कौन से पदार्थ साइटोप्लाज्मिक झिल्ली बनाते हैं। कोशिकाद्रव्य की झिल्ली

आधार कोशिकाओं में अन्य झिल्लियों (उदाहरण के लिए, माइटोकॉन्ड्रिया, प्लास्टिड्स, आदि) की तरह प्लाज़्मेलेम्मा, लिपिड की एक परत है जिसमें अणुओं की दो पंक्तियाँ होती हैं (चित्र 1)। चूँकि लिपिड अणु ध्रुवीय होते हैं (एक ध्रुव हाइड्रोफिलिक होता है, यानी यह पानी से आकर्षित होता है, और दूसरा हाइड्रोफोबिक होता है, यानी यह पानी से दूर होता है), उन्हें एक निश्चित क्रम में व्यवस्थित किया जाता है। एक परत के अणुओं के हाइड्रोफिलिक सिरों को जलीय माध्यम की ओर निर्देशित किया जाता है - कोशिका के साइटोप्लाज्म में, और दूसरी परत - कोशिका से बाहर की ओर - अंतरकोशिकीय पदार्थ (बहुकोशिकीय जीवों में) या जलीय माध्यम (एककोशिकीय जीवों में) की ओर ).

चावल। 1. तरल के अनुसार कोशिका झिल्ली की संरचनामोज़ेक मॉडल। प्रोटीन और ग्लाइकोप्रोटीन एक डबल में डूबे हुए हैंउनके हाइड्रोफिलिक का सामना करने वाले लिपिड अणुओं की एक परतसिरों (वृत्त) बाहर की ओर, और हाइड्रोफोबिक (लहरदार रेखाएँ) -झिल्ली में गहरा

वे परिधीय प्रोटीन का स्राव करते हैं (वे केवल स्थित हैं झिल्ली की आंतरिक या बाहरी सतह पर), अभिन्ननी (वे झिल्ली में मजबूती से जड़े हुए हैं, उसमें डूबे हुए हैं, राज्य के आधार पर अपनी स्थिति बदलने में सक्षम हैं कोशिकाएं)। झिल्ली प्रोटीन के कार्य: रिसेप्टर, संरचनात्मक(कोशिका के आकार का समर्थन), एंजाइमेटिक, चिपकने वाला, एंटीजेनिक, परिवहन।

प्रोटीन के अणु मोज़ेक रूप से लिपिड की द्वि-आण्विक परत में एम्बेडेड होते हैं। पशु कोशिका के बाहर से, पॉलीसेकेराइड अणु लिपिड और प्लाज्मा झिल्ली प्रोटीन अणुओं से जुड़ते हैं, ग्लाइकोलिपिड्स और ग्लाइकोप्रोटीन बनाते हैं।

यह समुच्चय ग्लाइकोकैलिक्स परत बनाता है। प्लाज्मेलेम्मा का रिसेप्टर कार्य इसके साथ जुड़ा हुआ है (नीचे देखें); यह कोशिका द्वारा उपयोग किए जाने वाले विभिन्न पदार्थों को भी संचित कर सकता है। इसके अलावा, ग्लाइकोकैलिक्स प्लाज़्मेलेम्मा की यांत्रिक स्थिरता को बढ़ाता है।

पौधों और कवक की कोशिकाओं में, एक कोशिका भित्ति भी होती है जो एक सहायक और सुरक्षात्मक भूमिका निभाती है। पौधों में यह सेल्युलोज से बना होता है, जबकि कवक में यह काइटिन से बना होता है।

प्राथमिक झिल्ली की संरचनात्मक योजना तरल-मोज़ेक है: वसा एक तरल-क्रिस्टलीय फ्रेम बनाते हैं, और प्रोटीन इसमें मोज़ेक रूप से एम्बेडेड होते हैं और अपनी स्थिति बदल सकते हैं।

झिल्ली का सबसे महत्वपूर्ण कार्य: कम्पार्टमेंटेशन - अंडर को बढ़ावा देता हैकोशिका की सामग्री का अलग-अलग कोशिकाओं में विभाजन, रासायनिक या एंजाइमी संरचना के विवरण में भिन्न। यह किसी भी यूकेरियोटिक सेल की आंतरिक सामग्री की एक उच्च क्रम प्राप्त करता है। कम्पार्टमेंट योगदान देता है सेल में होने वाली प्रक्रियाओं का स्थानिक पृथक्करणके। एक अलग कम्पार्टमेंट (कोशिका) को कुछ झिल्ली ऑर्गेनेल (उदाहरण के लिए, एक लाइसोसोम) या उसके हिस्से द्वारा दर्शाया जाता है (माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली द्वारा सीमांकित cristae)।

अन्य सुविधाओं:

1) बाधा (सेल की आंतरिक सामग्री का परिसीमन);

2) संरचनात्मक (कोशिकाओं को एक निश्चित आकार देनाप्रदर्शन किए गए कार्यों के लिए जिम्मेदारी);

3) सुरक्षात्मक (चयनात्मक पारगम्यता के कारण, रिसेप्शनऔर झिल्ली की प्रतिजनता);

4) विनियामक (विभिन्न पदार्थों के लिए चयनात्मक पारगम्यता का विनियमन (प्रसार या परासरण के नियमों के अनुसार ऊर्जा व्यय के बिना निष्क्रिय परिवहन और पिनोसाइटोसिस, एंडो- और एक्सोसाइटोसिस द्वारा ऊर्जा व्यय के साथ सक्रिय परिवहन, सोडियम-पोटेशियम पंप का संचालन, फागोसाइटोसिस))। संपूर्ण कोशिकाएं या बड़े कण फागोसाइटोसिस से घिर जाते हैं (उदाहरण के लिए, बैक्टीरिया की सुरक्षात्मक रक्त कोशिकाओं द्वारा अमीबा या फागोसाइटोसिस में खिलाना याद रखें)। पिनोसाइटोसिस में, तरल पदार्थ के छोटे कण या बूंदें अवशोषित हो जाती हैं। दोनों प्रक्रियाओं के लिए सामान्य यह है कि अवशोषित पदार्थ एक रिक्तिका के गठन के साथ एक बाहरी बाहरी झिल्ली से घिरे होते हैं, जो तब सेल साइटोप्लाज्म की गहराई में चला जाता है। एक्सोसाइटोसिस फागोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस (चित्र 13) के विपरीत दिशा में एक प्रक्रिया (सक्रिय परिवहन भी है) है। इसकी मदद से, प्रोटोजोआ या स्रावी कोशिका में बने जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों में अपचित खाद्य अवशेषों को हटाया जा सकता है।

5) चिपकने वाला कार्य (सभी कोशिकाएं विशिष्ट संपर्कों (तंग और ढीले) के माध्यम से परस्पर जुड़ी हुई हैं);

6) रिसेप्टर (परिधीय झिल्ली प्रोटीन के काम के कारण)। गैर-विशिष्ट रिसेप्टर्स हैं जो कई उत्तेजनाओं (उदाहरण के लिए, ठंड और गर्मी थर्मोरेसेप्टर्स) का अनुभव करते हैं, और विशिष्ट जो केवल एक उत्तेजना (आंख की प्रकाश-धारणा प्रणाली के रिसेप्टर्स) का अनुभव करते हैं;

7) इलेक्ट्रोजेनिक (पोटेशियम और सोडियम आयनों के पुनर्वितरण के कारण कोशिका की सतह की विद्युत क्षमता में परिवर्तन (तंत्रिका कोशिकाओं की झिल्ली क्षमता 90 mV है));

8) एंटीजेनिक: ग्लाइकोप्रोटीन और झिल्ली पॉलीसेकेराइड से जुड़ा हुआ है। प्रत्येक कोशिका की सतह पर प्रोटीन अणु होते हैं जो केवल इस प्रकार की कोशिका के लिए विशिष्ट होते हैं। उनकी मदद से, प्रतिरक्षा प्रणाली स्वयं और विदेशी कोशिकाओं के बीच अंतर करने में सक्षम होती है। कोशिका और पर्यावरण के बीच पदार्थों का आदान-प्रदान अलग-अलग तरीकों से किया जाता है - निष्क्रिय और सक्रिय।

साइटोप्लाज्मिक कोशिका झिल्ली में तीन परतें होती हैं:

बाहरी - प्रोटीन;

मध्य - लिपिड की द्विध्रुवीय परत;

आंतरिक - प्रोटीन।

झिल्ली की मोटाई 7.5-10 एनएम है। लिपिड की द्विध्रुवीय परत झिल्ली का मैट्रिक्स है। इसकी दोनों परतों के लिपिड अणु उनमें डूबे हुए प्रोटीन अणुओं के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। 60 से 75% झिल्ली वाले लिपिड फॉस्फोलिपिड, 15-30% कोलेस्ट्रॉल होते हैं। प्रोटीन मुख्य रूप से ग्लाइकोप्रोटीन द्वारा दर्शाए जाते हैं। अंतर करना अभिन्न प्रोटीनपूरे झिल्ली को फैलाना, और परिधीयबाहरी या भीतरी सतह पर स्थित है।

अभिन्न प्रोटीनआयन चैनल बनाते हैं जो अतिरिक्त और इंट्रासेल्युलर द्रव के बीच कुछ आयनों का आदान-प्रदान प्रदान करते हैं। वे एंजाइम भी हैं जो झिल्ली के पार आयनों के प्रतिगामी परिवहन को अंजाम देते हैं।

परिधीय प्रोटीनझिल्ली की बाहरी सतह पर chemoreceptors हैं, जो विभिन्न शारीरिक रूप से सक्रिय पदार्थों के साथ बातचीत कर सकते हैं।

झिल्ली कार्य:

1. ऊतक की संरचनात्मक इकाई के रूप में कोशिका की अखंडता सुनिश्चित करता है।

साइटोप्लाज्म और बाह्य तरल पदार्थ के बीच आयनों का आदान-प्रदान करता है।

सेल में और बाहर आयनों और अन्य पदार्थों का सक्रिय परिवहन प्रदान करता है।

रासायनिक और विद्युत संकेतों के रूप में सेल में आने वाली सूचनाओं की धारणा और प्रसंस्करण का उत्पादन करता है।

सेल उत्तेजना के तंत्र। बायोइलेक्ट्रिक घटना के अध्ययन का इतिहास।

मूल रूप से, शरीर में प्रसारित सूचना विद्युत संकेतों (उदाहरण के लिए, तंत्रिका आवेगों) के रूप में होती है। पशु बिजली की उपस्थिति पहली बार 1786 में प्रकृतिवादी (फिजियोलॉजिस्ट) एल गलवानी द्वारा स्थापित की गई थी। वायुमंडलीय बिजली का अध्ययन करने के लिए, उन्होंने तांबे के हुक पर मेंढक के पैरों की स्नायुपेशीय तैयारी लटका दी। जब ये पंजे बालकनी की लोहे की रेलिंग को छूते थे तो मांसपेशियां सिकुड़ जाती थीं। इसने न्यूरोमस्क्यूलर तैयारी के तंत्रिका पर किसी प्रकार की बिजली की क्रिया का संकेत दिया। गलवानी ने माना कि यह स्वयं जीवित ऊतकों में बिजली की उपस्थिति के कारण था। हालांकि, ए वोल्टा ने पाया कि बिजली का स्रोत दो असमान धातुओं - तांबा और लोहा के संपर्क का स्थान है। फिजियोलॉजी में गलवानी का पहला शास्त्रीय अनुभवयह माना जाता है कि तांबे और लोहे से बने द्विधातु चिमटी के साथ न्यूरोमस्कुलर तैयारी की तंत्रिका को स्पर्श किया जाता है। अपना मामला साबित करने के लिए गलवानी ने पेश किया दूसरा अनुभव. उन्होंने अपनी पेशी के कटने पर न्यूरोमस्कुलर तैयारी को संक्रमित करने वाली तंत्रिका के अंत को फेंक दिया। परिणाम एक संकुचन था। हालाँकि, इस अनुभव ने गलवानी के समकालीनों को आश्वस्त नहीं किया। इसलिए, एक अन्य इतालवी मटेचीची ने निम्नलिखित प्रयोग किया। उन्होंने दूसरे की पेशी पर एक न्यूरोमस्कुलर मेंढक की तैयारी की तंत्रिका को आरोपित किया, जो एक चिड़चिड़ी धारा के प्रभाव में सिकुड़ गया। नतीजतन, पहली दवा भी कम होने लगी। इसने एक पेशी से दूसरी पेशी में बिजली के स्थानांतरण (एक्शन पोटेंशिअल) का संकेत दिया। मांसपेशियों के क्षतिग्रस्त और क्षतिग्रस्त हिस्सों के बीच एक संभावित अंतर की उपस्थिति पहली बार 19वीं शताब्दी में मातेतुची द्वारा एक स्ट्रिंग गैल्वेनोमीटर (एमीटर) का उपयोग करके सटीक रूप से स्थापित की गई थी। इसके अलावा, कट का नकारात्मक चार्ज था, और मांसपेशियों की सतह सकारात्मक थी।

कोशिका भित्ति से साइटोप्लाज्म को अलग करने वाली साइटोप्लाज्मिक झिल्ली को प्लाज़्मेल्मा (प्लाज्मा झिल्ली) कहा जाता है, और इसे रसधानी से अलग करने वाली को टोनोप्लास्ट (प्रारंभिक झिल्ली) कहा जाता है।

वर्तमान में, झिल्ली के द्रव मोज़ेक मॉडल का उपयोग किया जाता है (चित्र। 1.9), जिसके अनुसार झिल्ली में हाइड्रोफिलिक सिर और 2 हाइड्रोफोबिक पूंछ के साथ लिपिड अणुओं (फॉस्फोलिपिड्स) की एक द्विपरत होती है जो परत के अंदर की ओर होती है। झिल्ली में लिपिड के अतिरिक्त प्रोटीन भी होते हैं।

बाइलेयर में 3 प्रकार के मेम्ब्रेन प्रोटीन "फ्लोटिंग" होते हैं: इंटीग्रल प्रोटीन बाइलेयर की पूरी मोटाई में प्रवेश करते हैं; अर्ध-अभिन्न, बिलीयर को अपूर्ण रूप से भेदना; परिधीय, झिल्ली के बाहरी या भीतरी तरफ से अन्य झिल्ली प्रोटीन से जुड़ा होता है। मेम्ब्रेन प्रोटीन विभिन्न कार्य करते हैं: उनमें से कुछ एंजाइम होते हैं, अन्य झिल्ली के पार विशिष्ट अणुओं के वाहक के रूप में कार्य करते हैं या हाइड्रोफिलिक छिद्र बनाते हैं जिससे ध्रुवीय अणु गुजर सकते हैं।

कोशिका झिल्लियों के मुख्य गुणों में से एक उनकी अर्धपारगम्यता है: वे पानी को पास कर देते हैं, लेकिन उसमें घुले हुए पदार्थों को पास नहीं करते हैं, यानी उनके पास चयनात्मक पारगम्यता होती है।

चावल। 1.9। जैविक झिल्ली की संरचना की योजना:

ए - बाह्य अंतरिक्ष; बी - साइटोप्लाज्म; 1 - लिपिड की द्विध्रुवीय परत; 2 - परिधीय प्रोटीन; 3 - अभिन्न प्रोटीन का हाइड्रोफिलिक क्षेत्र; 4 - अभिन्न प्रोटीन का हाइड्रोफोबिक क्षेत्र; 5 - कार्बोहाइड्रेट श्रृंखला

झिल्ली भर में परिवहन

ऊर्जा की लागत के आधार पर, झिल्ली के माध्यम से पदार्थों और आयनों के परिवहन को निष्क्रिय में विभाजित किया जाता है, जिसमें ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है, और सक्रिय, ऊर्जा की खपत से जुड़ा होता है। निष्क्रिय परिवहन में प्रसार, सुगम प्रसार, परासरण जैसी प्रक्रियाएं शामिल हैं।

प्रसार- यह लिपिड बाईलेयर के माध्यम से एक सघनता ढाल के साथ अणुओं के प्रवेश की प्रक्रिया है (उच्च सांद्रता के क्षेत्र से कम एक तक)। अणु जितना छोटा और गैर-ध्रुवीय होता है, उतनी ही तेजी से यह झिल्ली के माध्यम से फैलता है।

सुगम प्रसार के साथ, झिल्ली के माध्यम से किसी पदार्थ के पारित होने में परिवहन प्रोटीन द्वारा सहायता प्रदान की जाती है। इस प्रकार, विभिन्न ध्रुवीय अणु कोशिका में प्रवेश करते हैं, जैसे शर्करा, अमीनो एसिड, न्यूक्लियोटाइड आदि।

असमसअर्ध-पारगम्य झिल्लियों के माध्यम से पानी का प्रसार है। असमस पानी को उच्च जल संभावित समाधान से कम पानी संभावित समाधान के लिए स्थानांतरित करने का कारण बनता है।

सक्रिय ट्रांसपोर्ट- यह झिल्ली के माध्यम से अणुओं और आयनों का स्थानांतरण है, ऊर्जा लागत के साथ। सक्रिय परिवहन सांद्रता प्रवणता और विद्युत रासायनिक प्रवणता के विरुद्ध जाता है और एटीपी की ऊर्जा का उपयोग करता है। पदार्थों के सक्रिय परिवहन का तंत्र पौधों और कवक में प्रोटॉन पंप (H + और K +) के काम पर आधारित है, जो कोशिका के अंदर K + की उच्च सांद्रता और H + (Na + और) की कम सांद्रता बनाए रखता है। के + - जानवरों में)। इस पंप को चलाने के लिए आवश्यक ऊर्जा एटीपी के रूप में आती है, जो कोशिकीय श्वसन के दौरान संश्लेषित होती है।

एक अन्य प्रकार का सक्रिय परिवहन ज्ञात है - एंडो- और एक्सोसाइटोसिस। ये 2 सक्रिय प्रक्रियाएं हैं जिनके द्वारा विभिन्न अणुओं को झिल्ली के पार कोशिका में ले जाया जाता है ( एंडोसाइटोसिस) या उससे ( एक्सोसाइटोसिस).

एंडोसाइटोसिस के दौरान, पदार्थ प्लाज्मा झिल्ली के अंतर्वलन (आक्रमण) के परिणामस्वरूप कोशिका में प्रवेश करते हैं। परिणामी पुटिकाओं, या रिक्तिकाएं, उनमें निहित पदार्थों के साथ साइटोप्लाज्म में स्थानांतरित हो जाती हैं। सूक्ष्मजीवों या कोशिका मलबे जैसे बड़े कणों का अंतर्ग्रहण, फैगोसाइटोसिस कहलाता है। इस मामले में, बड़े बुलबुले बनते हैं, जिन्हें रिक्तिकाएं कहा जाता है। छोटे बुलबुलों की सहायता से द्रवों (निलंबन, कोलाइडी विलयन) या विलेय का अवशोषण कहलाता है पिनोसाइटोसिस।

एंडोसाइटोसिस के लिए रिवर्स प्रक्रिया को एक्सोसाइटोसिस कहा जाता है। विशेष पुटिकाओं या रसधानियों में कोशिका से कई पदार्थ निकाले जाते हैं। एक उदाहरण उनके तरल रहस्यों की स्रावी कोशिकाओं से वापसी है; एक अन्य उदाहरण कोशिका भित्ति के निर्माण में तानाशाही पुटिकाओं की भागीदारी है।

प्रोटोप्लास्ट डेरिवेटिव्स

रिक्तिका

रिक्तिकाएक एकल झिल्ली से घिरा जलाशय है - टोनोप्लास्ट। रिक्तिका में सेल सैप होता है - विभिन्न पदार्थों का एक केंद्रित समाधान, जैसे कि खनिज लवण, शर्करा, वर्णक, कार्बनिक अम्ल, एंजाइम। परिपक्व कोशिकाओं में, रिक्तिकाएं एक केंद्रीय रिक्तिका में विलीन हो जाती हैं।

उपापचय के अंतिम उत्पादों सहित विभिन्न पदार्थों को रसधानियों में संग्रहित किया जाता है। सेल के आसमाटिक गुण रिक्तिका की सामग्री पर काफी हद तक निर्भर करते हैं।

इस तथ्य के कारण कि रसधानियों में लवण और अन्य पदार्थों के मजबूत समाधान होते हैं, पौधे की कोशिकाएं लगातार आसमाटिक रूप से पानी को अवशोषित करती हैं और कोशिका की दीवार पर हाइड्रोस्टेटिक दबाव बनाती हैं, जिसे टर्गोर दबाव कहा जाता है। सेल के अंदर निर्देशित सेल दीवार के बराबर दबाव से टर्गर दबाव का विरोध किया जाता है। अधिकांश पादप कोशिकाएं हाइपोटोनिक वातावरण में मौजूद होती हैं। लेकिन अगर ऐसी कोशिका को हाइपरटोनिक घोल में रखा जाता है, तो ऑस्मोसिस के नियमों (झिल्ली के दोनों तरफ पानी की क्षमता को बराबर करने के लिए) के अनुसार पानी कोशिका को छोड़ना शुरू कर देगा। उसी समय, रिक्तिका मात्रा में सिकुड़ जाएगी, प्रोटोप्लास्ट पर इसका दबाव कम हो जाएगा, और झिल्ली कोशिका की दीवार से दूर जाने लगेगी। कोशिका भित्ति से प्रोटोप्लास्ट के अलग होने की घटना को प्लास्मोलिसिस कहा जाता है। प्राकृतिक परिस्थितियों में, कोशिकाओं में इस तरह के नुकसान से पौधे का मुरझाना, पत्तियों और तनों का गिरना होगा। हालाँकि, यह प्रक्रिया प्रतिवर्ती है: यदि कोशिका को पानी में रखा जाता है (उदाहरण के लिए, जब पौधे को पानी पिलाया जाता है), तो एक घटना होती है जो प्लास्मोलिसिस के विपरीत होती है - डेप्लास्मोलिसिस (चित्र देखें। 1.10)।

चावल। 1.10। प्लास्मोलिसिस योजना:

ए - टर्गर की स्थिति में सेल (आइसोटोनिक समाधान में); बी - प्लास्मोलिसिस की शुरुआत (6% KNO3 समाधान में रखा गया सेल); सी - पूर्ण प्लास्मोलिसिस (10% KNO3 समाधान में रखा गया सेल); 1 - क्लोरोप्लास्ट; 2 - कोर; 3 - कोशिका भित्ति; 4 - प्रोटोप्लास्ट; 5 - केंद्रीय रिक्तिका

समावेशन

सेलुलर समावेशन आरक्षित और उत्सर्जक पदार्थ हैं।

अतिरिक्त पदार्थ (चयापचय से अस्थायी रूप से बाहर रखा गया) और, उनके साथ, अपशिष्ट उत्पाद (उत्सर्जित पदार्थ) को अक्सर कोशिका के एर्गैस्टिक पदार्थ कहा जाता है। भंडारण पदार्थों में भंडारण प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट शामिल हैं। ये पदार्थ बढ़ते मौसम के दौरान बीजों, फलों, पौधे के भूमिगत अंगों और तने के कोर में जमा हो जाते हैं।

फालतू पदार्थ

सरल प्रोटीन - प्रोटीन से संबंधित अतिरिक्त प्रोटीन, बीजों में अधिक बार जमा होते हैं। रिक्तिका में प्रोटीन जमा होने से गोल या अण्डाकार दाने बनते हैं जिन्हें एल्यूरोन कहा जाता है। यदि एल्यूरोन अनाज में ध्यान देने योग्य आंतरिक संरचना नहीं होती है और इसमें अनाकार प्रोटीन होता है, तो उन्हें सरल कहा जाता है। यदि एक क्रिस्टल जैसी संरचना (क्रिस्टलॉयड) और गोल आकार (ग्लोबोइड्स) के चमकदार रंगहीन पिंड अनाकार प्रोटीन के बीच एल्यूरोन अनाज में पाए जाते हैं, तो ऐसे एल्यूरोन अनाज को जटिल कहा जाता है (चित्र 1.11 देखें)। एल्यूरोन अनाज के अनाकार प्रोटीन को एक सजातीय, अपारदर्शी पीले रंग के प्रोटीन द्वारा दर्शाया जाता है जो पानी में सूज जाता है। क्रिस्टलोइड्स में क्रिस्टल की एक विषमभुज आकार की विशेषता होती है, लेकिन सच्चे क्रिस्टल के विपरीत, उनका प्रोटीन पानी में सूज जाता है। Globoids में कैल्शियम-मैग्नीशियम नमक होता है, फास्फोरस होता है, पानी में अघुलनशील होता है और प्रोटीन पर प्रतिक्रिया नहीं करता है।

चावल। 1.11। जटिल एल्यूरोन अनाज:

1 - खोल में छिद्र; 2 - ग्लोबिड्स; 3 - अनाकार प्रोटीन द्रव्यमान; 4 - एम्फ़ोरा प्रोटीन द्रव्यमान में विसर्जित क्रिस्टलोइड्स

अतिरिक्त लिपिडआमतौर पर बूंदों के रूप में हाइलोप्लाज्म में स्थित होते हैं और लगभग सभी पौधों की कोशिकाओं में पाए जाते हैं। यह अधिकांश पौधों के लिए आरक्षित पोषक तत्वों का मुख्य प्रकार है: बीज और फल उनमें सबसे समृद्ध होते हैं। वसा (लिपिड) सबसे उच्च कैलोरी आरक्षित पदार्थ हैं। वसा जैसे पदार्थों के लिए अभिकर्मक सूडान III है, जो उन्हें नारंगी रंग में बदल देता है।

कार्बोहाइड्रेटपानी में घुलनशील शर्करा (ग्लूकोज, फ्रुक्टोज, सुक्रोज) और पानी में अघुलनशील पॉलीसेकेराइड (सेल्यूलोज, स्टार्च) के रूप में प्रत्येक कोशिका का हिस्सा हैं। सेल में, कार्बोहाइड्रेट चयापचय प्रतिक्रियाओं के लिए ऊर्जा स्रोत की भूमिका निभाते हैं। शक्कर, कोशिका के अन्य जैविक पदार्थों के साथ जुड़कर ग्लाइकोसाइड बनाते हैं, और प्रोटीन के साथ पॉलीसेकेराइड ग्लाइकोप्रोटीन बनाते हैं। सेल दीवार पॉलीसेकेराइड और वैक्यूल सेल सैप शर्करा की विविध संरचना के कारण पौधे सेल कार्बोहाइड्रेट की संरचना पशु कोशिकाओं की तुलना में कहीं अधिक विविध है।

मुख्य और सबसे आम भंडारण कार्बोहाइड्रेट पॉलीसेकेराइड स्टार्च है। प्राथमिक स्वांगीकरण स्टार्च क्लोरोप्लास्ट में बनता है। रात में, जब प्रकाश संश्लेषण बंद हो जाता है, स्टार्च को शर्करा में हाइड्रोलाइज किया जाता है और भंडारण के ऊतकों - कंद, बल्ब, राइजोम में ले जाया जाता है। वहां, विशेष प्रकार के ल्यूकोप्लास्ट्स - एमाइलोप्लास्ट्स - शर्करा का हिस्सा माध्यमिक स्टार्च के अनाज के रूप में जमा किया जाता है। स्टार्च अनाज के लिए, लेमिनेशन विशेषता है, जो दिन के दौरान स्टार्च की असमान आपूर्ति के कारण विभिन्न जल सामग्री द्वारा समझाया गया है। प्रकाश की तुलना में गहरे रंग की परतों में अधिक पानी होता है। एमाइलोप्लास्ट के केंद्र में स्टार्च के गठन के एक केंद्र के साथ एक अनाज को सरल संकेंद्रित कहा जाता है, यदि केंद्र विस्थापित हो - सरल उत्केन्द्र। कई स्टार्च बनाने वाले केंद्रों वाला अनाज जटिल होता है। सेमी-कॉम्प्लेक्स अनाज में, कई स्टार्च केंद्रों के आसपास नई परतें जमा होती हैं, और फिर आम परतें स्टार्च केंद्रों को बनाती और ढकती हैं (चित्र 1.12 देखें)। स्टार्च के लिए अभिकर्मक आयोडीन का एक घोल है, जो नीला रंग देता है।

चावल। 1.12। आलू के स्टार्च अनाज (ए):

1 - साधारण अनाज; 2 - अर्ध-जटिल; 3 - जटिल; गेहूं (बी), जई (सी)

उत्सर्जक पदार्थ (द्वितीयक चयापचय उत्पाद)

कोशिकीय समावेशन में उत्सर्जी पदार्थ भी शामिल होते हैं, जैसे कैल्शियम ऑक्सालेट क्रिस्टल ( एकल क्रिस्टल, राफिड -सुई के आकार के क्रिस्टल, ड्रूज़ - क्रिस्टल के अंतर, क्रिस्टलीय रेत - कई छोटे क्रिस्टल का संचय) (चित्र देखें। 1.13)। बहुत ही कम, क्रिस्टल कैल्शियम कार्बोनेट या सिलिका से बने होते हैं ( सिस्टोलिथ; अंजीर देखें। 1.14)। सिस्टोलिथ कोशिका भित्ति पर जमा होते हैं, अंगूर के गुच्छों के रूप में कोशिका में फैलते हैं, और विशिष्ट होते हैं, उदाहरण के लिए, बिछुआ परिवार के प्रतिनिधियों के लिए, फिकस के पत्ते।

जंतुओं के विपरीत जो मूत्र के साथ अतिरिक्त लवणों का उत्सर्जन करते हैं, पौधों में उत्सर्जी अंग विकसित नहीं होते हैं। इसलिए, यह माना जाता है कि कैल्शियम ऑक्सालेट क्रिस्टल प्रोटोप्लास्ट चयापचय का अंतिम उत्पाद है, जो चयापचय से अतिरिक्त कैल्शियम को हटाने के लिए एक उपकरण के रूप में बनता है। एक नियम के रूप में, ये क्रिस्टल अंगों में जमा होते हैं जो पौधे समय-समय पर बहाते हैं (पत्ते, छाल)।

चावल। 1.13। कोशिकाओं में कैल्शियम ऑक्सालेट क्रिस्टल के रूप:

1, 2 - रफ़िदा (स्पर्शी; 1 - साइड व्यू, 2 - एक क्रॉस सेक्शन में); 3 - ड्रूस (ओपंटिया); 4 - क्रिस्टलीय रेत (आलू); 5 - सिंगल क्रिस्टल (वेनिला)

चावल। 1.14। सिस्टोलिथ (फिकस लीफ के क्रॉस सेक्शन पर):

1 - पत्ती की त्वचा; 2 - सिस्टोलाइट

ईथर के तेलपत्तियों (पुदीना, लैवेंडर, ऋषि), फूल (गुलाब कूल्हे), फल (खट्टे) और पौधे के बीज (डिल, सौंफ) में जमा होते हैं। आवश्यक तेल चयापचय में भाग नहीं लेते हैं, लेकिन वे व्यापक रूप से इत्र (गुलाब, चमेली के तेल), खाद्य उद्योग (सौंफ, डिल तेल), दवा (पुदीना, नीलगिरी के तेल) में उपयोग किए जाते हैं। आवश्यक तेलों के संचय के लिए ग्रंथियां (पुदीना), लाइसजेनिक रिसेप्टेकल्स (साइट्रस), ग्रंथियों के बाल (जेरेनियम) जलाशय हो सकते हैं।

रेजिन- ये सामान्य जीवन गतिविधि के दौरान या ऊतक विनाश के परिणामस्वरूप बनने वाले जटिल यौगिक हैं। वे उपकला कोशिकाओं द्वारा गठित होते हैं जो राल नलिकाओं को चयापचय उप-उत्पाद के रूप में अस्तर करते हैं, अक्सर आवश्यक तेलों के साथ। वे सेल सैप, साइटोप्लाज्म में बूंदों के रूप में या रिसेप्टेकल्स में जमा हो सकते हैं। वे पानी में अघुलनशील हैं, सूक्ष्मजीवों के लिए अभेद्य हैं और उनके एंटीसेप्टिक गुणों के लिए धन्यवाद, पौधों के रोगों के प्रतिरोध को बढ़ाते हैं। रेजिन का उपयोग दवा के साथ-साथ पेंट, वार्निश और चिकनाई वाले तेलों के निर्माण में किया जाता है। आधुनिक उद्योग में, उन्हें सिंथेटिक सामग्री द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

कोशिका भित्ति

कोशिका के चारों ओर कठोर कोशिका भित्ति में एक मैट्रिक्स में डूबे हुए सेल्युलोज माइक्रोफाइब्रिल होते हैं, जिसमें हेमिकेलुलोज और पेक्टिन पदार्थ शामिल होते हैं। कोशिका भित्ति कोशिका को यांत्रिक सहारा प्रदान करती है, मूलतत्त्व को सुरक्षा प्रदान करती है और कोशिका के आकार को बनाए रखती है। इस मामले में, सेल दीवार खींचने में सक्षम है। प्रोटोप्लास्ट की महत्वपूर्ण गतिविधि का एक उत्पाद होने के नाते, दीवार केवल इसके संपर्क में ही बढ़ सकती है। पानी और खनिज लवण कोशिका भित्ति के माध्यम से चलते हैं, लेकिन मैक्रोमोलेक्युलर पदार्थों के लिए यह पूरी तरह या आंशिक रूप से अभेद्य है। जब प्रोटोप्लास्ट मर जाता है, तो दीवार पानी के संचालन का कार्य जारी रख सकती है। कोशिका भित्ति की उपस्थिति, किसी भी अन्य विशेषता से अधिक, पौधों की कोशिकाओं को जानवरों से अलग करती है। सेल्युलोज काफी हद तक सेल की दीवार की वास्तुकला को निर्धारित करता है। सेल्युलोज का मोनोमर ग्लूकोज है। सेल्युलोज अणुओं के बंडल मिसेलस बनाते हैं, जो बड़े बंडलों - माइक्रोफाइब्रिल्स में संयोजित होते हैं। सेल्युलोज के लिए अभिकर्मक क्लोरीन-जिंक-आयोडीन (Cl-Zn-I) है, जो नीला-बैंगनी रंग देता है।

सेल की दीवार का सेलूलोज़ पाड़ गैर-सेलूलोज़ मैट्रिक्स अणुओं से भरा होता है। मैट्रिक्स में पॉलीसेकेराइड होते हैं जिन्हें हेमिकेलुलोज कहा जाता है; पेक्टिन पदार्थ (पेक्टिन), हेमिकेलुलोज और ग्लाइकोप्रोटीन के बहुत करीब। पेक्टिक पदार्थ, पड़ोसी कोशिकाओं के बीच विलय, एक माध्यिका प्लेट बनाते हैं, जो पड़ोसी कोशिकाओं की प्राथमिक झिल्लियों के बीच स्थित होती है। जब बीच की प्लेट घुल जाती है या नष्ट हो जाती है (जो पके फलों के गूदे में होती है), मैक्रेशन होता है (लैटिन मैकरेटियो - सॉफ्टनिंग से)। कई अधिक पके फलों (तरबूज, खरबूजे, आड़ू) में प्राकृतिक धब्बा देखा जा सकता है। विभिन्न शारीरिक और हिस्टोलॉजिकल तैयारी तैयार करने के लिए कृत्रिम मैक्रेशन (क्षार या एसिड के साथ ऊतकों का इलाज करते समय) का उपयोग किया जाता है।

जीवन की प्रक्रिया में कोशिका भित्ति विभिन्न संशोधनों से गुजर सकती है - लिग्निफिकेशन, कॉर्किंग, स्लिमिंग, क्यूटिनाइज़ेशन, मिनरलाइज़ेशन (तालिका 1.4 देखें)।

तालिका 1.4।

समान जानकारी।

कोशिका द्रव्य- प्लाज्मा झिल्ली और नाभिक के बीच संलग्न कोशिका का एक अनिवार्य हिस्सा; इसे हाइलोप्लाज्म (साइटोप्लाज्म का मुख्य पदार्थ), ऑर्गेनेल (साइटोप्लाज्म के स्थायी घटक) और समावेशन (साइटोप्लाज्म के अस्थायी घटक) में विभाजित किया गया है। साइटोप्लाज्म की रासायनिक संरचना: आधार पानी है (साइटोप्लाज्म के कुल द्रव्यमान का 60-90%), विभिन्न कार्बनिक और अकार्बनिक यौगिक। साइटोप्लाज्म क्षारीय होता है। यूकेरियोटिक कोशिका के साइटोप्लाज्म की एक विशिष्ट विशेषता निरंतर गति है ( साइक्लोसिस). यह मुख्य रूप से क्लोरोप्लास्ट जैसे सेल ऑर्गेनियल्स के आंदोलन से पता चला है। यदि साइटोप्लाज्म की गति रुक ​​जाती है, तो कोशिका मर जाती है, क्योंकि निरंतर गति में रहने से ही यह अपने कार्य कर सकती है।

हाइलोप्लाज्म ( साइटोसोल) एक रंगहीन, घिनौना, गाढ़ा और पारदर्शी कोलॉइडी विलयन है। इसमें यह है कि सभी चयापचय प्रक्रियाएं होती हैं, यह नाभिक और सभी जीवों के बीच संबंध प्रदान करती है। हाइलोप्लाज्म में तरल भाग या बड़े अणुओं की प्रबलता के आधार पर, हाइलोप्लाज्म के दो रूप प्रतिष्ठित हैं: प- अधिक तरल हाइलोप्लाज्म और जेल- सघन हाइलोप्लाज्म। उनके बीच आपसी संक्रमण संभव है: जेल सोल में बदल जाता है और इसके विपरीत।

साइटोप्लाज्म के कार्य:

1. एक प्रणाली में सेल के सभी घटकों का एकीकरण,
2. कई जैव रासायनिक और शारीरिक प्रक्रियाओं के पारित होने के लिए पर्यावरण,
3. ऑर्गेनेल के अस्तित्व और कामकाज के लिए पर्यावरण।

छत की भीतरी दीवार

छत की भीतरी दीवारयूकेरियोटिक कोशिकाओं को सीमित करें। प्रत्येक कोशिका झिल्ली में कम से कम दो परतों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है। आंतरिक परत साइटोप्लाज्म से सटी हुई है और इसका प्रतिनिधित्व करती है प्लाज्मा झिल्ली(पर्यायवाची - प्लास्मलेम्मा, कोशिका झिल्ली, साइटोप्लाज्मिक झिल्ली), जिसके ऊपर बाहरी परत बनती है। जंतु कोशिका में यह पतली होती है और कहलाती है glycocalyx(ग्लाइकोप्रोटीन, ग्लाइकोलिपिड्स, लिपोप्रोटीन द्वारा निर्मित), एक पौधे की कोशिका में - मोटी, कहलाती है कोशिका भित्ति(सेल्युलोज द्वारा निर्मित)।

सभी जैविक झिल्लियों में सामान्य संरचनात्मक विशेषताएं और गुण होते हैं। वर्तमान में आम तौर पर स्वीकार किया जाता है झिल्ली संरचना का द्रव मोज़ेक मॉडल. झिल्ली का आधार एक लिपिड बाईलेयर है, जो मुख्य रूप से फॉस्फोलिपिड्स द्वारा बनता है। फॉस्फोलिपिड्स ट्राइग्लिसराइड्स होते हैं जिसमें एक फैटी एसिड अवशेषों को फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है; अणु का वह खंड जिसमें फॉस्फोरिक एसिड के अवशेष स्थित होते हैं, हाइड्रोफिलिक हेड कहलाते हैं, जिन वर्गों में फैटी एसिड के अवशेष स्थित होते हैं, उन्हें हाइड्रोफोबिक टेल कहा जाता है। झिल्ली में, फॉस्फोलिपिड्स को कड़ाई से व्यवस्थित तरीके से व्यवस्थित किया जाता है: अणुओं की हाइड्रोफोबिक पूंछ एक दूसरे का सामना करती हैं, और हाइड्रोफिलिक सिर पानी की ओर बाहर की ओर होते हैं।

लिपिड के अलावा, झिल्ली में प्रोटीन होता है (औसतन ≈ 60%)। वे झिल्ली के अधिकांश विशिष्ट कार्यों (कुछ अणुओं का परिवहन, प्रतिक्रियाओं का उत्प्रेरण, पर्यावरण से संकेतों को प्राप्त करना और परिवर्तित करना आदि) का निर्धारण करते हैं। भेद: 1) परिधीय प्रोटीन(लिपिड बाईलेयर की बाहरी या भीतरी सतह पर स्थित), 2) अर्ध-अभिन्न प्रोटीन(लिपिड बाईलेयर में अलग-अलग गहराई तक डूबा हुआ), 3) अभिन्न या ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन(कोशिका के बाहरी और आंतरिक दोनों वातावरण के संपर्क में रहते हुए, झिल्ली के माध्यम से और उसके माध्यम से प्रवेश करें)। कुछ मामलों में इंटीग्रल प्रोटीन को चैनल-फॉर्मिंग या चैनल कहा जाता है, क्योंकि उन्हें हाइड्रोफिलिक चैनल माना जा सकता है, जिसके माध्यम से ध्रुवीय अणु कोशिका में प्रवेश करते हैं (झिल्ली के लिपिड घटक उन्हें नहीं जाने देंगे)।

ए - फॉस्फोलिपिड का हाइड्रोफिलिक सिर; सी, फॉस्फोलिपिड की हाइड्रोफोबिक पूंछ; 1 - प्रोटीन ई और एफ के हाइड्रोफोबिक क्षेत्र; 2, प्रोटीन एफ के हाइड्रोफिलिक क्षेत्र; 3 - एक ग्लाइकोलिपिड अणु में एक लिपिड से जुड़ी एक शाखित ओलिगोसेकेराइड श्रृंखला (ग्लाइकोलिपिड्स ग्लाइकोप्रोटीन की तुलना में कम आम हैं); 4 - ग्लाइकोप्रोटीन अणु में एक प्रोटीन से जुड़ी शाखित ओलिगोसेकेराइड श्रृंखला; 5 - हाइड्रोफिलिक चैनल (एक छिद्र के रूप में कार्य करता है जिसके माध्यम से आयन और कुछ ध्रुवीय अणु गुजर सकते हैं)।

झिल्ली में कार्बोहाइड्रेट (10% तक) हो सकते हैं। झिल्लियों के कार्बोहाइड्रेट घटक को ओलिगोसेकेराइड या प्रोटीन अणुओं (ग्लाइकोप्रोटीन) या लिपिड (ग्लाइकोलिपिड्स) से जुड़ी पॉलीसेकेराइड श्रृंखलाओं द्वारा दर्शाया जाता है। मूल रूप से, कार्बोहाइड्रेट झिल्ली की बाहरी सतह पर स्थित होते हैं। कार्बोहाइड्रेट झिल्ली के रिसेप्टर कार्यों को प्रदान करते हैं। पशु कोशिकाओं में, ग्लाइकोप्रोटीन एक एपिमेम्ब्रेन कॉम्प्लेक्स, ग्लाइकोकैलिक्स, कई दसियों नैनोमीटर मोटी बनाते हैं। इसमें कई सेल रिसेप्टर्स स्थित हैं, इसकी मदद से सेल आसंजन होता है।

प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और लिपिड के अणु मोबाइल होते हैं, जो झिल्ली के तल में जाने में सक्षम होते हैं। प्लाज्मा झिल्ली की मोटाई लगभग 7.5 एनएम है।

झिल्ली कार्य करता है

झिल्ली निम्नलिखित कार्य करती हैं:

1. बाहरी वातावरण से सेलुलर सामग्री को अलग करना,
2. सेल और पर्यावरण के बीच चयापचय का विनियमन,
3. डिब्बों में कोशिका का विभाजन ("डिब्बों"),
4. "एंजाइमी कन्वेयर" का स्थान,
5. बहुकोशिकीय जीवों (आसंजन) के ऊतकों में कोशिकाओं के बीच संचार प्रदान करना,
6. संकेत पहचान।

सबसे महत्वपूर्ण झिल्ली संपत्ति- चयनात्मक पारगम्यता, यानी झिल्लियां कुछ पदार्थों या अणुओं के लिए अत्यधिक पारगम्य होती हैं और दूसरों के लिए खराब पारगम्य (या पूरी तरह से अभेद्य)। यह गुण झिल्लियों के नियामक कार्य को रेखांकित करता है, जो कोशिका और बाहरी वातावरण के बीच पदार्थों के आदान-प्रदान को सुनिश्चित करता है। वह प्रक्रिया जिसके द्वारा पदार्थ कोशिका झिल्ली से होकर गुजरते हैं, कहलाती है पदार्थों का परिवहन. भेद: 1) नकारात्मक परिवहन- पदार्थों के गुजरने की प्रक्रिया, ऊर्जा के बिना जाना; 2) सक्रिय ट्रांसपोर्ट- पदार्थों को पारित करने की प्रक्रिया, ऊर्जा की लागत के साथ जा रही है।

पर नकारात्मक परिवहनपदार्थ उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से कम सांद्रता वाले क्षेत्र में जाते हैं, अर्थात। एकाग्रता ढाल के साथ। किसी भी विलयन में विलायक और विलेय के अणु होते हैं। विलेय अणुओं की गति की प्रक्रिया को विसरण कहते हैं, विलायक के अणुओं की गति को परासरण कहते हैं। यदि अणु को आवेशित किया जाता है, तो इसका परिवहन विद्युत प्रवणता से प्रभावित होता है। इसलिए, एक अक्सर एक विद्युत रासायनिक ढाल की बात करता है, दोनों ग्रेडिएंट्स को एक साथ मिलाता है। परिवहन की गति ढाल के परिमाण पर निर्भर करती है।

निम्न प्रकार के निष्क्रिय परिवहन को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: 1) सरल विस्तार- सीधे लिपिड बाईलेयर (ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड) के माध्यम से पदार्थों का परिवहन; 2) झिल्ली चैनलों के माध्यम से प्रसार- चैनल बनाने वाले प्रोटीन (Na +, K +, Ca 2+, Cl -) के माध्यम से परिवहन; 3) सुविधा विसरण- विशेष परिवहन प्रोटीन का उपयोग करके पदार्थों का परिवहन, जिनमें से प्रत्येक कुछ अणुओं या संबंधित अणुओं के समूह (ग्लूकोज, अमीनो एसिड, न्यूक्लियोटाइड) के संचलन के लिए जिम्मेदार है; 4) असमस- पानी के अणुओं का परिवहन (सभी जैविक प्रणालियों में, पानी विलायक है)।

ज़रूरत सक्रिय ट्रांसपोर्टतब होता है जब विद्युत रासायनिक ढाल के खिलाफ झिल्ली के माध्यम से अणुओं के हस्तांतरण को सुनिश्चित करना आवश्यक होता है। यह परिवहन विशेष वाहक प्रोटीन द्वारा किया जाता है, जिसकी गतिविधि के लिए ऊर्जा व्यय की आवश्यकता होती है। ऊर्जा स्रोत एटीपी अणु है। सक्रिय परिवहन में शामिल हैं: 1) Na + /K + -पंप (सोडियम-पोटेशियम पंप), 2) एंडोसाइटोसिस, 3) एक्सोसाइटोसिस।

वर्क ना + / के + -पंप. सामान्य कामकाज के लिए, कोशिका को साइटोप्लाज्म और बाहरी वातावरण में K + और Na + आयनों का एक निश्चित अनुपात बनाए रखना चाहिए। सेल के अंदर K + की सांद्रता इसके बाहर की तुलना में काफी अधिक होनी चाहिए, और Na + - इसके विपरीत। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ना + और के + झिल्ली छिद्रों के माध्यम से स्वतंत्र रूप से फैल सकते हैं। Na+/K+ पंप इन आयन सांद्रता के समीकरण का प्रतिकार करता है और सक्रिय रूप से Na+ को सेल से बाहर और K+ को सेल में पंप करता है। Na + /K + -पंप एक ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन है जो गठनात्मक परिवर्तनों में सक्षम है, जिससे यह K + और Na + दोनों को जोड़ सकता है। Na + /K + -पंप के संचालन के चक्र को निम्नलिखित चरणों में विभाजित किया जा सकता है: 1) झिल्ली के अंदर से Na + का लगाव, 2) पंप प्रोटीन का फास्फारिलीकरण, 3) बाह्य कोशिका में Na + का विमोचन अंतरिक्ष, 4) झिल्ली के बाहर से K + का जुड़ाव, 5) पंप प्रोटीन का डिफॉस्फोराइलेशन, 6) इंट्रासेल्युलर स्पेस में K + का रिलीज। सोडियम-पोटेशियम पंप कोशिका के जीवन के लिए आवश्यक सभी ऊर्जा का लगभग एक तिहाई खपत करता है। ऑपरेशन के एक चक्र के दौरान, पंप सेल से 3Na + को पंप करता है और 2K + में पंप करता है।

एंडोसाइटोसिस- बड़े कणों और मैक्रोमोलेक्यूल्स के सेल द्वारा अवशोषण की प्रक्रिया। एंडोसाइटोसिस दो प्रकार के होते हैं: 1) phagocytosis- बड़े कणों (कोशिकाओं, कोशिका भागों, मैक्रोमोलेक्युलस) और 2) का कब्जा और अवशोषण पिनोसाइटोसिस- तरल सामग्री (समाधान, कोलाइडल समाधान, निलंबन) का कब्जा और अवशोषण। फैगोसाइटोसिस की घटना की खोज आई.आई. 1882 में मेचनिकोव। एंडोसाइटोसिस के दौरान, प्लाज़्मा झिल्ली एक अंतर्वलन बनाती है, इसके किनारे विलीन हो जाते हैं, और एक झिल्ली द्वारा साइटोप्लाज्म से सीमांकित संरचनाओं को साइटोप्लाज्म में रखा जाता है। कई प्रोटोजोआ और कुछ ल्यूकोसाइट्स फागोसाइटोसिस में सक्षम हैं। रक्त केशिकाओं के एंडोथेलियम में आंत की उपकला कोशिकाओं में पिनोसाइटोसिस मनाया जाता है।

एक्सोसाइटोसिस- एंडोसाइटोसिस की रिवर्स प्रक्रिया: सेल से विभिन्न पदार्थों को हटाना। एक्सोसाइटोसिस के दौरान, पुटिका झिल्ली बाहरी साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के साथ फ़्यूज़ हो जाती है, पुटिका की सामग्री कोशिका के बाहर हटा दी जाती है, और इसकी झिल्ली बाहरी साइटोप्लाज्मिक झिल्ली में शामिल हो जाती है। इस प्रकार, अंतःस्रावी ग्रंथियों की कोशिकाओं से हार्मोन निकल जाते हैं और प्रोटोजोआ में अपचित भोजन रह जाता है।

के लिए जाओ व्याख्यान संख्या 5"कोशिका सिद्धांत। सेलुलर संगठन के प्रकार»

के लिए जाओ व्याख्यान संख्या 7"यूकेरियोटिक सेल: ऑर्गेनेल की संरचना और कार्य"

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली या प्लास्मलेमा(अव्य। झिल्ली - त्वचा, फिल्म) - सबसे पतली फिल्म ( 7– 10nm), पर्यावरण से कोशिका की आंतरिक सामग्री का परिसीमन, केवल एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में दिखाई देता है।

द्वारा रासायनिक संगठनप्लास्मालेम्मा एक लिपोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स है - अणु लिपिडऔर प्रोटीन.

यह एक लिपिड बाइलेयर पर आधारित है जिसमें फॉस्फोलिपिड्स होते हैं, इसके अलावा, झिल्ली में ग्लाइकोलिपिड्स और कोलेस्ट्रॉल मौजूद होते हैं। उन सभी के पास उभयचरिता का गुण है, अर्थात। उनके पास हाइड्रोफिलिक ("पानी से प्यार करने वाला") और हाइड्रोफोबिक ("पानी से डरने वाला") समाप्त होता है। लिपिड अणुओं (फॉस्फेट समूह) के हाइड्रोफिलिक ध्रुवीय "सिर" झिल्ली के बाहर का सामना करते हैं, और हाइड्रोफोबिक गैर-ध्रुवीय "पूंछ" (फैटी एसिड अवशेष) एक दूसरे का सामना करते हैं, जो एक द्विध्रुवीय लिपिड परत बनाता है। लिपिड अणु मोबाइल होते हैं और अपने मोनोलेयर में या शायद ही कभी - एक मोनोलेयर से दूसरे में जा सकते हैं। लिपिड मोनोलेयर्स असममित हैं, अर्थात, वे लिपिड रचना में भिन्न होते हैं, जो एक ही कोशिका के भीतर भी झिल्लियों को विशिष्टता प्रदान करता है। लिपिड बाइलेयर एक तरल या ठोस क्रिस्टल की स्थिति में हो सकता है।

प्रोटीन प्लाज्मेलेम्मा का दूसरा आवश्यक घटक है। कई झिल्ली प्रोटीन झिल्ली के तल में जाने या अपनी धुरी के चारों ओर घूमने में सक्षम होते हैं, लेकिन लिपिड बिलेयर के एक तरफ से दूसरी तरफ नहीं जा सकते।

लिपिड झिल्ली की बुनियादी संरचनात्मक विशेषताएं प्रदान करते हैं, जबकि प्रोटीन इसके कार्य प्रदान करते हैं।

झिल्ली प्रोटीन के कार्य अलग-अलग होते हैं: झिल्ली की संरचना को बनाए रखना, पर्यावरण से संकेतों को प्राप्त करना और परिवर्तित करना, कुछ पदार्थों का परिवहन करना, झिल्लियों पर होने वाली प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करना।

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की संरचना के कई मॉडल हैं।

①। सैंडविच मॉडल(गिलहरी– लिपिड– प्रोटीन)

में 1935अंग्रेजी वैज्ञानिक डैनेलीऔर डावसनप्रोटीन अणुओं (इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में डार्क लेयर्स) की झिल्ली में परत-दर-परत व्यवस्था का विचार व्यक्त किया, जो बाहर स्थित है, और लिपिड अणु (प्रकाश परत) - अंदर . लंबे समय तक सभी जैविक झिल्लियों की एकल तीन-परत संरचना का विचार था।

एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके झिल्ली के विस्तृत अध्ययन से पता चला कि प्रकाश परत वास्तव में फॉस्फोलिपिड्स की दो परतों द्वारा दर्शायी जाती है - यह लिपिड परत, और इसके पानी में घुलनशील भाग हैं हाइड्रोफिलिक सिरप्रोटीन परत को निर्देशित, और अघुलनशील (फैटी एसिड अवशेष) - हाइड्रोफोबिक पूंछएक - दूसरे का सामना करना पड़ा।

②। तरल मोज़ेक मॉडल

में 1972.गायक और निकोल्सन झिल्ली के एक मॉडल का वर्णन किया जिसने व्यापक स्वीकृति प्राप्त की है। इस मॉडल के अनुसार, प्रोटीन अणु एक सतत परत नहीं बनाते हैं, लेकिन मोज़ेक के रूप में अलग-अलग गहराई पर द्विध्रुवी लिपिड परत में डूबे रहते हैं। हिमशैल की तरह प्रोटीन अणुओं के ग्लोब्यूल्स "महासागर" में डूबे हुए हैं

लिपिड: कुछ बाइलिपिड परत की सतह पर स्थित होते हैं - परिधीय प्रोटीन, अन्य इसमें आधे डूबे हुए हैं - अर्ध-अभिन्न प्रोटीन, तीसरा - अभिन्न प्रोटीन- हाइड्रोफिलिक छिद्रों का निर्माण करते हुए, इसके माध्यम से और इसके माध्यम से प्रवेश करें। परिधीय प्रोटीन, लिपिड परत की सतह पर होने के कारण, इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन द्वारा लिपिड अणुओं के सिर से जुड़े होते हैं। लेकिन वे कभी भी एक सतत परत नहीं बनाते हैं और वास्तव में, स्वयं झिल्ली के प्रोटीन नहीं होते हैं, बल्कि इसे कोशिका की सतह तंत्र की सुप्रा-झिल्ली या उप-झिल्ली प्रणाली से जोड़ते हैं।

झिल्ली के संगठन में मुख्य भूमिका इंटीग्रल और सेमी-इंटीग्रल (ट्रांसमेम्ब्रेन) प्रोटीन द्वारा निभाई जाती है, जिसमें एक गोलाकार संरचना होती है और हाइड्रोफिलिक-हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन द्वारा लिपिड चरण से जुड़े होते हैं। प्रोटीन अणु, जैसे लिपिड, उभयचर होते हैं और उनके हाइड्रोफोबिक क्षेत्र बाइलिपिड परत की हाइड्रोफोबिक पूंछ के साथ बातचीत करते हैं, जबकि हाइड्रोफिलिक क्षेत्र जलीय वातावरण का सामना करते हैं और पानी के साथ हाइड्रोजन बांड बनाते हैं।

③। प्रोटीन-क्रिस्टल मॉडल(लिपोप्रोटीन मैट मॉडल)

झिल्लियों का निर्माण लिपिड और प्रोटीन अणुओं के परस्पर गुंथने से होता है, जो हाइड्रोफिलिक के आधार पर आपस में जुड़ जाते हैं।

हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन।

प्रोटीन के अणु, पिन की तरह, लिपिड परत में प्रवेश करते हैं और झिल्ली में एक ढांचे का कार्य करते हैं। वसा में घुलनशील पदार्थों के साथ झिल्ली के उपचार के बाद, प्रोटीन ढांचे को संरक्षित किया जाता है, जो झिल्ली में प्रोटीन अणुओं के बीच संबंध को सिद्ध करता है। जाहिरा तौर पर, यह मॉडल केवल कुछ झिल्लियों के कुछ विशेष क्षेत्रों में लागू किया जाता है, जहां एक कठोर संरचना और लिपिड और प्रोटीन के बीच घनिष्ठ स्थिर संबंधों की आवश्यकता होती है (उदाहरण के लिए, उस क्षेत्र में जहां एंजाइम ना-के-एटीपी-ases).

सबसे सार्वभौमिक मॉडल जो थर्मोडायनामिक सिद्धांतों (हाइड्रोफिलिक-हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन के सिद्धांत), मॉर्फो-बायोकेमिकल और प्रयोगात्मक से मिलता है
एंटल-साइटोलॉजिकल डेटा एक द्रव-मोज़ेक मॉडल है। हालांकि, झिल्ली के सभी तीन मॉडल परस्पर अनन्य नहीं हैं और इस क्षेत्र की कार्यात्मक विशेषताओं के आधार पर एक ही झिल्ली के विभिन्न क्षेत्रों में हो सकते हैं।

मेम्ब्रेन गुण

1. आत्म-इकट्ठा करने की क्षमता।विनाशकारी प्रभावों के बाद, झिल्ली अपनी संरचना को बहाल करने में सक्षम है, क्योंकि। लिपिड अणु, उनके भौतिक-रासायनिक गुणों के आधार पर, एक द्विध्रुवीय परत में इकट्ठे होते हैं, जिसमें प्रोटीन अणु अंतःस्थापित होते हैं।

2. तरलता।झिल्ली एक कठोर संरचना नहीं है, इसके अधिकांश प्रोटीन और लिपिड झिल्ली के तल में जा सकते हैं, वे घूर्णी और दोलन संबंधी आंदोलनों के कारण लगातार उतार-चढ़ाव करते हैं। यह झिल्ली पर रासायनिक प्रतिक्रियाओं की उच्च दर निर्धारित करता है।

3. अर्धपारगम्यता. जीवित कोशिकाओं की झिल्लियाँ, पानी के अलावा, केवल कुछ अणुओं और घुले हुए पदार्थों के आयनों से गुजरती हैं। यह कोशिका के आयनिक और आणविक संरचना के रखरखाव को सुनिश्चित करता है।

4. झिल्ली का कोई ढीला सिरा नहीं है. यह हमेशा बुलबुले में बंद होता है।

5. विषमता. प्रोटीन और लिपिड दोनों की बाहरी और भीतरी परतों की संरचना अलग-अलग होती है।

6. विचारों में भिन्नता. झिल्ली के बाहरी हिस्से में धनात्मक आवेश होता है, जबकि भीतरी भाग में ऋणात्मक आवेश होता है।

झिल्ली कार्य

1) रुकावट -प्लाज्मेलेमा साइटोप्लाज्म और न्यूक्लियस को बाहरी वातावरण से अलग करता है। इसके अलावा, झिल्ली कोशिका की आंतरिक सामग्री को खंडों (डिब्बों) में विभाजित करती है, जिसमें विपरीत जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं अक्सर होती हैं।

2) रिसेप्टर(संकेत) - प्रोटीन अणुओं की महत्वपूर्ण संपत्ति - विकृतीकरण के कारण, झिल्ली पर्यावरण में विभिन्न परिवर्तनों को पकड़ने में सक्षम है। इसलिए, जब एक कोशिका झिल्ली विभिन्न पर्यावरणीय कारकों (भौतिक, रासायनिक, जैविक) के संपर्क में आती है, तो इसकी संरचना बनाने वाले प्रोटीन अपने स्थानिक विन्यास को बदलते हैं, जो कोशिका के लिए एक तरह के संकेत के रूप में कार्य करता है।

यह बाहरी वातावरण, कोशिका पहचान और ऊतक निर्माण आदि के दौरान उनके अभिविन्यास के साथ संचार प्रदान करता है। यह कार्य विभिन्न नियामक प्रणालियों की गतिविधि और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के गठन से जुड़ा हुआ है।

3) अदला-बदली- झिल्ली में न केवल संरचनात्मक प्रोटीन होते हैं जो इसे बनाते हैं, बल्कि एंजाइमेटिक प्रोटीन भी होते हैं जो जैविक उत्प्रेरक होते हैं। वे "उत्प्रेरक वाहक" के रूप में झिल्ली पर स्थित होते हैं और चयापचय प्रतिक्रियाओं की तीव्रता और दिशा निर्धारित करते हैं।

4) परिवहन- पदार्थों के अणु जिनका व्यास 50 एनएम से अधिक नहीं है, के माध्यम से प्रवेश कर सकते हैं निष्क्रिय और सक्रियझिल्ली संरचना में छिद्रों के माध्यम से परिवहन। बड़े पदार्थ कोशिका में प्रवेश करते हैं एंडोसाइटोसिस(झिल्ली पैकेजिंग में परिवहन), ऊर्जा खपत की आवश्यकता होती है। इसकी किस्में हैं फेज और पिनोसाइटोसिस.

निष्क्रिय परिवहन - परिवहन का एक तरीका जिसमें एटीपी ऊर्जा के व्यय के बिना रासायनिक या विद्युत रासायनिक एकाग्रता के ढाल के साथ पदार्थों का स्थानांतरण किया जाता है। दो प्रकार के निष्क्रिय परिवहन हैं: सरल और सुगम प्रसार। प्रसार- यह आयनों या अणुओं का उनकी उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से कम सांद्रता वाले क्षेत्र में स्थानांतरण है, अर्थात ढाल के साथ।

सरल विस्तार- नमक आयन और पानी ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन या वसा में घुलनशील पदार्थों के माध्यम से एक सांद्रता प्रवणता के साथ प्रवेश करते हैं।

सुविधा विसरण- विशिष्ट वाहक प्रोटीन पदार्थ को बांधते हैं और इसे "पिंग-पोंग" सिद्धांत के अनुसार झिल्ली के माध्यम से स्थानांतरित करते हैं। इस तरह, शर्करा और अमीनो एसिड झिल्ली से होकर गुजरते हैं। ऐसे परिवहन की दर साधारण प्रसार की तुलना में बहुत अधिक है। वाहक प्रोटीन के अलावा, कुछ एंटीबायोटिक्स, जैसे ग्रैमिटिडिन और वैनोमाइसिन, सुगम प्रसार में शामिल हैं।

क्योंकि वे आयन परिवहन प्रदान करते हैं, उन्हें कहा जाता है आयनोफोरस.

सक्रिय परिवहन परिवहन का एक तरीका है जिसमें एटीपी की ऊर्जा खपत होती है, यह एकाग्रता प्रवणता के खिलाफ जाती है। इसमें एंजाइम ATPase शामिल है। बाहरी कोशिका झिल्ली में ATPases होते हैं, जो आयनों को एक सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध ले जाते हैं, एक घटना जिसे आयन पंप कहा जाता है। एक उदाहरण सोडियम-पोटेशियम पंप है। आम तौर पर, कोशिका में अधिक पोटेशियम आयन होते हैं, और बाहरी वातावरण में सोडियम आयन होते हैं। इसलिए, सरल प्रसार के नियमों के अनुसार, पोटेशियम कोशिका को छोड़ देता है, और सोडियम कोशिका में प्रवेश करता है। इसके विपरीत, सोडियम-पोटेशियम पंप पोटेशियम आयनों को एकाग्रता प्रवणता के खिलाफ सेल में पंप करता है, और बाहरी वातावरण में सोडियम आयनों को ले जाता है। यह सेल और इसकी व्यवहार्यता में आयनिक संरचना की स्थिरता को बनाए रखने की अनुमति देता है। एक पशु कोशिका में, सोडियम-पोटेशियम पंप को संचालित करने के लिए एक तिहाई एटीपी का उपयोग किया जाता है।

सक्रिय परिवहन का एक प्रकार झिल्ली युक्त परिवहन है। एंडोसाइटोसिस. बायोपॉलिमर्स के बड़े अणु झिल्ली में प्रवेश नहीं कर सकते, वे एक झिल्ली पैकेज में कोशिका में प्रवेश करते हैं। फैगोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस के बीच अंतर। phagocytosis- कोशिका द्वारा ठोस कणों का कब्जा, पिनोसाइटोसिस- तरल कण। इन प्रक्रियाओं को चरणों में बांटा गया है:

1) पदार्थ के झिल्ली रिसेप्टर्स द्वारा मान्यता; 2) एक पुटिका (पुटिका) के गठन के साथ झिल्ली का आक्रमण (आक्रमण); 3) झिल्ली से पुटिका का अलग होना, प्राथमिक लाइसोसोम के साथ इसका संलयन और झिल्ली की अखंडता की बहाली; 4) सेल (एक्सोसाइटोसिस) से अपचित सामग्री की रिहाई।

एंडोसाइटोसिस प्रोटोजोआ को खिलाने का एक तरीका है। स्तनधारियों और मनुष्यों में एंडोसाइटोसिस में सक्षम कोशिकाओं की रेटिकुलो-हिस्टियो-एंडोथेलियल प्रणाली होती है - ये यकृत में ल्यूकोसाइट्स, मैक्रोफेज, कुफ़्फ़र कोशिकाएं हैं।

सेल के आसमाटिक गुण

असमस- एक क्षेत्र से एक अर्ध-पारगम्य झिल्ली के माध्यम से पानी के प्रवेश की एक तरफा प्रक्रिया कम समाधान एकाग्रता वाले क्षेत्र से उच्च एकाग्रता वाले क्षेत्र में। ऑस्मोसिस आसमाटिक दबाव निर्धारित करता है।

डायलिसिस- घुलित पदार्थों का एकतरफा प्रसार।

एक समाधान जिसमें आसमाटिक दबाव कोशिकाओं के समान होता है, कहलाता है आइसोटोनिक।जब एक सेल को आइसोटोनिक घोल में डुबाया जाता है, तो इसका आयतन नहीं बदलता है। एक आइसोटोनिक समाधान कहा जाता है शारीरिक- यह 0.9% सोडियम क्लोराइड घोल है, जिसका व्यापक रूप से गंभीर निर्जलीकरण और रक्त प्लाज्मा के नुकसान के लिए दवा में उपयोग किया जाता है।

एक समाधान जिसका आसमाटिक दबाव कोशिकाओं की तुलना में अधिक होता है, कहलाता है अतिपरासारी.

हाइपरटोनिक घोल में कोशिकाएं पानी खो देती हैं और सिकुड़ जाती हैं। दवा में हाइपरटोनिक समाधान का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हाइपरटोनिक घोल में भिगोया हुआ धुंध पट्टी मवाद को अच्छी तरह से अवशोषित कर लेता है।

एक समाधान जहां नमक की एकाग्रता सेल की तुलना में कम होती है, कहलाती है हाइपोटोनिक. जब किसी कोशिका को ऐसे विलयन में डुबाया जाता है तो उसमें जल की धारा दौड़ जाती है। कोशिका सूज जाती है, उसका स्फीति बढ़ जाता है और वह गिर सकती है। hemolysis- हाइपोटोनिक घोल में रक्त कोशिकाओं का विनाश।

संपूर्ण रूप से मानव शरीर में आसमाटिक दबाव उत्सर्जन अंगों की प्रणाली द्वारा नियंत्रित होता है।

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और देखें:

कोशिका झिल्लीप्लाज्मा (या साइटोप्लाज्मिक) झिल्ली और प्लास्मलेमा भी कहा जाता है। यह संरचना न केवल कोशिका की आंतरिक सामग्री को बाहरी वातावरण से अलग करती है, बल्कि अधिकांश कोशिका जीवों और नाभिक की संरचना में भी प्रवेश करती है, बदले में उन्हें हाइलोप्लाज्म (साइटोसोल) - साइटोप्लाज्म के चिपचिपा-तरल भाग से अलग करती है। आइए कॉल करने के लिए सहमत हों कोशिकाद्रव्य की झिल्लीएक जो कोशिका की सामग्री को बाहरी वातावरण से अलग करता है। शेष शब्द सभी झिल्लियों को संदर्भित करते हैं।

कोशिका झिल्ली की संरचना

कोशिका (जैविक) झिल्ली की संरचना का आधार लिपिड (वसा) की दोहरी परत है। ऐसी परत का निर्माण उनके अणुओं की विशेषताओं से जुड़ा होता है। लिपिड पानी में नहीं घुलते हैं, लेकिन इसमें अपने तरीके से संघनित होते हैं। एकल लिपिड अणु का एक भाग एक ध्रुवीय सिर है (यह पानी से आकर्षित होता है, यानी, हाइड्रोफिलिक), और दूसरा लंबी गैर-ध्रुवीय पूंछ की एक जोड़ी है (अणु का यह हिस्सा पानी से पीछे हट जाता है, यानी, हाइड्रोफोबिक) . अणुओं की यह संरचना उन्हें अपनी पूंछ को पानी से "छिपा" देती है और उनके ध्रुवीय सिर को पानी की ओर मोड़ देती है।

नतीजतन, एक लिपिड बाइलेयर बनता है, जिसमें गैर-ध्रुवीय पूंछ अंदर होती है (एक दूसरे का सामना करती है), और ध्रुवीय सिर बाहर की ओर (बाहरी वातावरण और साइटोप्लाज्म के लिए) होते हैं। ऐसी झिल्ली की सतह हाइड्रोफिलिक होती है, लेकिन इसके अंदर हाइड्रोफोबिक होती है।

कोशिका झिल्लियों में, फॉस्फोलिपिड्स लिपिड के बीच प्रबल होते हैं (वे जटिल लिपिड होते हैं)। उनके सिर में फॉस्फोरिक एसिड का अवशेष होता है। फॉस्फोलिपिड्स के अलावा, ग्लाइकोलिपिड्स (लिपिड्स + कार्बोहाइड्रेट) और कोलेस्ट्रॉल (स्टेरोल्स के अंतर्गत आता है) हैं। उत्तरार्द्ध झिल्ली को कठोरता देता है, शेष लिपिड की पूंछ के बीच इसकी मोटाई में स्थित होता है (कोलेस्ट्रॉल पूरी तरह से हाइड्रोफोबिक है)।

इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के कारण, कुछ प्रोटीन अणु लिपिड के आवेशित सिरों से जुड़ जाते हैं, जो सतह झिल्ली प्रोटीन बन जाते हैं। अन्य प्रोटीन गैर-ध्रुवीय पूंछ के साथ बातचीत करते हैं, आंशिक रूप से बाइलर में डूब जाते हैं, या इसके माध्यम से और इसके माध्यम से प्रवेश करते हैं।

इस प्रकार, कोशिका झिल्ली में लिपिड, सतह (परिधीय), डूबे हुए (अर्द्ध-अभिन्न) और मर्मज्ञ (अभिन्न) प्रोटीन की एक दोहरी परत होती है। इसके अलावा, झिल्ली के बाहर कुछ प्रोटीन और लिपिड कार्बोहाइड्रेट श्रृंखलाओं से जुड़े होते हैं।

यह झिल्ली संरचना का द्रव मोज़ेक मॉडल XX सदी के 70 के दशक में सामने रखा गया था। इससे पहले, संरचना का एक सैंडविच मॉडल ग्रहण किया गया था, जिसके अनुसार लिपिड बाईलेयर अंदर स्थित है, और झिल्ली के अंदर और बाहर सतह प्रोटीन की निरंतर परतों के साथ कवर किया गया है। हालाँकि, प्रायोगिक डेटा के संचय ने इस परिकल्पना को खारिज कर दिया।

विभिन्न कोशिकाओं में झिल्लियों की मोटाई लगभग 8 एनएम होती है। विभिन्न प्रकार के लिपिड, प्रोटीन, एंजाइमिक गतिविधि आदि के प्रतिशत में मेम्ब्रेन (एक के अलग-अलग पक्ष भी) एक दूसरे से भिन्न होते हैं। कुछ झिल्ली अधिक तरल और अधिक पारगम्य होती हैं, अन्य अधिक सघन होती हैं।

लिपिड बाईलेयर की भौतिक-रासायनिक विशेषताओं के कारण कोशिका झिल्ली में दरारें आसानी से विलीन हो जाती हैं। झिल्ली के तल में, लिपिड और प्रोटीन (जब तक कि वे साइटोस्केलेटन द्वारा तय नहीं किए जाते हैं) चलते हैं।

कोशिका झिल्ली के कार्य

कोशिका झिल्ली में डूबे हुए अधिकांश प्रोटीन एक एंजाइमी कार्य करते हैं (वे एंजाइम होते हैं)। अक्सर (विशेष रूप से सेल ऑर्गेनेल की झिल्लियों में) एंजाइमों को एक निश्चित क्रम में व्यवस्थित किया जाता है ताकि एक एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया उत्पाद दूसरे, फिर तीसरे, आदि से गुजरें। एक कन्वेयर बनता है जो सतह के प्रोटीन को स्थिर करता है, क्योंकि वे नहीं करते हैं एंजाइमों को लिपिड बिलेयर के साथ तैरने दें।

कोशिका झिल्ली पर्यावरण से एक परिसीमन (बाधा) कार्य करती है और साथ ही एक परिवहन कार्य करती है। कहा जा सकता है कि यही इसका सबसे महत्वपूर्ण उद्देश्य है। साइटोप्लाज्मिक झिल्ली, जिसमें ताकत और चयनात्मक पारगम्यता होती है, कोशिका की आंतरिक संरचना (इसकी होमियोस्टेसिस और अखंडता) की स्थिरता को बनाए रखती है।

इस मामले में, पदार्थों का परिवहन विभिन्न तरीकों से होता है। एक सघनता प्रवणता के साथ परिवहन में उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से कम एक (प्रसार) वाले क्षेत्र में पदार्थों का संचलन शामिल होता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, गैसें फैलती हैं (CO 2, O 2)।

सघनता प्रवणता के विरुद्ध परिवहन भी होता है, लेकिन ऊर्जा के व्यय के साथ।

परिवहन निष्क्रिय और हल्का होता है (जब इसे किसी प्रकार के संक्रमण से मदद मिलती है)।
को)। वसा में घुलनशील पदार्थों के लिए कोशिका झिल्ली में निष्क्रिय प्रसार संभव है।

विशेष प्रोटीन होते हैं जो झिल्लियों को शर्करा और अन्य पानी में घुलनशील पदार्थों के लिए पारगम्य बनाते हैं। ये वाहक परिवहन किए गए अणुओं को बांधते हैं और उन्हें झिल्ली के पार खींचते हैं।

3. साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के कार्य और संरचना

इस प्रकार ग्लूकोज को लाल रक्त कोशिकाओं में ले जाया जाता है।

फैले हुए प्रोटीन, जब संयुक्त होते हैं, झिल्ली के माध्यम से कुछ पदार्थों के संचलन के लिए एक छिद्र बना सकते हैं। ऐसे वाहक चलते नहीं हैं, लेकिन झिल्ली में एक चैनल बनाते हैं और एंजाइम के समान काम करते हैं, एक विशिष्ट पदार्थ को बांधते हैं। स्थानांतरण प्रोटीन की संरचना में बदलाव के कारण होता है, जिसके कारण झिल्ली में चैनल बनते हैं। एक उदाहरण सोडियम-पोटेशियम पंप है।

यूकेरियोटिक कोशिका झिल्ली का परिवहन कार्य एंडोसाइटोसिस (और एक्सोसाइटोसिस) के माध्यम से भी महसूस किया जाता है।इन तंत्रों के माध्यम से, बायोपॉलिमर्स के बड़े अणु, यहां तक ​​कि पूरी कोशिकाएं भी, कोशिका में प्रवेश करती हैं (और इससे बाहर)। एंडो- और एक्सोसाइटोसिस सभी यूकेरियोटिक कोशिकाओं की विशेषता नहीं है (प्रोकैरियोट्स में यह बिल्कुल नहीं है)। तो एंडोसाइटोसिस प्रोटोजोआ और निचले अकशेरूकीय में मनाया जाता है; स्तनधारियों में, ल्यूकोसाइट्स और मैक्रोफेज हानिकारक पदार्थों और बैक्टीरिया को अवशोषित करते हैं, यानी एंडोसाइटोसिस शरीर के लिए एक सुरक्षात्मक कार्य करता है।

एंडोसाइटोसिस में बांटा गया है phagocytosis(साइटोप्लाज्म बड़े कणों को ढंकता है) और पिनोसाइटोसिस(इसमें घुले पदार्थों के साथ तरल बूंदों का कब्जा)। इन प्रक्रियाओं का तंत्र लगभग समान है। कोशिका की सतह पर अवशोषित पदार्थ एक झिल्ली से घिरे होते हैं। एक पुटिका (फागोसाइटिक या पिनोसाइटिक) बनती है, जो तब कोशिका में चली जाती है।

एक्सोसाइटोसिस साइटोप्लाज्मिक झिल्ली (हार्मोन, पॉलीसेकेराइड, प्रोटीन, वसा, आदि) द्वारा कोशिका से पदार्थों को हटाना है। ये पदार्थ झिल्ली पुटिकाओं में संलग्न होते हैं जो कोशिका झिल्ली में फिट होते हैं। दोनों झिल्लियां विलीन हो जाती हैं और सामग्री कोशिका के बाहर होती है।

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली एक रिसेप्टर फ़ंक्शन करता है।ऐसा करने के लिए, इसके बाहरी हिस्से में ऐसी संरचनाएँ होती हैं जो किसी रासायनिक या भौतिक उत्तेजना को पहचान सकती हैं। प्लाज्मालेमा में प्रवेश करने वाले कुछ प्रोटीन बाहर से पॉलीसेकेराइड श्रृंखलाओं (ग्लाइकोप्रोटीन बनाने) से जुड़े होते हैं। ये अजीबोगरीब आणविक रिसेप्टर्स हैं जो हार्मोन को पकड़ते हैं। जब कोई विशेष हार्मोन अपने रिसेप्टर से जुड़ता है, तो यह अपनी संरचना को बदल देता है। यह, बदले में, सेलुलर प्रतिक्रिया तंत्र को ट्रिगर करता है। साथ ही, चैनल खुल सकते हैं, और कुछ पदार्थ सेल में प्रवेश करना शुरू कर सकते हैं या इससे निकाले जा सकते हैं।

हार्मोन इंसुलिन की क्रिया के आधार पर कोशिका झिल्लियों के रिसेप्टर कार्य का अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है। जब इंसुलिन अपने ग्लाइकोप्रोटीन रिसेप्टर से जुड़ता है, तो इस प्रोटीन का उत्प्रेरक इंट्रासेल्युलर हिस्सा (एंजाइम एडिनाइलेट साइक्लेज) सक्रिय हो जाता है। एंजाइम एटीपी से चक्रीय एएमपी को संश्लेषित करता है। पहले से ही यह सेलुलर चयापचय के विभिन्न एंजाइमों को सक्रिय या बाधित करता है।

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के रिसेप्टर फ़ंक्शन में एक ही प्रकार की पड़ोसी कोशिकाओं की पहचान भी शामिल है। ऐसी कोशिकाएं विभिन्न अंतरकोशिकीय संपर्कों द्वारा एक दूसरे से जुड़ी होती हैं।

ऊतकों में, अंतरकोशिकीय संपर्कों की मदद से, कोशिकाएं विशेष रूप से संश्लेषित कम आणविक भार वाले पदार्थों का उपयोग करके एक दूसरे के साथ सूचनाओं का आदान-प्रदान कर सकती हैं। इस तरह की बातचीत का एक उदाहरण संपर्क निषेध है, जब कोशिकाओं को यह जानकारी मिलने के बाद बढ़ना बंद हो जाता है कि मुक्त स्थान पर कब्जा कर लिया गया है।

अंतरकोशिकीय संपर्क सरल होते हैं (विभिन्न कोशिकाओं की झिल्लियां एक-दूसरे से सटी होती हैं), लॉकिंग (एक कोशिका की झिल्ली का दूसरे में अंतर्वलन), डेस्मोसोम (जब झिल्ली साइटोप्लाज्म में घुसने वाले अनुप्रस्थ तंतुओं के बंडलों द्वारा जुड़ी होती हैं)। इसके अलावा, मध्यस्थों (मध्यस्थों) - सिनैप्स के कारण अंतरकोशिकीय संपर्कों का एक प्रकार है। उनमें, संकेत न केवल रासायनिक रूप से, बल्कि विद्युत रूप से भी प्रसारित होता है। सिनैप्स तंत्रिका कोशिकाओं के साथ-साथ तंत्रिका से मांसपेशियों तक संकेतों को प्रसारित करते हैं।

कोशिका सिद्धांत

1665 में, आर हुक ने माइक्रोस्कोप के तहत एक पेड़ के कॉर्क की कटौती की जांच करते हुए खाली कोशिकाओं की खोज की, जिसे उन्होंने "कोशिकाएं" कहा। उन्होंने केवल पौधों की कोशिकाओं के गोले देखे, और लंबे समय तक खोल को कोशिका का मुख्य संरचनात्मक घटक माना जाता था। 1825 में जे. पुर्किने ने कोशिकाओं के प्रोटोप्लाज्म का वर्णन किया और 1831 में आर. ब्राउन ने केंद्रक का वर्णन किया। 1837 में, एम. श्लीडेन इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि पौधों के जीवों में कोशिकाएं होती हैं, और प्रत्येक कोशिका में एक केंद्रक होता है।

1.1। उस समय तक संचित डेटा का उपयोग करते हुए, टी.

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली, इसके कार्य और संरचना

श्वान ने 1839 में कोशिका सिद्धांत के मुख्य प्रावधान तैयार किए:

1) कोशिका पौधों और जानवरों की बुनियादी संरचनात्मक इकाई है;

2) कोशिका निर्माण की प्रक्रिया जीवों की वृद्धि, विकास और विभेदीकरण को निर्धारित करती है।

1858 में, पैथोलॉजिकल एनाटॉमी के संस्थापक आर. विर्चो ने कोशिका सिद्धांत को इस महत्वपूर्ण स्थिति के साथ पूरक किया कि एक कोशिका केवल अपने विभाजन के परिणामस्वरूप एक कोशिका (ओमनिस सेलुला ई सेलुला) से ही आ सकती है। उन्होंने पाया कि सभी रोगों का आधार कोशिकाओं की संरचना और कार्य में परिवर्तन है।

1.2। आधुनिक कोशिका सिद्धांत में निम्नलिखित प्रावधान शामिल हैं:

1) कोशिका - जीवित जीवों की मुख्य संरचनात्मक, कार्यात्मक और अनुवांशिक इकाई, जीवित चीजों की सबसे छोटी इकाई;

2) सभी एककोशिकीय और बहुकोशिकीय जीवों की कोशिकाएँ संरचना, रासायनिक संरचना और जीवन प्रक्रियाओं की सबसे महत्वपूर्ण अभिव्यक्तियों में समान हैं;

3) मूल (माँ) कोशिका के विभाजन के परिणामस्वरूप प्रत्येक नई कोशिका का निर्माण होता है;

4) बहुकोशिकीय जीवों की कोशिकाएँ विशिष्ट होती हैं: वे विभिन्न कार्य करती हैं और ऊतक बनाती हैं;

5) कोशिका एक खुली प्रणाली है जिसके माध्यम से पदार्थ, ऊर्जा और सूचना का प्रवाह गुजरता है और रूपांतरित होता है

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की संरचना और कार्य

कोशिका एक खुली स्व-नियमन प्रणाली है जिसके माध्यम से पदार्थ, ऊर्जा और सूचना का निरंतर प्रवाह होता है। ये प्रवाह प्राप्त होते हैं विशेष उपकरणकोशिकाएं जिनमें शामिल हैं:

1) सुपरमेम्ब्रानस घटक - ग्लाइकोकालीक्स;

2) प्राथमिक जैविक झिल्ली या उनका परिसर;

3) हाइलोप्लाज्म का सबमब्रेनर सपोर्ट-कॉन्ट्रैक्टाइल कॉम्प्लेक्स;

4) एनाबॉलिक और कैटाबोलिक सिस्टम।

इस उपकरण का मुख्य घटक प्राथमिक झिल्ली है।

कोशिका में विभिन्न प्रकार की झिल्लियां होती हैं, लेकिन उनकी संरचना का सिद्धांत एक ही होता है।

1972 में, एस. सिंगर और जी. निकोलसन ने प्रारंभिक झिल्ली संरचना का एक द्रव-मोज़ेक मॉडल प्रस्तावित किया। इस मॉडल के अनुसार, यह भी बाइलिपिड परत पर आधारित है, लेकिन इस परत के संबंध में प्रोटीन अलग-अलग स्थित हैं। कुछ प्रोटीन अणु लिपिड परतों (परिधीय प्रोटीन) की सतह पर स्थित होते हैं, कुछ एक लिपिड परत (अर्ध-अभिन्न प्रोटीन) में प्रवेश करते हैं, और कुछ दोनों लिपिड परतों (अभिन्न प्रोटीन) में प्रवेश करते हैं। लिपिड परत तरल चरण ("लिपिड समुद्र") में है। झिल्लियों की बाहरी सतह पर एक रिसेप्टर तंत्र होता है - ग्लाइकोकैलिक्स, जो ग्लाइकोप्रोटीन के शाखित अणुओं द्वारा बनता है, जो कुछ पदार्थों और संरचनाओं को "पहचानता है"।

2.3। झिल्ली गुण: 1) प्लास्टिसिटी, 2) अर्ध-पारगम्यता, 3) स्व-समापन क्षमता।

2.4। झिल्लियों के कार्य: 1) संरचनात्मक - एक संरचनात्मक घटक के रूप में झिल्ली अधिकांश ऑर्गेनेल (ऑर्गेनेल की संरचना का झिल्ली सिद्धांत) का हिस्सा है; 2) बाधा और नियामक - रासायनिक संरचना की स्थिरता बनाए रखता है और सभी चयापचय प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है (झिल्ली पर चयापचय प्रतिक्रियाएं होती हैं); 3) सुरक्षात्मक; 4) रिसेप्टर।