल कोएंजाइम ए(यह एसिटिक एसिड का व्युत्पन्न है)। इसके अलावा, यह पदार्थ पाइक के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे साइट्रिक एसिड (साइट्रेट), कोएंजाइम ए, प्रोटॉन (एनएडी + द्वारा स्वीकृत, जो एनएडी * एच में बदल जाता है) और कार्बन डाइऑक्साइड बनता है। इसके बाद, साइट्रिक एसिड ऑक्सीकृत हो जाता है और फिर से पीईए में बदल जाता है, जो एसिटाइल कोएंजाइम ए के एक नए अणु के साथ प्रतिक्रिया करता है, और पूरा चक्र नए सिरे से दोहराया जाता है। इस प्रक्रिया के दौरान, ऊर्जा एटीपी और एनएडी*एच के रूप में संग्रहीत होती है।

अगला चरण एनएडी * एच में संग्रहीत ऊर्जा को एटीपी बांड की ऊर्जा में परिवर्तित करना है। इस प्रक्रिया के दौरान, NAD*H से इलेक्ट्रॉन एक बहु-चरणीय इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के साथ अंतिम स्वीकर्ता, आणविक ऑक्सीजन की ओर बढ़ते हैं। जब इलेक्ट्रॉन एक चरण से दूसरे चरण में जाते हैं, तो ऊर्जा निकलती है, जिसका उपयोग एडीपी को एटीपी में बदलने के लिए किया जाता है। चूँकि इस प्रक्रिया में ऑक्सीकरण फास्फारिलीकरण से जुड़ा होता है, इसलिए पूरी प्रक्रिया कहलाती है ऑक्सीडेटिव फाृॉस्फॉरिलेशन(इस प्रक्रिया की खोज रूसी वैज्ञानिक वी.ए. एंगेलहार्ट ने की थी; यह माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली पर होती है)। इस प्रक्रिया के अंत में पानी बनता है। ऑक्सीजन चरण के दौरान, 36 एटीपी अणु बनते हैं।

इस प्रकार, ग्लूकोज के टूटने के अंतिम उत्पाद कार्बन डाइऑक्साइड और पानी हैं। एक ग्लूकोज अणु के पूर्ण रूप से टूटने पर 38 एटीपी अणु निकलते हैं। कोशिका में ऑक्सीजन की कमी के साथ, लैक्टिक एसिड के निर्माण के साथ ग्लूकोज का ऑक्सीकरण होता है (उदाहरण के लिए, गहन मांसपेशियों के काम के साथ - दौड़ना, आदि)। परिणामस्वरूप, केवल दो एटीपी अणु बनते हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि न केवल ग्लूकोज अणु ऊर्जा स्रोत के रूप में काम कर सकते हैं। कोशिका में फैटी एसिड भी एसिटाइल कोएंजाइम ए में ऑक्सीकृत हो जाते हैं, जो क्रेब्स चक्र में प्रवेश करता है; उसी समय, NAD + को NAD * H में बहाल किया जाता है, जो ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण में शामिल होता है। कोशिका में ग्लूकोज और फैटी एसिड की तीव्र कमी के साथ, कई अमीनो एसिड ऑक्सीकरण से गुजरते हैं। वे क्रेब्स चक्र में शामिल एसिटाइल कोएंजाइम ए या कार्बनिक अम्ल भी बनाते हैं।

पर अवायवीय प्रसार विधिकोई ऑक्सीजन चरण नहीं है, और अवायवीय जीवों में ऊर्जा चयापचय को "किण्वन" कहा जाता है। किण्वन के दौरान विघटन के अंतिम उत्पाद लैक्टिक एसिड (लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया) या एथिल अल्कोहल (खमीर) होते हैं। इस प्रकार के चयापचय के साथ, एक ग्लूकोज अणु से 2 एटीपी अणु निकलते हैं।

इस प्रकार, एरोबिक श्वसन अवायवीय श्वसन की तुलना में लगभग 20 गुना अधिक ऊर्जावान रूप से फायदेमंद है।

प्रकाश संश्लेषण.पृथ्वी पर जीवन पूरी तरह से पौधों के प्रकाश संश्लेषण पर निर्भर है, जो सभी जीवों को कार्बनिक पदार्थ और O2 की आपूर्ति करता है। प्रकाश संश्लेषण प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक बंधन ऊर्जा में परिवर्तित करता है।

प्रकाश संश्लेषण- यह सौर ऊर्जा की भागीदारी से अकार्बनिक से कार्बनिक पदार्थों का निर्माण है। इस प्रक्रिया की खोज के.ए. ने की थी। 19वीं सदी में तिमिर्याज़ेव। कुल प्रकाश संश्लेषण समीकरण: 6CO 2 + 6H 2 O = C 6 H 12 O 6 + 6O 2।

प्रकाश संश्लेषण उन पौधों में किया जाता है जिनमें प्लास्टिड होते हैं - क्लोरोप्लास्ट. क्लोरोप्लास्ट में दो झिल्ली होती हैं, अंदर - एक मैट्रिक्स। उनके पास एक अच्छी तरह से विकसित आंतरिक झिल्ली होती है, जिसमें सिलवटें होती हैं, जिनके बीच बुलबुले होते हैं - थायलाकोइड्स. कुछ थायलाकोइड्स को समूहों में रखा जाता है जिन्हें कहा जाता है अनाज. ग्रेना में सभी प्रकाश संश्लेषक संरचनाएँ होती हैं; थायलाकोइड्स के आसपास के स्ट्रोमा में ऐसे एंजाइम होते हैं जो कार्बन डाइऑक्साइड को ग्लूकोज में कम करते हैं। क्लोरोप्लास्ट का मुख्य वर्णक है क्लोरोफिल, संरचना में मानव हेम के समान। क्लोरोफिल में एक मैग्नीशियम परमाणु होता है। क्लोरोफिल स्पेक्ट्रम की नीली और लाल किरणों को अवशोषित करता है और हरी किरणों को परावर्तित करता है। अन्य रंगद्रव्य भी मौजूद हो सकते हैं: पीला कैरोटीनॉयड और लाल या नीला फ़ाइकोबिलिन। कैरोटीनॉयड क्लोरोफिल द्वारा छिपाए जाते हैं; वे अन्य पिगमेंट के लिए उपलब्ध नहीं होने वाले प्रकाश को अवशोषित करते हैं और इसे क्लोरोफिल में स्थानांतरित करते हैं।

क्लोरोप्लास्ट में अलग-अलग संरचना और संरचना के दो फोटोसिस्टम होते हैं: फोटोसिस्टम I और II। फोटोसिस्टम I में एक प्रतिक्रिया केंद्र है, जो एक विशिष्ट प्रोटीन के साथ जटिल क्लोरोफिल अणु है। यह कॉम्प्लेक्स 700 एनएम की तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश को अवशोषित करता है (यही कारण है कि इसे P700 फोटोकैमिकल केंद्र कहा जाता है)। फोटोसिस्टम II में एक प्रतिक्रिया केंद्र, फोटोकैमिकल केंद्र P680 भी है।

प्रकाश संश्लेषण के दो चरण होते हैं: प्रकाश और अंधकार।

प्रकाश मंच.प्रकाश की ऊर्जा क्लोरोफिल द्वारा अवशोषित की जाती है और इसे उत्तेजित अवस्था में लाती है। P700 फोटोकैमिकल केंद्र में एक इलेक्ट्रॉन प्रकाश को अवशोषित करता है, उच्च ऊर्जा स्तर पर जाता है और NADP + (निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड फॉस्फेट) में स्थानांतरित हो जाता है, जिससे यह NADP*H में कम हो जाता है। फोटोसिस्टम I के क्लोरोफिल अणु में, "छेद" बने रहते हैं - इलेक्ट्रॉनों के लिए खाली स्थान। ये "छेद" फोटोसिस्टम II से आने वाले इलेक्ट्रॉनों से भरे हुए हैं। प्रकाश की क्रिया के तहत, फोटोकैमिकल केंद्र P680 में क्लोरोफिल इलेक्ट्रॉन भी उत्तेजित अवस्था में प्रवेश करता है और इलेक्ट्रॉन वाहक श्रृंखला के साथ चलना शुरू कर देता है। अंततः, यह इलेक्ट्रॉन फोटोसिस्टम I में आता है, और इसमें खाली स्थानों को भरता है। इस मामले में, इलेक्ट्रॉन एडीपी से एटीपी के निर्माण पर खर्च होने वाली ऊर्जा का कुछ हिस्सा खो देता है।

क्लोरोप्लास्ट में भी सूर्य के प्रकाश के प्रभाव में पानी टूट जाता है - photolysis, जिस पर इलेक्ट्रॉन बनते हैं (वे फोटोसिस्टम II में प्रवेश करते हैं और वाहक श्रृंखला में गए इलेक्ट्रॉनों की जगह लेते हैं), प्रोटॉन (एनएडीपी + स्वीकार किए जाते हैं) और ऑक्सीजन (उप-उत्पाद के रूप में):

2H 2 O = 4H + + 4e - + O 2

इस प्रकार, प्रकाश चरण के परिणामस्वरूप, ऊर्जा एटीपी और एनएडीपी * एच के रूप में जमा होती है, साथ ही ऑक्सीजन का निर्माण भी होता है।

अंधकारमय अवस्था.प्रकाश की आवश्यकता नहीं है. एक कार्बन डाइऑक्साइड अणु एंजाइमों की मदद से 1,5 राइबुलोज डाइफॉस्फेट (यह राइबोज का व्युत्पन्न है) के साथ प्रतिक्रिया करता है। एक मध्यवर्ती यौगिक C 6 बनता है, जो पानी द्वारा फॉस्फोग्लिसरिक एसिड (C 3) के दो अणुओं में विघटित हो जाता है। इन पदार्थों से, फ्रुक्टोज को जटिल प्रतिक्रियाओं के माध्यम से संश्लेषित किया जाता है, जिसे बाद में ग्लूकोज में बदल दिया जाता है। इन प्रतिक्रियाओं के लिए 18 एटीपी अणुओं और 12 एनएडीपी*एच अणुओं की आवश्यकता होती है। पौधे ग्लूकोज से स्टार्च और सेलूलोज़ का उत्पादन करते हैं। CO2 का स्थिरीकरण एवं कार्बोहाइड्रेट में रूपांतरण चक्रीय होता है और कहलाता है केल्विन चक्र.

कृषि के लिए प्रकाश संश्लेषण का महत्व बहुत अधिक है - फसल की उपज इस पर निर्भर करती है। प्रकाश संश्लेषण में, पौधा केवल 1-2% सौर ऊर्जा का उपयोग करता है, इसलिए उच्च प्रकाश संश्लेषक दक्षता वाली किस्मों के चयन के माध्यम से पैदावार बढ़ाने की एक बड़ी संभावना है। प्रकाश संश्लेषण की दक्षता बढ़ाने के लिए, निम्नलिखित का उपयोग किया जाता है: ग्रीनहाउस में कृत्रिम प्रकाश (बादल वाले दिनों में या वसंत और शरद ऋतु में फ्लोरोसेंट लैंप के साथ अतिरिक्त रोशनी); खेती वाले पौधों की छाया की कमी, पौधों के बीच आवश्यक दूरी का पालन आदि।

chemosynthesis. यह अकार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण से प्राप्त ऊर्जा का उपयोग करके अकार्बनिक पदार्थों से कार्बनिक पदार्थों के निर्माण की प्रक्रिया है। यह ऊर्जा एटीपी के रूप में संग्रहित होती है। केमोसिंथेसिस की खोज रूसी सूक्ष्म जीवविज्ञानी एस.एन. ने की थी। 19वीं सदी में विनोग्रैडस्की (1889-1890)। यह प्रक्रिया बैक्टीरिया में संभव है: सल्फर बैक्टीरिया (हाइड्रोजन सल्फाइड को सल्फर और यहां तक ​​कि सल्फ्यूरिक एसिड में ऑक्सीकरण करते हैं); नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया (अमोनिया को नाइट्रिक एसिड में ऑक्सीकृत करते हैं)।

डी एन ए की नकल(डीएनए का दोगुना होना)। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, डीएनए के दो दोहरे हेलिक्स बनते हैं, जो मूल (मातृ) हेलिक्स से भिन्न नहीं होते हैं। सबसे पहले, एक विशेष एंजाइम (हेलिकेज़) की मदद से, प्रतिकृति की उत्पत्ति के बिंदुओं पर डीएनए डबल हेलिक्स को खोल दिया जाता है। फिर, एंजाइम डीएनए पोलीमरेज़ की भागीदारी के साथ, बेटी डीएनए श्रृंखलाओं का संश्लेषण होता है। श्रृंखलाओं में से एक पर प्रक्रिया निरंतर चलती रहती है - इस श्रृंखला को लीडर कहा जाता है। डीएनए का दूसरा स्ट्रैंड छोटे टुकड़ों में संश्लेषित होता है ( ओकाजाकी के टुकड़े), जो विशेष एंजाइमों की मदद से एक साथ "सिले" होते हैं। इस श्रृंखला को पश्चगामी या लैगिंग कहा जाता है।

दो बिंदुओं के बीच का क्षेत्र जहां बेटी श्रृंखलाओं का संश्लेषण शुरू होता है, कहलाता है प्रतिकृति. यूकेरियोट्स के डीएनए में कई प्रतिकृतियां होती हैं, जबकि प्रोकैरियोट्स में केवल एक प्रतिकृति होती है। प्रत्येक प्रतिकृति में आप देख सकते हैं प्रतिकृति कांटा- डीएनए अणु का वह भाग जो पहले ही सुलझ चुका है।

प्रतिकृति कई सिद्धांतों पर आधारित है:

1. संपूरकता (ए-टी, सी-जी) प्रतिसमानांतरता। डीएनए के प्रत्येक स्ट्रैंड में एक विशिष्ट अभिविन्यास होता है: एक छोर पर चीनी डीऑक्सीराइबोज में 3" कार्बन से जुड़ा एक ओएच समूह होता है, श्रृंखला के दूसरे छोर पर चीनी की 5" स्थिति में फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होता है। दो डीएनए स्ट्रैंड विपरीत दिशाओं में उन्मुख हैं, यानी। प्रतिसमानांतर एंजाइम डीएनए पोलीमरेज़ टेम्पलेट श्रृंखलाओं के साथ केवल एक दिशा में आगे बढ़ सकता है: उनके 3' सिरे से 5' सिरे तक। इसलिए, प्रतिकृति की प्रक्रिया में, नई श्रृंखलाओं का एक साथ संश्लेषण प्रतिसमानांतर रूप से आगे बढ़ता है।
2. अर्ध-रूढ़िवादी. दो पुत्री हेलिकॉप्टर बनते हैं, जिनमें से प्रत्येक मातृ डीएनए के आधे हिस्सों में से एक को अपरिवर्तित रखता है (संरक्षित करता है)
3. असंततता. डीएनए के नए स्ट्रैंड बनने के लिए, मूल स्ट्रैंड को पूरी तरह से खोलना और फैलाना होगा, जो असंभव है; इसलिए, प्रतिकृति कई स्थानों पर एक साथ शुरू होती है।

प्रोटीन जैवसंश्लेषण.हेटरोट्रॉफ़िक जीवों में प्लास्टिक चयापचय का एक उदाहरण प्रोटीन जैवसंश्लेषण है। शरीर में सभी मुख्य प्रक्रियाएं प्रोटीन से जुड़ी होती हैं, और प्रत्येक कोशिका में इस कोशिका की विशेषता वाले प्रोटीन का निरंतर संश्लेषण होता है और कोशिका के जीवन की एक निश्चित अवधि में आवश्यक होता है। एक प्रोटीन अणु के बारे में जानकारी ट्रिपल या कोडन का उपयोग करके डीएनए अणु में एन्क्रिप्ट की जाती है।

जेनेटिक कोडएमआरएनए में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम का उपयोग करके प्रोटीन में अमीनो एसिड के अनुक्रम के बारे में जानकारी दर्ज करने की एक प्रणाली है।

कोड गुण:

1. त्रिगुणता - प्रत्येक अमीनो एसिड तीन न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम द्वारा एन्क्रिप्ट किया गया है। इस क्रम को त्रिक या कोडन कहा जाता है।
2. अध:पतन या अतिरेक - प्रत्येक अमीनो एसिड एक से अधिक कोडन (2 से 6 तक) द्वारा एन्क्रिप्ट किया गया है। अपवाद मेथिओनिन और ट्रिप्टोफैन हैं - उनमें से प्रत्येक को एक ट्रिपलेट द्वारा एन्कोड किया गया है।
3. असंदिग्ध - प्रत्येक कोडन केवल एक अमीनो एसिड के लिए कोड करता है।
4. जीन के बीच "विराम चिह्न" होते हैं - ये तीन विशेष त्रिक (यूएए, यूएजी, यूजीए) हैं, जिनमें से प्रत्येक अमीनो एसिड को एनकोड नहीं करता है। ये त्रिक प्रत्येक जीन के अंत में पाए जाते हैं। जीन के भीतर कोई "विराम चिह्न" नहीं हैं।
5. सार्वभौमिकता - आनुवंशिक कोड पृथ्वी ग्रह के सभी जीवित प्राणियों के लिए समान है।

प्रोटीन जैवसंश्लेषण में, तीन चरणों को प्रतिष्ठित किया जाता है - ट्रांसक्रिप्शन, पोस्ट-ट्रांसक्रिप्शनल प्रक्रियाएं और अनुवाद।

प्रतिलिपि- यह एमआरएनए के संश्लेषण की प्रक्रिया है, जो एंजाइम आरएनए पोलीमरेज़ द्वारा की जाती है। केन्द्रक में होता है। प्रतिलेखन संपूरकता के नियम के अनुसार किया जाता है। एमआरएनए की लंबाई एक या अधिक जीन से मेल खाती है। प्रतिलेखन प्रक्रिया में 4 चरण होते हैं:

1. आरएनए पोलीमरेज़ को एक प्रमोटर से बांधना (यह एंजाइम अनुलग्नक के लिए साइट है)।
2. दीक्षा - संश्लेषण की शुरुआत.
3. बढ़ाव - आरएनए श्रृंखला की वृद्धि; डीएनए स्ट्रैंड के पूरक न्यूक्लियोटाइड के क्रम में एक दूसरे से न्यूक्लियोटाइड का अनुक्रमिक जुड़ाव। इसकी गति 50 न्यूक्लियोटाइड प्रति सेकंड तक होती है।
4. समाप्ति - प्री-आई-आरएनए के संश्लेषण का पूरा होना।

पोस्ट-ट्रांसक्रिप्शनल प्रक्रियाएं।प्री-एमआरएनए के गठन के बाद, एमआरएनए की परिपक्वता या प्रसंस्करण शुरू होती है। इस मामले में, इंट्रॉन क्षेत्रों को आरएनए अणु से हटा दिया जाता है, इसके बाद एक्सोनिक क्षेत्रों का कनेक्शन होता है (इस प्रक्रिया को कहा जाता है) स्प्लिसिंग). उसके बाद, परिपक्व एमआरएनए नाभिक छोड़ देता है और प्रोटीन संश्लेषण स्थल (राइबोसोम) में चला जाता है।

प्रसारण- यह प्रोटीन की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं का संश्लेषण है, जो राइबोसोम में एमआरएनए टेम्पलेट द्वारा किया जाता है।

प्रोटीन संश्लेषण के लिए आवश्यक अमीनो एसिड टीआरएनए के माध्यम से राइबोसोम तक पहुंचाए जाते हैं। स्थानांतरण आरएनए अणु में तिपतिया घास के पत्ते का आकार होता है, जिसके शीर्ष पर तीन न्यूक्लियोटाइड का एक क्रम होता है जो एमआरएनए में कोडन के न्यूक्लियोटाइड के पूरक होते हैं। इस क्रम को कहा जाता है anticodon. एंजाइम (कोडेज़) टीआरएनए को पहचानता है और संबंधित अमीनो एसिड को इसमें जोड़ता है (एक एटीपी अणु की ऊर्जा खर्च होती है)।

प्रोटीन जैवसंश्लेषण इस तथ्य से शुरू होता है (बैक्टीरिया में) कि एयूजी कोडन, प्रत्येक जीन से प्रतिलिपि में पहले स्थान पर स्थित है, दाता स्थल में राइबोसोम पर एक स्थान रखता है, और फॉर्माइलमेथिओनिन (यह अमीनो एसिड मेथियोनीन का एक परिवर्तित रूप है) ले जाने वाला एक टी-आरएनए इसके साथ जुड़ा हुआ है। प्रोटीन संश्लेषण पूरा होने के बाद, फॉर्माइलमेथिओनिन को पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला से अलग कर दिया जाता है।

राइबोसोम में दो टीआरएनए अणुओं को बांधने के लिए दो साइटें हैं: दाताऔर हुंडी सकारनेवाला. अमीनो एसिड के साथ टी-आरएनए स्वीकर्ता स्थल में प्रवेश करता है और इसके एमआरएनए कोडन से जुड़ जाता है। इस टी-आरएनए का अमीनो एसिड बढ़ती प्रोटीन श्रृंखला को अपने साथ जोड़ता है, और उनके बीच एक पेप्टाइड बंधन उत्पन्न होता है। टीआरएनए, जिससे बढ़ता हुआ प्रोटीन जुड़ा होता है, एमआरएनए कोडन के साथ राइबोसोम के दाता स्थल पर चला जाता है। अमीनो एसिड के साथ एक नया टी-आरएनए खाली स्वीकर्ता स्थल पर आता है, और सब कुछ नए सिरे से दोहराया जाता है। जब राइबोसोम पर कोई विराम चिह्न दिखाई देता है, तो कोई भी अमीनो एसिड टीआरएनए स्वीकर्ता स्थल पर कब्जा नहीं कर सकता है। पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला टूट जाती है और राइबोसोम छोड़ देती है।

शरीर के विभिन्न ऊतकों की कोशिकाएं अलग-अलग प्रोटीन (एमाइलेज़ - लार ग्रंथियों की कोशिकाएं; इंसुलिन - अग्न्याशय की कोशिकाएं, आदि) का उत्पादन करती हैं। उसी समय, शरीर की सभी कोशिकाओं का निर्माण एक निषेचित अंडे से माइटोसिस का उपयोग करके बार-बार विभाजन द्वारा किया गया था, अर्थात। समान आनुवंशिक संरचना हो। ये अंतर इस तथ्य से संबंधित हैं कि विभिन्न डीएनए क्षेत्र विभिन्न कोशिकाओं में प्रतिलेखित होते हैं; अलग-अलग एमआरएनए बनते हैं, जिसके अनुसार प्रोटीन का संश्लेषण होता है। कोशिका विशेषज्ञता सभी जीनों द्वारा निर्धारित नहीं होती है, बल्कि केवल उन जीनों द्वारा निर्धारित होती है जिनसे जानकारी पढ़ी गई और प्रोटीन में लागू की गई। इस प्रकार, प्रत्येक कोशिका में वंशानुगत जानकारी का केवल एक हिस्सा ही साकार होता है, संपूर्ण जानकारी नहीं।

बैक्टीरिया के उदाहरण पर व्यक्तिगत प्रोटीन के संश्लेषण में जीन गतिविधि का विनियमन (एफ. जैकब और जेएच मोनोड की योजना)।

यह ज्ञात है कि जब तक चीनी को उस पोषक माध्यम में नहीं मिलाया जाता जहां बैक्टीरिया रहते हैं, तब तक बैक्टीरिया कोशिका में कोई एंजाइम नहीं होते हैं जो इसके टूटने के लिए आवश्यक होते हैं। लेकिन चीनी मिलाने के कुछ सेकंड बाद, कोशिका में सभी आवश्यक एंजाइम संश्लेषित हो जाते हैं।

अंतिम उत्पाद में सब्सट्रेट के परिवर्तन की एक ही श्रृंखला में शामिल एंजाइमों को एक के बाद एक एन्कोड किया जाता है संरचनात्मक जीनएक ऑपेरॉन. ओपेरोन- यह जीनों का एक समूह है जो एक कार्य करने के लिए आवश्यक प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी रखता है। संरचनात्मक जीन और प्रमोटर (आरएनए पोलीमरेज़ के लिए लैंडिंग साइट) के बीच एक साइट होती है जिसे कहा जाता है ऑपरेटर. इसे ऐसा इसलिए कहा जाता है क्योंकि यहीं से एमआरएनए का संश्लेषण शुरू होता है। एक विशेष प्रोटीन ऑपरेटर के साथ इंटरैक्ट करता है - दबानेवाला यंत्र. जबकि रिप्रेसर ऑपरेटर पर है, एमआरएनए संश्लेषण शुरू नहीं हो सकता है।

जब एक सब्सट्रेट कोशिका में प्रवेश करता है, जिसके दरार के लिए दिए गए ऑपेरॉन के संरचनात्मक जीन में एन्कोड किए गए प्रोटीन की आवश्यकता होती है, सब्सट्रेट अणुओं में से एक दमनकर्ता के साथ बातचीत करता है। दमनकर्ता संचालक के साथ बातचीत करने की क्षमता खो देता है और उससे दूर चला जाता है; आई-आरएनए का संश्लेषण शुरू होता है और राइबोसोम पर संबंधित प्रोटीन का निर्माण होता है। जैसे ही अंतिम सब्सट्रेट अणु अंतिम पदार्थ में परिवर्तित हो जाता है, जारी दमनकर्ता ऑपरेटर के पास वापस आ जाएगा और एमआरएनए के संश्लेषण को अवरुद्ध कर देगा।

सन्दर्भ:

1. वाई. चेंटसोव "सेल बायोलॉजी का परिचय" (2006)
2. वी.एन. यारगिन (संपादक) "जीवविज्ञान" (दो खंडों में, 2006)
3. ओ.वी. अलेक्जेंड्रोव्स्काया एट अल। "साइटोलॉजी, हिस्टोलॉजी एंड एम्ब्रियोलॉजी" (1987)
4. ए.ओ. रुविम्स्की (संपादक) "जनरल बायोलॉजी" (जीव विज्ञान के गहन अध्ययन के साथ ग्रेड 10-11 के लिए एक पाठ्यपुस्तक) - मेरी राय में, यह आवेदकों के लिए सामान्य जीव विज्ञान में सबसे अच्छी पाठ्यपुस्तकों में से एक है, हालांकि खामियों के बिना नहीं।