प्लाज्मा झिल्ली, या प्लास्मोल्मा, कोशिका झिल्लियों के बीच एक विशेष स्थान रखता है। यह एक सतही परिधीय संरचना है जो बाहर की कोशिका को सीमित करती है, जो बाह्य वातावरण के साथ इसका सीधा संबंध निर्धारित करती है, इसलिए यह इंट्रासेल्युलर सामग्री और बाहरी वातावरण के बीच एक बाधा है।

प्लाज्मा झिल्ली पदार्थों के विनियमित चयनात्मक ट्रांसमेम्ब्रेन परिवहन से जुड़े कार्य करता है और प्राथमिक सेलुलर विश्लेषक की भूमिका निभाता है। इस संबंध में, इसे एक कोशिकीय अंग माना जा सकता है जो कोशिका के रिक्तिका तंत्र का हिस्सा है।

कोशिका को चारों ओर से घेरे हुए, प्लाज्मा झिल्ली एक यांत्रिक अवरोध के रूप में कार्य करती है। प्लाज्मा झिल्ली की यांत्रिक स्थिरता ग्लाइकोकैलिक्स और साइटोप्लाज्म की कॉर्टिकल परत (चित्र। 127) जैसी अतिरिक्त संरचनाओं द्वारा निर्धारित की जाती है।

glycocalyx- यह लिपोप्रोटीन झिल्ली के बाहर की एक परत है जिसमें झिल्ली अभिन्न प्रोटीन - ग्लाइकोप्रोटीन की पॉलीसेकेराइड श्रृंखलाएं होती हैं। ग्लाइकोप्रोटीन की संरचना में मैनोज, ग्लूकोज, एन-एसिटाइलग्लुकोसामाइन, सियालिक एसिड आदि जैसे कार्बोहाइड्रेट शामिल हैं।

ग्लाइकोकैलिक्स परत को भारी मात्रा में पानी पिलाया जाता है, इसमें जेली जैसी स्थिरता होती है, जो परत में विभिन्न पदार्थों की प्रसार दर को कम करती है। ग्लाइकोकैलिक्स में कोशिका द्वारा स्रावित हाइड्रोलाइटिक एंजाइम होते हैं जो मोनोमेरिक अणुओं के लिए पॉलिमर (बाह्यकोशिकीय पाचन) के बाह्य क्षरण में भाग लेते हैं, जो तब प्लाज्मा झिल्ली के माध्यम से साइटोप्लाज्म में ले जाया जाता है।

एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में, ग्लाइकोकैलिक्स एक ढीली रेशेदार परत की तरह दिखता है, जो 3-4 एनएम मोटी होती है, जो कोशिका की पूरी सतह को कवर करती है। ग्लाइकोकैलिक्स लगभग सभी पशु कोशिकाओं में पाया जाता है, लेकिन यह विशेष रूप से अवशोषित आंतों के उपकला की ब्रश सीमा में अच्छी तरह से व्यक्त किया जाता है।

ग्लाइकोकैलिक्स के अलावा, प्लाज्मा झिल्ली की यांत्रिक स्थिरता साइटोप्लाज्म की कॉर्टिकल परत और इंट्रासेल्युलर फाइब्रिलर संरचनाओं द्वारा प्रदान की जाती है। कॉर्टिकल(शब्द से - प्रांतस्था - प्रांतस्था, त्वचा) परतबाहरी झिल्ली के निकट संपर्क में पड़े साइटोप्लाज्म में कई विशेषताएं होती हैं। इसमें 0.1-0.5 माइक्रोन की मोटाई में कोई राइबोसोम और झिल्ली पुटिका नहीं होती है, और माइक्रोफिलामेंट्स और सूक्ष्मनलिकाएं बड़ी मात्रा में केंद्रित होती हैं। कॉर्टिकल परत का मुख्य घटक एक्टिन माइक्रोफाइब्रिल्स का नेटवर्क है। कई सहायक प्रोटीन भी यहाँ स्थित हैं, जो कोशिका द्रव्य के वर्गों की गति के लिए आवश्यक हैं।

प्रोटोजोआ में, विशेष रूप से सिलिअट्स में, प्लाज्मा झिल्ली गठन में शामिल होती है पेलिकल्स, एक कठोर परत जो कोशिका के आकार को परिभाषित करती है।

प्लास्मोल्मा द्वारा बाधा भूमिका के प्रदर्शन में पदार्थों के मुक्त प्रसार को सीमित करना भी शामिल है। यह पानी, गैसों, वसा में घुलनशील पदार्थों के छोटे गैर-ध्रुवीय अणुओं के लिए पारगम्य है, लेकिन आवेशित अणुओं (आयनों) और बड़े अनावेशित (चीनी) (चित्र 130) के लिए पूरी तरह से अभेद्य है।

प्राकृतिक झिल्ली कोशिका में कम आणविक भार यौगिकों के प्रवेश की दर को सीमित करती है।

आयनों और कम आणविक भार यौगिकों का ट्रांसमेम्ब्रेन परिवहन।प्लाज्मा झिल्ली, अन्य लिपोप्रोटीन कोशिका झिल्ली की तरह, अर्धपारगम्य है। अणुओं का आकार जितना बड़ा होता है, झिल्ली के माध्यम से उनके पारित होने की गति उतनी ही कम होती है। इस संबंध में, यह एक आसमाटिक बाधा है। इसमें घुले पानी और गैसों में अधिकतम भेदन क्षमता होती है, आयन झिल्ली के माध्यम से अधिक धीरे-धीरे प्रवेश करते हैं (लगभग 10 4 गुना धीमी)। यदि सेल को सेल (हाइपोटेंशन) की तुलना में कम नमक सांद्रता वाले वातावरण में रखा जाता है, तो बाहर से पानी सेल में चला जाता है, जिससे सेल वॉल्यूम में वृद्धि होती है और प्लाज्मा झिल्ली का टूटना होता है। इसके विपरीत, जब सेल को सेल की तुलना में अधिक सांद्रता वाले लवण के घोल में रखा जाता है, तो सेल से बाहरी वातावरण में पानी छोड़ा जाता है। इसी समय, कोशिका सिकुड़ती है और आयतन में घटती है।

सेल से और तक पानी का यह निष्क्रिय परिवहन अभी भी कम गति से आगे बढ़ता है। झिल्ली के माध्यम से पानी के प्रवेश की दर लगभग 10 -4 सेमी / सेकंड है, जो 7.5 एनएम मोटी जलीय परत के माध्यम से पानी के अणुओं के प्रसार की दर से 100,000 गुना कम है। यह पता चला है कि पानी और आयनों के प्रवेश के लिए कोशिका झिल्ली में विशेष "छिद्र" होते हैं। छिद्रों की संख्या अधिक नहीं होती है और उनका कुल क्षेत्रफल संपूर्ण कोशिका सतह का केवल 0.06% होता है।

प्लाज्मा झिल्ली के साथ अलग गतिआयनों और कई मोनोमर्स जैसे शर्करा, अमीनो एसिड, आदि को परिवहन करने में सक्षम है। आयनों के पारित होने की दर (Cl -) की तुलना में धनायनों (K +, Na +) के पारित होने की दर अधिक है।

झिल्ली परिवहन प्रोटीन - पर्मीज़ - प्लाज़्मालेम्मा के माध्यम से आयनों के परिवहन में शामिल होते हैं। वे एक पदार्थ को एक दिशा (यूनिपोर्ट) या कई पदार्थों को एक ही समय (समर्थ) में ले जा सकते हैं, या, एक पदार्थ के आयात के साथ, दूसरे को सेल (एंटीपोर्ट) से हटा सकते हैं। उदाहरण के लिए, ग्लूकोज Na + आयन के साथ सहानुभूतिपूर्वक कोशिकाओं में प्रवेश करता है।

आयन परिवहन हो सकता है एकाग्रता ढाल द्वारा - निष्क्रियअतिरिक्त ऊर्जा खपत के बिना। तो, Na + आयन बाहरी वातावरण से कोशिका में प्रवेश करता है, जहाँ इसकी सांद्रता साइटोप्लाज्म की तुलना में अधिक होती है। निष्क्रिय परिवहन के दौरान, झिल्ली परिवहन प्रोटीन आणविक परिसरों का निर्माण करते हैं, चैनलोंजिसके माध्यम से भंग अणु एकाग्रता ढाल के साथ झिल्ली से गुजरते हैं। कुछ चैनल लगातार खुले रहते हैं, और दूसरा हिस्सा सिग्नलिंग अणुओं के जवाब में या आयनों के इंट्रासेल्युलर एकाग्रता में बदलाव के जवाब में बंद या खोला जाता है। अन्य मामलों में, विशेष झिल्ली प्रोटीन - वाहकचुनिंदा रूप से एक या दूसरे आयन से बंधते हैं और इसे झिल्ली के माध्यम से स्थानांतरित करते हैं (सुविधाजनक प्रसार) (चित्र 131)।

कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य में जानवरों के शरीर में, आयनों की सांद्रता रक्त प्लाज्मा से तेजी से भिन्न होती है जो कोशिकाओं को स्नान करती है। यदि कोशिकाओं के अंदर और बाहर मोनोवैलेंट धनायनों की कुल सांद्रता व्यावहारिक रूप से समान (150 मिमी) है, आइसोटोनिकतब साइटोप्लाज्म में K + की सांद्रता लगभग 50 गुना अधिक होती है, और Na + रक्त प्लाज्मा की तुलना में कम होती है।

यह इस तथ्य के कारण है कि कोशिकाओं में झिल्ली प्रोटीन वाहक होते हैं जो एटीपी के हाइड्रोलिसिस के कारण ऊर्जा खर्च करते हुए, एकाग्रता ढाल के खिलाफ काम करते हैं। इस प्रकार के हस्तांतरण को कहा जाता है सक्रिय ट्रांसपोर्ट, और यह प्रोटीन का उपयोग करके किया जाता है आयन पंप... प्लाज्मा झिल्ली में एक दो-सबयूनिट अणु (K + + Na +) - एक पंप होता है, जो एक ATPase भी होता है। ऑपरेशन के दौरान, यह पंप एक चक्र में 3 Na + आयनों को पंप करता है और 2 K + आयनों को एकाग्रता ढाल के खिलाफ सेल में पंप करता है। इस मामले में, एक एटीपी अणु खर्च किया जाता है, जो एटीपीस के फॉस्फोराइलेशन में जाता है, जिसके परिणामस्वरूप Na + को कोशिका से झिल्ली के माध्यम से ले जाया जाता है, और K + एक प्रोटीन अणु को बांधने में सक्षम होता है और फिर कोशिका में स्थानांतरित हो जाता है। (चित्र 132)। झिल्ली पंपों की मदद से और एटीपी की खपत के साथ, कोशिका में द्विसंयोजक धनायनों की सांद्रता Mg 2+ और Ca 2+ को भी नियंत्रित किया जाता है।

परमिट और पंपों का काम आसमाटिक की निरंतर एकाग्रता बनाता है सक्रिय पदार्थया होमोस्टैसिस। कोशिका के कुल एटीपी का लगभग 80% होमोस्टैसिस को बनाए रखने पर खर्च किया जाता है।

प्लाज्मा झिल्ली में आयनों के सक्रिय परिवहन के साथ, विभिन्न शर्करा, न्यूक्लियोटाइड और अमीनो एसिड का परिवहन होता है।

जीवाणु कोशिकाओं में शर्करा और अमीनो एसिड का सक्रिय परिवहन हाइड्रोजन आयनों के एक ढाल के साथ जुड़ा हुआ है।

कम आणविक भार यौगिकों के निष्क्रिय या सक्रिय परिवहन में विशेष झिल्ली प्रोटीन की भागीदारी इन प्रक्रियाओं की उच्च विशिष्टता को इंगित करती है, जबकि वे अपनी रचना और कार्य को बदलते हैं। इस प्रकार, झिल्लियां विश्लेषक के रूप में कार्य करती हैं, जैसे रिसेप्टर्स।

वेसिकुलर ट्रांसफर: एंडोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस।कोई भी कोशिका झिल्ली मैक्रोमोलेक्यूल्स, बायोपॉलिमर्स के ट्रांसमेम्ब्रेन ट्रांसफर में सक्षम नहीं है, झिल्ली के अपवाद के साथ जिसमें विशेष प्रोटीन जटिल वाहक होते हैं - पोरिन (माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली, प्लास्टिड, पेरॉक्सिसोम)। मैक्रोमोलेक्यूल्स रिक्तिका या पुटिकाओं के अंदर फंसी कोशिका में प्रवेश करते हैं। वी वेसिकुलर ट्रांसफरदो प्रकारों में विभाजित हैं: एक्सोसाइटोसिस- सेल से मैक्रोमोलेक्यूलर उत्पादों को हटाना, और एंडोसाइटोसिस- कोशिका द्वारा मैक्रोमोलेक्यूल्स का अवशोषण (चित्र। 133)।

एंडोसाइटोसिस के दौरान, प्लास्मलेम्मा का एक हिस्सा बाह्य सामग्री को कवर करता है और इसे एक झिल्ली रिक्तिका में संलग्न करता है, जो प्लाज्मा झिल्ली के आक्रमण के कारण उत्पन्न हुआ है। ऐसी प्राथमिक रिक्तिका में, या इंडोसोम, बायोपॉलिमर, मैक्रोमोलेक्यूलर कॉम्प्लेक्स, कोशिकाओं के हिस्से या यहां तक ​​​​कि पूरी कोशिकाएं भी प्रवेश कर सकती हैं, जिसमें वे मोनोमर्स में टूट जाती हैं और फिर, ट्रांसमेम्ब्रेन ट्रांसफर द्वारा, हाइलोप्लाज्म में प्रवेश करती हैं। जैविक महत्वएंडोसाइटोसिस में पोषक तत्व प्राप्त होते हैं अंतःकोशिकीय पाचन, जो हाइड्रोलाइटिक एंजाइमों के एक सेट वाले लाइसोसोम के साथ प्राथमिक एंडोसोम के संलयन के बाद एंडोसाइटोसिस के दूसरे चरण में किया जाता है (नीचे देखें)।

एंडोसाइटोसिस को औपचारिक रूप से विभाजित किया गया है पिनोसाइटोसिसतथा phagocytosis(अंजीर। 134)। फागोसाइटोसिस - कोशिका द्वारा बड़े कणों का कब्जा और अवशोषण - सबसे पहले I, I, Mechnikov द्वारा वर्णित किया गया था। फागोसाइटोसिस एककोशिकीय जीवों (उदाहरण के लिए, अमीबा, कुछ शिकारी सिलिअट्स) और बहुकोशिकीय जानवरों की विशेष कोशिकाओं दोनों में होता है। अब यह ज्ञात है कि फागोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस बहुत समान हैं, और अंतर केवल अवशोषित पदार्थों के द्रव्यमान में हैं।

वर्तमान में, एंडोसाइटोसिस को गैर-विशिष्ट या संवैधानिक, स्थिर और विशिष्ट में विभाजित किया गया है, रिसेप्टर्स (रिसेप्टर) द्वारा मध्यस्थता की जाती है। गैर-विशिष्ट एंडोसाइटोएस (पिनोसाइटोसिस और फागोसाइटोसिस) स्वचालित रूप से आगे बढ़ता है और पदार्थों को पूरी तरह से विदेशी या सेल के प्रति उदासीन होता है, उदाहरण के लिए, कालिख या रंगों के कण।

गैर-विशिष्ट एंडोसाइटोसिस प्लास्मोल्मा के ग्लाइकोकैलिक्स द्वारा कैप्चर सामग्री के प्रारंभिक सोरशन के साथ होता है। तरल-चरण पिनोसाइटोसिस तरल माध्यम के साथ घुलनशील अणुओं के अवशोषण की ओर जाता है, जो प्लास्मोल्मा से बंधता नहीं है।

अगले चरण में, प्लाज्मा झिल्ली के आक्रमण, कोशिका की सतह, बहिर्गमन, सिलवटों पर दिखाई देते हैं, जो कि एक तरल माध्यम के छोटे संस्करणों को अलग करते हुए ओवरलैप, फोल्ड करते हैं (चित्र। 135, 136)। एक पिनोसाइटिक पुटिका, पिनोसोम की उपस्थिति का पहला प्रकार, अमीबा के लिए आंतों के उपकला, एंडोथेलियम की कोशिकाओं की विशेषता है, और दूसरा फागोसाइट्स और फाइब्रोब्लास्ट के लिए है। ये प्रक्रियाएं ऊर्जा की आपूर्ति पर निर्भर करती हैं।

सतह के पुनर्गठन के बाद संपर्क झिल्ली का आसंजन और संलयन होता है, जो एक पेनोसाइटोसिस पुटिका (पिनोसम) के गठन की ओर ले जाता है। यह कोशिका की सतह से अलग होकर कोशिका द्रव्य में गहराई तक चला जाता है।

गैर-विशिष्ट और रिसेप्टर एंडोसाइटोसिस, जो झिल्ली पुटिकाओं की दरार की ओर जाता है, में होता है सीमावर्ती गड्ढे,प्लाज्मा झिल्ली के विशेष क्षेत्र। साइटोप्लाज्म की तरफ से सीमा वाले गड्ढों में, प्लाज्मा झिल्ली एक पतली (लगभग 20 एनएम) रेशेदार परत से ढकी होती है, जो अल्ट्रैथिन वर्गों पर सीमा लगती है, छोटे आक्रमणों, गड्ढों (चित्र। 137) को कवर करती है। लगभग सभी पशु कोशिकाओं में ये गड्ढे होते हैं, वे कोशिका की सतह के लगभग 2% हिस्से पर कब्जा कर लेते हैं। सीमावर्ती परत मुख्य रूप से प्रोटीन से बनी होती है क्लैथ्रिनकई अतिरिक्त प्रोटीन के साथ जुड़ा हुआ है। क्लैथ्रिन के तीन अणु, कम आणविक भार प्रोटीन के तीन अणुओं के साथ, एक त्रिस्केलियन की संरचना बनाते हैं, जो तीन-बीम स्वस्तिक जैसा दिखता है (चित्र। 138)। क्लैथ्रिन ट्रिस्केलियन पर भीतरी सतहप्लाज्मा झिल्ली के गड्ढे एक ढीले नेटवर्क का निर्माण करते हैं जिसमें पेंटागन और हेक्सागोन होते हैं, जो आमतौर पर एक टोकरी जैसा होता है। क्लैथ्रिन परत अलग करने वाले प्राथमिक एंडोसाइटिक रिक्तिका, सीमावर्ती पुटिकाओं की पूरी परिधि को कवर करती है।

क्लैथ्रिन तथाकथित प्रकारों में से एक है। "ड्रेसिंग" प्रोटीन (सीओपी - लेपित प्रोटीन)। ये प्रोटीन साइटोप्लाज्म की तरफ से इंटीग्रल रिसेप्टर प्रोटीन से बंधते हैं और उभरते हुए पिनोसोम की परिधि के चारों ओर एक ड्रेसिंग परत बनाते हैं, प्राथमिक एंडोसोमल पुटिका, "सीमावर्ती" पुटिका। प्राथमिक एंडोसोम प्रोटीन के पृथक्करण में भी शामिल होते हैं - डायनामिन, जो अलग करने वाले पुटिका की गर्दन के चारों ओर पोलीमराइज़ करते हैं (चित्र। 139)।

सीमावर्ती पुटिका प्लास्मोल्मा से अलग होने के बाद और साइटोप्लाज्म में गहराई से स्थानांतरित होने लगती है, क्लैथ्रिन परत विघटित हो जाती है। क्लैथ्रिन परत के नुकसान के बाद, एंडोसोम एक दूसरे के साथ फ्यूज होने लगते हैं।

तरल-चरण गैर-विशिष्ट पिनोसाइटोसिस की तीव्रता बहुत अधिक हो सकती है। तो उपकला कोशिका छोटी आंतप्रति सेकंड 1000 पिनोसोम तक बनते हैं, और मैक्रोफेज लगभग 125 पिनोसोम प्रति मिनट बनाते हैं। पिनोसोम का आकार छोटा होता है, उनकी निचली सीमा 60-130 एनएम होती है, लेकिन उनकी बहुतायत इस तथ्य की ओर ले जाती है कि एंडोसाइटोसिस के दौरान प्लास्मोल्मा को जल्दी से बदल दिया जाता है, जैसे कि कई छोटे रिक्तिका के गठन पर खर्च किया जाता है। तो मैक्रोफेज में, पूरे प्लाज्मा झिल्ली को 30 मिनट में, फाइब्रोब्लास्ट में - दो घंटे में बदल दिया जाता है।

एंडोसोम का आगे का भाग्य अलग हो सकता है, उनमें से कुछ कोशिका की सतह पर लौट सकते हैं और इसके साथ विलीन हो सकते हैं, लेकिन उनमें से अधिकांश इंट्रासेल्युलर पाचन की प्रक्रिया में प्रवेश करते हैं।

फागोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस के दौरान, कोशिकाएं प्लास्मोल्मा (मैक्रोफेज देखें) का एक बड़ा क्षेत्र खो देती हैं, जो कि रिक्तिका की वापसी और प्लास्मोल्मा में उनके शामिल होने के कारण झिल्ली रीसाइक्लिंग के दौरान जल्दी से बहाल हो जाती है। यह इस तथ्य के कारण है कि एंडोसोम या रिक्तिकाएं, साथ ही लाइसोसोम से, छोटे बुलबुले अलग किए जा सकते हैं, जो फिर से प्लास्मोल्मा के साथ विलीन हो जाते हैं।

विशिष्टया रिसेप्टर की मध्यस्थताएंडोसाइटोसिस गैर-विशिष्ट से भिन्न होता है जिसमें अणुओं को अवशोषित किया जाता है जिसके लिए केवल इस प्रकार के अणु से जुड़े प्लाज्मा झिल्ली पर विशिष्ट रिसेप्टर्स होते हैं। ऐसे अणु, जो कोशिका की सतह पर ग्राही प्रोटीन से बंधते हैं, कहलाते हैं लाइगैंडों.

सेल में कोलेस्ट्रॉल का परिवहन सेलेक्टिव एंडोसाइटोसिस का एक उदाहरण है। यह लिपिड यकृत में संश्लेषित होता है और अन्य फॉस्फोलिपिड्स के साथ संयोजन में और एक प्रोटीन अणु तथाकथित बनाता है। कम घनत्व वाले लिपोप्रोटीन (एलडीएल), जो यकृत कोशिकाओं द्वारा स्रावित होता है और संचार प्रणाली पूरे शरीर में चलती है (चित्र 140)। प्लाज्मा झिल्ली के विशेष रिसेप्टर्स, विभिन्न कोशिकाओं की सतह पर अलग-अलग स्थित होते हैं, एलडीएल के प्रोटीन घटक को पहचानते हैं, और एक विशिष्ट रिसेप्टर-लिगैंड कॉम्प्लेक्स बनाते हैं। फिर जटिल पंक्तिबद्ध गड्ढों के क्षेत्र में चला जाता है, एक झिल्ली से घिरा होता है और साइटोप्लाज्म में गहराई से डूब जाता है। इसमें अवशोषित एलडीएल कण संरचना में अपघटन से गुजरते हैं द्वितीयक लाइसोसोम.

एंडोसोम की विशेषता कम पीएच (पीएच 4-5) है, जो अन्य सेलुलर रिक्तिका की तुलना में अधिक अम्लीय है। यह उनके झिल्ली में प्रोटॉन पंप प्रोटीन की उपस्थिति के कारण है, एटीपी (एच + -निर्भर एटीपीस) की एक साथ खपत के साथ हाइड्रोजन आयनों को पंप करता है। एंडोसोम के भीतर अम्लीय वातावरण रिसेप्टर्स और लिगेंड्स के पृथक्करण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इसके अलावा, अम्लीय वातावरण लाइसोसोम की संरचना में हाइड्रोलाइटिक एंजाइमों की सक्रियता के लिए इष्टतम है, जो एंडोसोम के साथ लाइसोसोम के संलयन पर सक्रिय होते हैं और गठन की ओर ले जाते हैं एंडोलिसोसोम, जिसमें अवशोषित बायोपॉलिमर विभाजित होते हैं।

कुछ मामलों में, अलग किए गए लिगैंड का भाग्य हमेशा लाइसोसोमल हाइड्रोलिसिस से जुड़ा नहीं होता है। तो कुछ कोशिकाओं में, कुछ प्रोटीनों के लिए प्लास्मोल्मा रिसेप्टर्स के बंधन के बाद, क्लैथ्रिन-लेपित रिक्तिकाएं साइटोप्लाज्म में डूब जाती हैं और कोशिका के दूसरे क्षेत्र में स्थानांतरित हो जाती हैं, जहां वे फिर से प्लाज्मा झिल्ली के साथ विलीन हो जाती हैं, और बाध्य प्रोटीन से अलग हो जाते हैं रिसेप्टर्स। इस प्रकार रक्त प्लाज्मा से एंडोथेलियल सेल की दीवार के माध्यम से कुछ प्रोटीनों का स्थानांतरण, ट्रांसकाइटोसिस, अंतरकोशिकीय माध्यम में किया जाता है (चित्र 141)। ट्रांसकाइटोसिस का एक अन्य उदाहरण एंटीबॉडी स्थानांतरण है। तो स्तनधारियों में, मां के एंटीबॉडी को दूध के माध्यम से युवाओं को प्रेषित किया जा सकता है। इस मामले में, एंडोसोम में रिसेप्टर-एंटीबॉडी कॉम्प्लेक्स अपरिवर्तित रहता है।

phagocytosisफागोसाइटोसिस एंडोसाइटोसिस का एक प्रकार है और कोशिका द्वारा जीवित या मृत कोशिकाओं तक मैक्रोमोलेक्यूल्स के बड़े समुच्चय के अवशोषण से जुड़ा होता है। साथ ही पिनोसाइटोसिस, फागोसाइटोसिस गैर-विशिष्ट और विशिष्ट हो सकता है, फागोसाइटिक कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली की सतह पर रिसेप्टर्स द्वारा मध्यस्थता। फागोसाइटोसिस के दौरान, बड़े एंडोसाइटिक रिक्तिका का निर्माण होता है - फेगोसोम, जो लाइसोसोम के साथ विलय करके बनता है फागोलिसोसोम.

फागोसाइटोसिस में सक्षम कोशिकाओं की सतह पर (स्तनधारियों में ये न्यूट्रोफिल और मैक्रोफेज होते हैं), रिसेप्टर्स का एक सेट होता है जो लिगैंड प्रोटीन के साथ बातचीत करता है। इस प्रकार, जीवाणु संक्रमण में, जीवाणु प्रोटीन के प्रति एंटीबॉडी जीवाणु कोशिकाओं की सतह से बंधते हैं, एक परत बनाते हैं जिसे मैक्रोफेज और न्यूट्रोफिल की सतह पर विशिष्ट रिसेप्टर्स द्वारा पहचाना जाता है, और उनके बंधन के स्थलों पर, बैक्टीरिया आवरण द्वारा अवशोषित करना शुरू कर देते हैं। कोशिका की प्लाज्मा झिल्ली (चित्र 142)।

एक्सोसाइटोसिस।प्लाज्मा झिल्ली कोशिका से पदार्थों को हटाने में भाग लेती है एक्सोसाइटोसिस- एंडोसाइटोसिस के विपरीत एक प्रक्रिया (चित्र 133 देखें)।

एक्सोसाइटोसिस के मामले में, इंट्रासेल्युलर रिक्तिकाएं या पुटिकाएं प्लाज्मा झिल्ली तक पहुंचती हैं। संपर्क के बिंदुओं पर, प्लाज्मा और वेक्यूलर झिल्ली विलीन हो जाते हैं, और बुलबुला वातावरण में खाली हो जाता है।

एक्सोसाइटोसिस कोशिका में संश्लेषित विभिन्न पदार्थों की रिहाई से जुड़ा है। ज्यादातर मामलों में एक्सोसाइटोसिस या स्राव बाहरी संकेत (तंत्रिका आवेग, हार्मोन, मध्यस्थ, आदि) के जवाब में होता है। कुछ मामलों में, एक्सोसाइटोसिस लगातार होता है (फाइब्रोब्लास्ट द्वारा फाइब्रोनेक्टिन और कोलेजन का स्राव)। इसी तरह, कोशिका भित्ति के निर्माण में भाग लेने वाले कुछ पॉलीसेकेराइड (हेमीसेल्यूलोज) को पादप कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य से हटा दिया जाता है।

लेकिन अधिकांश स्रावित पदार्थ बहुकोशिकीय जीवों की अन्य कोशिकाओं (दूध का स्राव, पाचक रस, हार्मोन, आदि) द्वारा उपयोग किए जाते हैं। कोशिकाएँ स्रावित करने वाले पदार्थों के भाग का उपयोग अपनी आवश्यकताओं के लिए करती हैं। उदाहरण के लिए, प्लाज्मा झिल्ली की वृद्धि एक्सोसाइटिक रिक्तिका की संरचना में झिल्ली वर्गों को शामिल करने के कारण होती है, व्यक्तिगत तत्वग्लाइकोकैलिक्स कोशिका द्वारा ग्लाइकोप्रोटीन अणुओं आदि के रूप में स्रावित होते हैं।

एक्सोसाइटोसिस द्वारा कोशिकाओं से पृथक हाइड्रोलाइटिक एंजाइमों को ग्लाइकोकैलिक्स परत में अवशोषित किया जा सकता है और विभिन्न बायोपॉलिमर और कार्बनिक अणुओं के निकट-झिल्ली बाह्य कोशिकीय दरार प्रदान करते हैं। मेम्ब्रेन नॉन-सेलुलर पाचन जानवरों के लिए बहुत महत्व रखता है। यह पाया गया कि सक्शन एपिथेलियम के तथाकथित ब्रश सीमा के क्षेत्र में स्तनधारियों के आंतों के उपकला में, जो विशेष रूप से ग्लाइकोकैलिक्स में समृद्ध है, बड़ी संख्या में विभिन्न एंजाइम पाए जाते हैं। समान एंजाइमों में से कुछ अग्नाशयी मूल के होते हैं (एमाइलेज, लाइपेस, विभिन्न प्रोटीनेस, आदि), और कुछ स्वयं उपकला कोशिकाओं द्वारा स्रावित होते हैं (एक्सोहाइड्रॉलिस, मुख्य रूप से परिवहन उत्पादों के निर्माण के साथ ओलिगोमर्स और डिमर को साफ करते हैं)।

प्लाज्मालेम्मा की रिसेप्टर भूमिका।कोशिका की सतह पर रिसेप्टर्स झिल्ली प्रोटीन या ग्लाइकोकैलिक्स तत्व - ग्लाइकोप्रोटीन होते हैं। व्यक्तिगत पदार्थों के प्रति संवेदनशील क्षेत्रों को कोशिका की सतह पर बिखेरा जा सकता है या छोटे क्षेत्रों में एकत्र किया जा सकता है।

जानवरों के जीवों की कोशिकाओं में रिसेप्टर्स के अलग-अलग सेट होते हैं या एक ही रिसेप्टर की अलग-अलग संवेदनशीलता होती है।

कई सेलुलर रिसेप्टर्स सतह से सेल के आंतरिक भाग में अंतरकोशिकीय संकेतों को प्रसारित करने में सक्षम हैं। वर्तमान में, कुछ हार्मोनों की सहायता से कोशिकाओं को सिग्नल ट्रांसमिशन की प्रणाली, जिसमें पेप्टाइड चेन शामिल हैं, का अच्छी तरह से अध्ययन किया जाता है। वे कोशिका प्लाज्मा झिल्ली की सतह पर विशिष्ट रिसेप्टर्स से बंधते हैं। रिसेप्टर्स, एक हार्मोन के साथ बंधन के बाद, प्लाज्मा झिल्ली के साइटोप्लाज्मिक भाग में पहले से ही एक और प्रोटीन को सक्रिय करते हैं - एडिनाइलेट साइक्लेज। यह एंजाइम एटीपी से चक्रीय एएमपी अणु को संश्लेषित करता है। चक्रीय एएमपी (सीएमपी) एक द्वितीयक संदेशवाहक है - एंजाइमों का एक उत्प्रेरक - किनेसेस जो अन्य प्रोटीन-एंजाइमों के संशोधनों का कारण बनता है। इस प्रकार, जब लैंगरहैंस के आइलेट्स की ए-कोशिकाओं द्वारा निर्मित अग्नाशयी हार्मोन ग्लूकागन, यकृत कोशिका पर कार्य करता है, तो एडिनाइलेट साइक्लेज की सक्रियता उत्तेजित होती है। संश्लेषित सीएमपी प्रोटीन किनेज ए को सक्रिय करता है, जो एंजाइमों के एक कैस्केड को सक्रिय करता है जो अंततः ग्लाइकोजन (पशु भंडारण पॉलीसेकेराइड) को ग्लूकोज में तोड़ देता है। इंसुलिन विपरीत तरीके से काम करता है - यह यकृत कोशिकाओं में ग्लूकोज के प्रवेश और ग्लाइकोजन के रूप में इसके जमाव को उत्तेजित करता है।

इस एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम की दक्षता बहुत अधिक है। एक या एक से अधिक हार्मोन अणुओं की परस्पर क्रिया कई सीएमपी अणुओं के संश्लेषण को उत्तेजित करती है, जिससे हजारों बार संकेत प्रवर्धन होता है। इस मामले में, एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम बाहरी संकेतों के कनवर्टर के रूप में कार्य करता है।

एसिटाइलकोलाइन रिसेप्टर्स रिसेप्टर गतिविधि का एक और उदाहरण हैं। एसिटाइलकोलाइन, तंत्रिका अंत से जारी किया जा रहा है, मांसपेशी फाइबर पर एक रिसेप्टर को बांधता है, सेल (झिल्ली विध्रुवण) में Na + का एक आवेग सेवन करता है, और तुरंत न्यूरोमस्कुलर अंत के क्षेत्र में लगभग 2000 आयन चैनल खोलता है।

कोशिकाओं की सतह पर रिसेप्टर्स के सेट की विविधता और विशिष्टता मार्करों की एक जटिल प्रणाली बनाती है जो किसी को अपनी कोशिकाओं (उसी व्यक्ति या एक ही प्रजाति के) को दूसरों से अलग करने की अनुमति देती है। समान कोशिकाएं एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करती हैं, जिससे सतहों का आसंजन होता है (प्रोटोजोआ और बैक्टीरिया में संयुग्मन, ऊतक कोशिका परिसरों का निर्माण)। इस मामले में, कोशिकाएं जो निर्धारक मार्करों के एक सेट में भिन्न होती हैं या उन्हें महसूस नहीं करती हैं, उन्हें या तो इस तरह की बातचीत से बाहर रखा जाता है, या उच्च जानवरों में प्रतिरक्षात्मक प्रतिक्रियाओं (नीचे देखें) के परिणामस्वरूप नष्ट हो जाते हैं।

प्लाज्मा झिल्ली में विशिष्ट रिसेप्टर्स होते हैं जो भौतिक कारकों पर प्रतिक्रिया करते हैं। तो, प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया और नीले-हरे शैवाल के प्लाज्मा झिल्ली में, रिसेप्टर प्रोटीन (क्लोरोफिल) होते हैं जो प्रकाश क्वांटा के साथ बातचीत करते हैं। प्रकाश-संवेदनशील पशु कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली में, फोटोरिसेप्टर प्रोटीन (रोडोप्सिन) को स्थानीयकृत किया जाता है, जिसकी मदद से प्रकाश संकेत एक रासायनिक में परिवर्तित होता है, और फिर एक विद्युत में।

अंतरकोशिकीय मान्यता।बहुकोशिकीय जीवों में, उनकी सतहों की एक साथ रहने की क्षमता के कारण कोशिकाएं एक दूसरे के साथ संचार में रहती हैं। यह संपत्ति आसंजनकोशिकाओं का (कनेक्शन, आसंजन) उनकी सतह के गुणों से निर्धारित होता है और प्लाज्मा झिल्ली के ग्लाइकोप्रोटीन के बीच बातचीत द्वारा प्रदान किया जाता है। प्लाज्मा झिल्लियों के बीच कोशिकाओं के इस तरह के अंतःक्रियात्मक संपर्क के साथ, ग्लाइकोकैलिक्स से भरा लगभग 20 एनएम चौड़ा अंतराल हमेशा बना रहता है।

यह पाया गया कि ट्रांसमेम्ब्रेन ग्लाइकोप्रोटीन सजातीय कोशिकाओं की बातचीत के लिए जिम्मेदार हैं। तथाकथित के अणुओं के लिए सीधे कनेक्शन, आसंजन, कोशिकाओं के लिए जिम्मेदार हैं। सीएएम प्रोटीन (कोशिका आसंजन अणु)। उनमें से कुछ इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन के माध्यम से कोशिकाओं को एक दूसरे से जोड़ते हैं, अन्य विशेष इंटरसेलुलर कनेक्शन या संपर्क बनाते हैं।

जब आस-पास की कोशिकाएं चिपकने वाले प्रोटीन के सजातीय अणुओं का उपयोग करके एक-दूसरे से जुड़ती हैं, तो बातचीत को कहा जाता है होमोफिलिक, और जब विभिन्न सीएएम पड़ोसी कोशिकाओं पर आसंजन में शामिल होते हैं हेटरोफिलिक... इंटरसेलुलर बाइंडिंग अतिरिक्त लिंकर अणुओं के माध्यम से होती है।

कई वर्गों को सीएएम प्रोटीन से अलग किया जाता है। ये कैडरिन हैं, तंत्रिका कोशिकाओं के आसंजन अणु (इम्युनोग्लोबुलिन-जैसे एन-सीएएम), चयनकर्ता, इंटीग्रिन।

Cadherinsइंटीग्रल फाइब्रिलर मेम्ब्रेन प्रोटीन होते हैं जो समानांतर होमोडाइमर बनाते हैं। इन प्रोटीनों के अलग-अलग डोमेन Ca 2+ आयनों से जुड़े होते हैं, जो उन्हें एक निश्चित कठोरता देता है। 40 से अधिक प्रकार के कैडरिन हैं। तो ई-कैडरिन पूर्व-प्रत्यारोपित भ्रूण की कोशिकाओं और वयस्क जीवों के उपकला कोशिकाओं के लिए विशिष्ट है। पी-कैडरिन ट्रोफोब्लास्ट कोशिकाओं, प्लेसेंटा और एपिडर्मिस की विशेषता है।

तंत्रिका कोशिका आसंजन अणु(एन-सीएएम) इम्युनोग्लोबुलिन के सुपरफैमिली से संबंधित हैं, वे तंत्रिका कोशिकाओं के बीच संबंध बनाते हैं। कुछ एन-सीएएम सिनैप्टिक बॉन्डिंग के साथ-साथ प्रतिरक्षा कोशिकाओं के आसंजन में शामिल हैं।

चयनकर्ताप्लाज्मा झिल्ली के अभिन्न प्रोटीन भी प्लेटलेट्स, ल्यूकोसाइट्स के बंधन में एंडोथेलियल कोशिकाओं के आसंजन में शामिल होते हैं।

इंटेग्रिनए और बी-चेन वाले हेटेरोडिमर हैं। इंटीग्रिन मुख्य रूप से बाह्य सबस्ट्रेट्स के साथ कोशिकाओं के कनेक्शन को पूरा करते हैं, लेकिन वे एक दूसरे के लिए कोशिकाओं के आसंजन में भी भाग ले सकते हैं।

विदेशी प्रोटीन की पहचान।शरीर में प्रवेश करने वाले विदेशी मैक्रोमोलेक्यूल्स (एंटीजन) पर एक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया विकसित होती है। इसका सार इस तथ्य में निहित है कि कुछ लिम्फोसाइट्स विशेष प्रोटीन - एंटीबॉडी उत्पन्न करते हैं जो विशेष रूप से एंटीजन से बंधे होते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, उनके सतह रिसेप्टर्स वाले मैक्रोफेज एंटीजन-एंटीबॉडी कॉम्प्लेक्स को पहचानते हैं और उन्हें अवशोषित करते हैं (उदाहरण के लिए, फागोसाइटोसिस के दौरान बैक्टीरिया का अवशोषण)।

सभी कशेरुकियों के शरीर में, विदेशी कोशिकाओं या उनके स्वयं के स्वागत के लिए एक प्रणाली भी होती है, लेकिन परिवर्तित प्लाज्मा झिल्ली प्रोटीन के साथ, उदाहरण के लिए, वायरल संक्रमण के दौरान या अक्सर ट्यूमर सेल अध: पतन से जुड़े उत्परिवर्तन के दौरान।

सभी कशेरुकी कोशिकाओं की सतह पर प्रोटीन होते हैं, तथाकथित। प्रमुख उतक अनुरूपता जटिल(प्रमुख हिस्टोकम्पैटिबिलिटी कॉम्प्लेक्स - एमएचसी)। ये अभिन्न प्रोटीन, ग्लाइकोप्रोटीन, हेटेरोडिमर्स हैं। प्रत्येक व्यक्ति के पास इन एमएचसी प्रोटीन का एक अलग सेट होता है। यह इस तथ्य की ओर जाता है कि किसी दिए गए जीव की प्रत्येक कोशिका एक ही प्रजाति के व्यक्ति की कोशिकाओं से भिन्न होती है। लिम्फोसाइटों का एक विशेष रूप, टी-लिम्फोसाइट्स, उनके शरीर के एमएचसी को पहचानते हैं और इसकी संरचना में मामूली बदलाव (उदाहरण के लिए, वायरस के साथ संबंध, या व्यक्तिगत कोशिकाओं में उत्परिवर्तन का परिणाम), इस तथ्य की ओर जाता है कि टी- लिम्फोसाइट्स ऐसी परिवर्तित कोशिकाओं को पहचानते हैं और उन्हें नष्ट कर देते हैं। लेकिन वे फागोसाइटोसिस द्वारा नष्ट नहीं करते हैं, लेकिन स्रावी रिक्तिका से प्रोटीन-पेर्फोरिन छोड़ते हैं, जो परिवर्तित कोशिका के साइटोप्लाज्मिक झिल्ली में एम्बेडेड होते हैं, इसमें ट्रांसमेम्ब्रेन चैनल बनाते हैं, जिससे प्लाज्मा झिल्ली पारगम्य हो जाती है, जिससे मृत्यु हो जाती है। परिवर्तित कोशिका (चित्र। 143, 144)।

कोशिका झिल्ली (प्लाज्मा झिल्ली) एक पतली, अर्ध-पारगम्य झिल्ली है जो कोशिकाओं को घेरे रहती है।

कोशिका झिल्ली का कार्य और भूमिका

इसका कार्य कुछ आवश्यक पदार्थों को कोशिका में प्रवेश करने और दूसरों को प्रवेश करने से रोककर आंतरिक अखंडता की रक्षा करना है।

यह कुछ जीवों और दूसरों के प्रति लगाव के आधार के रूप में भी कार्य करता है। इस प्रकार, प्लाज्मा झिल्ली भी कोशिका का आकार प्रदान करती है। झिल्ली का एक अन्य कार्य संतुलन और के माध्यम से कोशिका वृद्धि को नियंत्रित करना है।

एंडोसाइटोसिस के दौरान, कोशिका झिल्ली से लिपिड और प्रोटीन हटा दिए जाते हैं क्योंकि पदार्थ अवशोषित हो जाते हैं। एक्सोसाइटोसिस के दौरान, लिपिड और प्रोटीन युक्त वेसिकल्स कोशिका झिल्ली के साथ फ्यूज हो जाते हैं, जिससे कोशिकाओं का आकार बढ़ जाता है। , और कवक कोशिकाओं में प्लाज्मा झिल्ली होती है। उदाहरण के लिए, आंतरिक भी सुरक्षात्मक झिल्लियों में संलग्न हैं।

कोशिका झिल्ली संरचना

प्लाज्मा झिल्ली मुख्य रूप से प्रोटीन और लिपिड के मिश्रण से बनी होती है। शरीर में झिल्ली के स्थान और भूमिका के आधार पर, लिपिड झिल्ली का 20 से 80 प्रतिशत हिस्सा बना सकते हैं, शेष प्रोटीन के साथ। जबकि लिपिड झिल्ली को लचीला बनाने में मदद करते हैं, प्रोटीन नियंत्रण और रखरखाव करते हैं रासायनिक संरचनाकोशिकाओं, और झिल्ली के पार अणुओं के परिवहन में भी सहायता करते हैं।

झिल्ली लिपिड

फॉस्फोलिपिड प्लाज्मा झिल्ली का मुख्य घटक है। वे एक लिपिड बाईलेयर बनाते हैं जिसमें सिर के हाइड्रोफिलिक (जल-आकर्षित) भाग अनायास जलीय साइटोसोल और बाह्य तरल पदार्थ का विरोध करने के लिए व्यवस्थित होते हैं, जबकि पूंछ के हाइड्रोफोबिक (जल-विकर्षक) भाग साइटोसोल और बाह्य तरल पदार्थ से दूर होते हैं। लिपिड बाईलेयर अर्धपारगम्य है, केवल कुछ अणुओं को झिल्ली में फैलाने की इजाजत देता है।

कोलेस्ट्रॉल पशु कोशिका झिल्ली का एक अन्य लिपिड घटक है। कोलेस्ट्रॉल के अणु झिल्ली फॉस्फोलिपिड्स के बीच चुनिंदा रूप से बिखरे हुए हैं। यह फॉस्फोलिपिड्स को बहुत अधिक घना होने से रोककर कोशिका झिल्ली की कठोरता को बनाए रखने में मदद करता है। पादप कोशिका झिल्लियों में कोलेस्ट्रोल अनुपस्थित होता है।

ग्लाइकोलिपिड्स कोशिका झिल्लियों की बाहरी सतह पर स्थित होते हैं और एक कार्बोहाइड्रेट श्रृंखला द्वारा उनसे जुड़े होते हैं। वे कोशिका को शरीर में अन्य कोशिकाओं को पहचानने में मदद करते हैं।

झिल्ली प्रोटीन

कोशिका झिल्ली में दो प्रकार के संबद्ध प्रोटीन होते हैं। परिधीय झिल्ली प्रोटीन बाहरी होते हैं और अन्य प्रोटीनों के साथ परस्पर क्रिया करके इससे जुड़े होते हैं। इंटीग्रल मेम्ब्रेन प्रोटीन को मेम्ब्रेन में डाला जाता है और अधिकांश इससे होकर गुजरते हैं। इन ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन के हिस्से इसके दोनों किनारों पर स्थित होते हैं।

प्लाज्मा झिल्ली प्रोटीन में कई अलग-अलग कार्य होते हैं। संरचनात्मक प्रोटीन कोशिकाओं को सहारा और आकार प्रदान करते हैं। झिल्ली रिसेप्टर प्रोटीन कोशिकाओं को हार्मोन, न्यूरोट्रांसमीटर और अन्य सिग्नलिंग अणुओं के माध्यम से अपने बाहरी वातावरण के साथ संवाद करने में मदद करते हैं। परिवहन प्रोटीन जैसे गोलाकार प्रोटीन सुगम प्रसार के माध्यम से कोशिका झिल्ली में अणुओं का परिवहन करते हैं। ग्लाइकोप्रोटीन में उनके साथ एक कार्बोहाइड्रेट श्रृंखला जुड़ी होती है। वे अणुओं के आदान-प्रदान और परिवहन में सहायता के लिए कोशिका झिल्ली में एम्बेडेड होते हैं।

कोशिका झिल्लीप्लाज्मा (या साइटोप्लाज्मिक) झिल्ली और प्लास्मालेम्मा भी कहा जाता है। यह संरचना न केवल कोशिका की आंतरिक सामग्री को बाहरी वातावरण से अलग करती है, बल्कि अधिकांश सेल ऑर्गेनेल और न्यूक्लियस की संरचना में भी प्रवेश करती है, बदले में उन्हें हाइलोप्लाज्म (साइटोसोल) से अलग करती है - साइटोप्लाज्म का चिपचिपा-तरल भाग। चलो कॉल करने के लिए सहमत हैं कोशिकाद्रव्य की झिल्लीवह जो कोशिका की सामग्री को बाहरी वातावरण से अलग करता है। शेष शर्तें सभी झिल्लियों को निर्दिष्ट करती हैं।

कोशिकीय (जैविक) झिल्ली की संरचना लिपिड (वसा) की दोहरी परत पर आधारित होती है। इस तरह की परत का बनना उनके अणुओं की ख़ासियत से जुड़ा होता है। लिपिड पानी में नहीं घुलते हैं, लेकिन अपने तरीके से संघनित होते हैं। एक एकल लिपिड अणु का एक भाग ध्रुवीय सिर होता है (यह पानी से आकर्षित होता है, अर्थात यह हाइड्रोफिलिक होता है), और दूसरा लंबी गैर-ध्रुवीय पूंछ की एक जोड़ी होती है (अणु का यह हिस्सा पानी से विकर्षित होता है, कि है, यह हाइड्रोफोबिक है)। अणुओं की यह संरचना उन्हें पानी से अपनी पूंछ "छिपा" देती है और अपने ध्रुवीय सिर को पानी की ओर मोड़ देती है।

नतीजतन, एक डबल लिपिड परत बनती है, जिसमें गैर-ध्रुवीय पूंछ अंदर (एक दूसरे का सामना करना पड़ता है), और ध्रुवीय सिर बाहर की ओर (बाहरी वातावरण और साइटोप्लाज्म की ओर) होते हैं। ऐसी झिल्ली की सतह हाइड्रोफिलिक होती है, लेकिन इसके अंदर हाइड्रोफोबिक होती है।

कोशिका झिल्लियों में, लिपिड के बीच, फॉस्फोलिपिड प्रबल होते हैं (देखें जटिल लिपिड) उनके सिर में एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होता है। फॉस्फोलिपिड्स के अलावा, ग्लाइकोलिपिड्स (लिपिड्स + कार्बोहाइड्रेट्स) और कोलेस्ट्रॉल (स्टेरोल्स को संदर्भित करता है) होते हैं। उत्तरार्द्ध झिल्ली को कठोरता प्रदान करता है, शेष लिपिड की पूंछ के बीच इसकी मोटाई में स्थित होने के कारण (कोलेस्ट्रॉल पूरी तरह से हाइड्रोफोबिक है)।

इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के कारण, कुछ प्रोटीन अणु चार्ज लिपिड हेड से जुड़े होते हैं, जो सतह झिल्ली प्रोटीन बन जाते हैं। अन्य प्रोटीन गैर-ध्रुवीय पूंछ के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, आंशिक रूप से दोहरी परत में डूब जाते हैं या इसके माध्यम से और इसके माध्यम से प्रवेश करते हैं।

इस प्रकार, कोशिका झिल्ली में लिपिड, सतह (परिधीय), जलमग्न (अर्ध-अभिन्न) और पारगम्य (अभिन्न) प्रोटीन की दोहरी परत होती है। इसके अलावा, झिल्ली के बाहर कुछ प्रोटीन और लिपिड कार्बोहाइड्रेट श्रृंखला से जुड़े होते हैं।

इस झिल्ली संरचना का द्रव-मोज़ेक मॉडल XX सदी के 70 के दशक में लॉन्च किया गया था। इससे पहले, संरचना का एक सैंडविच मॉडल माना जाता था, जिसके अनुसार लिपिड बाइलेयर अंदर होता है, और झिल्ली के अंदर और बाहर सतह प्रोटीन की निरंतर परतों से ढका होता है। हालाँकि, प्रायोगिक डेटा के संचय ने इस परिकल्पना का खंडन किया।

विभिन्न कोशिकाओं में झिल्लियों की मोटाई लगभग 8 एनएम है। झिल्ली (सम) विभिन्न पक्षएक) विभिन्न प्रकार के लिपिड, प्रोटीन, एंजाइमी गतिविधि आदि के प्रतिशत अनुपात में आपस में भिन्न होते हैं। कुछ झिल्ली अधिक तरल और अधिक पारगम्य होती हैं, अन्य अधिक घनी होती हैं।

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

कोशिका झिल्ली कार्य

कोशिका झिल्ली में डूबे अधिकांश प्रोटीन एक एंजाइमेटिक 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 प्रोटीन को स्थिर करता है, क्योंकि वे नहीं करते हैं एंजाइमों को लिपिड बाईलेयर के साथ तैरने दें।

कोशिका झिल्ली पर्यावरण से एक परिसीमन (बाधा) कार्य करती है और साथ ही एक परिवहन कार्य भी करती है। हम कह सकते हैं कि यह इसका सबसे महत्वपूर्ण उद्देश्य है। साइटोप्लाज्मिक झिल्ली, जिसमें ताकत और चयनात्मक पारगम्यता होती है, कोशिका की आंतरिक संरचना (इसकी होमियोस्टेसिस और अखंडता) की स्थिरता बनाए रखती है।

इस मामले में, पदार्थों का परिवहन विभिन्न तरीकों से होता है। सांद्रण प्रवणता परिवहन में उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से निम्नतर (प्रसार) वाले क्षेत्र में पदार्थों की आवाजाही शामिल है। उदाहरण के लिए, गैसें (सीओ 2, ओ 2) फैलती हैं।

एक एकाग्रता ढाल के खिलाफ परिवहन भी है, लेकिन ऊर्जा के खर्च के साथ।

परिवहन निष्क्रिय और हल्का होता है (जब इसे किसी वाहक द्वारा मदद की जाती है)। वसा में घुलनशील पदार्थों के लिए कोशिका झिल्ली में निष्क्रिय प्रसार संभव है।

ऐसे 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 से बंधते हैं और उन्हें झिल्ली के आर-पार खींचते हैं। इस प्रकार ग्लूकोज को एरिथ्रोसाइट्स के अंदर स्थानांतरित किया जाता है।

पेनेट्रेटिंग प्रोटीन, जब संयुक्त होते हैं, तो झिल्ली में कुछ पदार्थों की आवाजाही के लिए एक छिद्र बना सकते हैं। ऐसे वाहक गति नहीं करते हैं, लेकिन झिल्ली में एक चैनल बनाते हैं और एंजाइम के समान काम करते हैं, एक निश्चित पदार्थ को बांधते हैं। स्थानांतरण प्रोटीन की संरचना में परिवर्तन के कारण होता है, जिसके कारण झिल्ली में चैनल बनते हैं। एक उदाहरण सोडियम पोटेशियम पंप है।

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

एंडोसाइटोसिस में विभाजित है phagocytosis(साइटोप्लाज्म बड़े कणों को कवर करता है) और पिनोसाइटोसिस(इसमें घुले पदार्थों के साथ तरल बूंदों को पकड़ना)। इन प्रक्रियाओं का तंत्र लगभग समान है। कोशिकाओं 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 हटाने का है। ये पदार्थ झिल्ली पुटिकाओं में संलग्न होते हैं जो कोशिका झिल्ली में फिट होते हैं। दोनों झिल्ली विलीन हो जाती हैं और सामग्री कोशिका के बाहर होती है।

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली एक रिसेप्टर कार्य करता है।इसके लिए इसके बाहरी भाग पर संरचनाएं स्थित होती हैं जो किसी रासायनिक या भौतिक उद्दीपन को पहचान सकती हैं। प्लाज्मा झिल्ली में प्रवेश करने वाले कुछ प्रोटीन के साथ बाहर की ओरपॉलीसेकेराइड श्रृंखला (ग्लाइकोप्रोटीन बनाने) से जुड़ा हुआ है। ये एक प्रकार के आणविक रिसेप्टर्स हैं जो हार्मोन को पकड़ते हैं। जब कोई विशेष हॉर्मोन अपने ग्राही से बंधता है तो उसकी संरचना बदल जाती है। यह, बदले में, सेलुलर प्रतिक्रिया तंत्र को ट्रिगर करता है। इस मामले में, चैनल खुल सकते हैं, और कुछ पदार्थ कोशिका में प्रवेश करना शुरू कर सकते हैं या इससे बाहर निकल सकते हैं।

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

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के रिसेप्टर फ़ंक्शन में उसी प्रकार की पड़ोसी कोशिकाओं की पहचान भी शामिल है। ऐसी कोशिकाएँ विभिन्न अंतरकोशिकीय संपर्कों द्वारा एक दूसरे से जुड़ती 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 खाली जगह पर कब्जा होने की जानकारी मिलने के बाद कोशिकाएं बढ़ना बंद कर देती हैं।

अंतरकोशिकीय संपर्क सरल होते हैं (विभिन्न कोशिकाओं की झिल्ली एक दूसरे से सटे होते हैं), लॉकिंग (एक कोशिका की झिल्ली का दूसरे में आक्रमण), डेसमोसोम (जब झिल्ली अनुप्रस्थ तंतुओं के बंडलों से जुड़े होते हैं जो साइटोप्लाज्म में प्रवेश करते हैं)। इसके अलावा, मध्यस्थों (मध्यस्थों) के कारण अंतरकोशिकीय संपर्कों का एक प्रकार है - सिनेप्स। उनमें, संकेत न केवल रासायनिक द्वारा प्रेषित होता है, बल्कि विद्युत... सिनैप्स तंत्रिका कोशिकाओं के साथ-साथ तंत्रिका से मांसपेशियों तक संकेतों को संचारित करते हैं।

1. बाधा- पर्यावरण के साथ एक विनियमित, चयनात्मक, निष्क्रिय और सक्रिय चयापचय प्रदान करता है।

कोशिका झिल्ली होती है चयनात्मक पारगम्यता: ग्लूकोज, अमीनो एसिड, फैटी एसिड, ग्लिसरॉल और आयन धीरे-धीरे उनके माध्यम से फैलते हैं, झिल्ली स्वयं इस प्रक्रिया को सक्रिय रूप से नियंत्रित करते हैं - कुछ पदार्थों को अनुमति दी जाती है, जबकि अन्य नहीं।

2. परिवहन- झिल्ली के माध्यम से पदार्थों को कोशिका के अंदर और बाहर ले जाया जाता है। झिल्लियों में परिवहन प्रदान करता है: पोषक तत्वों का वितरण, निष्कासन अंत उत्पादोंचयापचय, विभिन्न पदार्थों का स्राव, आयनिक ग्रेडिएंट्स का निर्माण, सेल में उपयुक्त पीएच और आयनिक एकाग्रता का रखरखाव, जो सेलुलर एंजाइमों के काम के लिए आवश्यक हैं।

कोशिका में पदार्थों के प्रवेश या कोशिका से बाहर की ओर उनके निष्कासन के लिए चार मुख्य तंत्र हैं:

ए) निष्क्रिय (प्रसार, परासरण) (ऊर्जा की खपत की आवश्यकता नहीं है)

प्रसार

एक पदार्थ के अणुओं या परमाणुओं का दूसरे के अणुओं या परमाणुओं के बीच फैलाव, जिससे उनके कब्जे वाले आयतन में उनकी सांद्रता का सहज बराबर हो जाता है। कुछ स्थितियों में, पदार्थों में से एक में पहले से ही एक समान सांद्रता होती है और वे एक पदार्थ के दूसरे में प्रसार की बात करते हैं। इस मामले में, पदार्थ का स्थानांतरण उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से कम सांद्रता वाले क्षेत्र में होता है (एकाग्रता प्रवणता के वेक्टर के साथ) (अंजीर। 2.4)।

चावल। 2.4. प्रसार प्रक्रिया आरेख

असमस

विलायक अणुओं की एक अर्धपारगम्य झिल्ली के माध्यम से एक तरफा प्रसार की प्रक्रिया एक भंग पदार्थ की कम एकाग्रता के साथ एक मात्रा से भंग पदार्थ की उच्च एकाग्रता की ओर होती है। (अंजीर। 2.5)।

चावल। 2.5. परासरण प्रक्रिया आरेख

बी) सक्रिय परिवहन (ऊर्जा खपत की आवश्यकता है)

सोडियम-पोटेशियम पंप- सोडियम आयनों (कोशिका से) और पोटेशियम आयनों (कोशिका में) के सक्रिय संयुग्मित ट्रांसमेम्ब्रेन परिवहन का तंत्र, जो एक एकाग्रता ढाल और एक ट्रांसमेम्ब्रेन संभावित अंतर प्रदान करता है। उत्तरार्द्ध कोशिकाओं और अंगों के कई कार्यों के आधार के रूप में कार्य करता है: ग्रंथियों की कोशिकाओं का स्राव, मांसपेशियों में संकुचन, तंत्रिका आवेगों का संचालन आदि। (अंजीर। 2.6)।

चावल। 2.6. पोटेशियम-सोडियम पंप की योजना

पहले चरण में, एंजाइम Na + / K + -ATPase झिल्ली के भीतरी भाग से तीन Na + आयनों को जोड़ता है। ये आयन ATPase के सक्रिय केंद्र की संरचना को बदलते हैं। उसके बाद, एंजाइम एक एटीपी अणु को हाइड्रोलाइज करने में सक्षम होता है। जल-अपघटन के बाद निकलने वाली ऊर्जा वाहक की संरचना को बदलने में खर्च होती है, जिसके कारण तीन Na + आयन और PO 4 3-आयन (फॉस्फेट) झिल्ली के बाहरी भाग पर दिखाई देते हैं। यहां, Na + आयन अलग हो जाते हैं, और PO 4 3– को दो K + आयनों से बदल दिया जाता है। उसके बाद, एंजाइम अपनी मूल संरचना में वापस आ जाता है, और K + आयन झिल्ली के आंतरिक भाग पर दिखाई देते हैं। यहां K + आयन अलग हो जाते हैं, और वाहक फिर से काम के लिए तैयार हो जाता है।

नतीजतन, बाह्य वातावरण में Na + आयनों की एक उच्च सांद्रता बनाई जाती है, और K + की उच्च सांद्रता कोशिका के अंदर बनाई जाती है। एक तंत्रिका आवेग के संचालन के दौरान कोशिकाओं में इस एकाग्रता अंतर का उपयोग किया जाता है।

ग) एंडोसाइटोसिस (फागोसाइटोसिस, पिनोसाइटोसिस)

phagocytosis(कोशिका द्वारा भोजन करना) - कोशिका द्वारा ठोस वस्तुओं के अवशोषण की प्रक्रिया, जैसे यूकेरियोटिक कोशिकाएं, बैक्टीरिया, वायरस, मृत कोशिकाओं के अवशेष, आदि। अवशोषित वस्तु के चारों ओर एक बड़ा इंट्रासेल्युलर रिक्तिका (फागोसोम) बनता है। फागोसोम का आकार 250 एनएम और अधिक से होता है। फागोसोम को प्राथमिक लाइसोसोम के साथ मिलाने से एक द्वितीयक लाइसोसोम बनता है। अम्लीय वातावरण में, हाइड्रोलाइटिक एंजाइम द्वितीयक लाइसोसोम में मैक्रोमोलेक्यूल्स को तोड़ते हैं। दरार उत्पाद (एमिनो एसिड, मोनोसेकेराइड और अन्य) उपयोगी सामग्री) फिर कोशिका के कोशिका द्रव्य में लाइसोसोमल झिल्ली के पार ले जाया जाता है। फागोसाइटोसिस बहुत व्यापक है। अत्यधिक संगठित जानवरों और मनुष्यों में, फागोसाइटोसिस की प्रक्रिया एक सुरक्षात्मक भूमिका निभाती है। ल्यूकोसाइट्स और मैक्रोफेज की फागोसाइटिक गतिविधि शरीर को रोगजनक रोगाणुओं और अन्य अवांछित कणों में प्रवेश करने से बचाने में बहुत महत्व रखती है। फागोसाइटोसिस का वर्णन सबसे पहले रूसी वैज्ञानिक I.I.Mechnikov . ने किया था (अंजीर। 2.7)

पिनोसाइटोसिस(कोशिका द्वारा पीना) - बड़े अणुओं (प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड, आदि) सहित घुलनशील पदार्थों वाले वातावरण से तरल चरण की कोशिका द्वारा अवशोषण की प्रक्रिया। पिनोसाइटोसिस के साथ, छोटे पुटिका - एंडोसोम - कोशिका के अंदर की झिल्ली से अलग हो जाते हैं। वे फागोसोम से छोटे होते हैं (उनका आकार 150 एनएम तक होता है) और आमतौर पर बड़े कण नहीं होते हैं। एंडोसोम के बनने के बाद, प्राथमिक लाइसोसोम इसके पास पहुंचता है, और ये दो झिल्ली पुटिका विलीन हो जाती हैं। परिणामी अंग को द्वितीयक लाइसोसोम कहा जाता है। पिनोसाइटोसिस की प्रक्रिया सभी यूकेरियोटिक कोशिकाओं द्वारा लगातार की जाती है। (अंजीर। 7)

रिसेप्टर - मध्यस्थता ऐंडोकाएटोसिस - एक सक्रिय विशिष्ट प्रक्रिया जिसमें कोशिका झिल्ली कोशिका में उभरी हुई होती है, धारदार गड्ढे बनाती है। पंक्तिबद्ध फोसा के इंट्रासेल्युलर पक्ष में अनुकूली प्रोटीन का एक सेट होता है। कोशिका की सतह पर विशिष्ट रिसेप्टर्स को बांधने वाले मैक्रोमोलेक्यूल्स उन पदार्थों की तुलना में बहुत अधिक दर से गुजरते हैं जो पिनोसाइटोसिस के माध्यम से कोशिकाओं में प्रवेश करते हैं।

चावल। 2.7. एंडोसाइटोसिस

डी) एक्सोसाइटोसिस (नकारात्मक फागोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस)

एक कोशिकीय प्रक्रिया जिसमें बाह्य कोशिका झिल्ली के साथ अंतःकोशिकीय पुटिकाएं (झिल्ली पुटिका) फ्यूज हो जाती हैं। एक्सोसाइटोसिस के दौरान, स्रावी पुटिकाओं (एक्सोसाइटिक वेसिकल्स) की सामग्री को बाहर छोड़ दिया जाता है, और उनकी झिल्ली कोशिका झिल्ली के साथ विलीन हो जाती है। इस विधि से कोशिका से लगभग सभी मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिक (प्रोटीन, पेप्टाइड हार्मोन, आदि) निकलते हैं। (अंजीर। 2.8)

चावल। 2.8. एक्सोसाइटोसिस योजना

3. बायोपोटेंशियल का निर्माण और संचालन- झिल्ली की मदद से, कोशिका में आयनों की एक निरंतर सांद्रता बनी रहती है: कोशिका के अंदर K + आयन की सांद्रता बाहर की तुलना में बहुत अधिक होती है, और Na + की सांद्रता बहुत कम होती है, जो बहुत महत्वपूर्ण है, चूंकि यह झिल्ली और तंत्रिका आवेग की पीढ़ी पर संभावित अंतर के रखरखाव को सुनिश्चित करता है।

4. यांत्रिक- सेल की स्वायत्तता, इसकी इंट्रासेल्युलर संरचनाओं के साथ-साथ अन्य कोशिकाओं (ऊतकों में) के साथ संबंध प्रदान करता है।

5. ऊर्जा- क्लोरोप्लास्ट में प्रकाश संश्लेषण और माइटोकॉन्ड्रिया में सेलुलर श्वसन के दौरान, ऊर्जा हस्तांतरण प्रणाली उनकी झिल्लियों में काम करती है, जिसमें प्रोटीन भी शामिल होते हैं;

6. रिसेप्टर- झिल्ली में कुछ प्रोटीन रिसेप्टर्स होते हैं (अणु जिसके माध्यम से कोशिका कुछ संकेतों को मानती है)।

7. एंजाइमेटिक- झिल्ली प्रोटीन अक्सर एंजाइम होते हैं। उदाहरण के लिए, आंतों के उपकला कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली में पाचन एंजाइम होते हैं।

8. मैट्रिक्स- झिल्ली प्रोटीन की एक निश्चित पारस्परिक व्यवस्था और अभिविन्यास प्रदान करता है, उनकी इष्टतम बातचीत;

9. केज मार्किंग- झिल्ली पर एंटीजन होते हैं जो मार्कर के रूप में कार्य करते हैं - "लेबल" जो आपको कोशिका की पहचान करने की अनुमति देते हैं। ये ग्लाइकोप्रोटीन हैं (अर्थात, उनसे जुड़ी शाखाओं वाली ओलिगोसेकेराइड साइड चेन वाले प्रोटीन) जो "एंटेना" की भूमिका निभाते हैं। मार्करों की सहायता से, कोशिकाएं अन्य कोशिकाओं को पहचान सकती हैं और उनके साथ मिलकर कार्य कर सकती हैं, उदाहरण के लिए, अंगों और ऊतकों के निर्माण के दौरान। यह प्रतिरक्षा प्रणाली को विदेशी प्रतिजनों को पहचानने की भी अनुमति देता है।

सेलुलर समावेशन

सेलुलर समावेशन में कार्बोहाइड्रेट, वसा और प्रोटीन शामिल हैं। ये सभी पदार्थ कोशिका के कोशिकाद्रव्य में बूंदों और दानों के रूप में जमा हो जाते हैं। विभिन्न आकारों केऔर आकार। वे समय-समय पर कोशिका में संश्लेषित होते हैं और चयापचय प्रक्रिया में उपयोग किए जाते हैं।

कोशिका द्रव्य

यह एक प्लाज्मा झिल्ली और नाभिक के बिना एक जीवित कोशिका (प्रोटोप्लास्ट) का एक हिस्सा है। साइटोप्लाज्म की संरचना में शामिल हैं: साइटोप्लाज्मिक मैट्रिक्स, साइटोस्केलेटन, ऑर्गेनेल और इंक्लूजन (कभी-कभी समावेशन और रिक्तिका की सामग्री को साइटोप्लाज्म के जीवित पदार्थ के रूप में वर्गीकृत नहीं किया जाता है)। प्लाज्मा झिल्ली द्वारा बाहरी वातावरण से सीमांकित, कोशिका द्रव्य कोशिकाओं का आंतरिक अर्ध-तरल माध्यम है। केंद्रक और विभिन्न अंग यूकेरियोटिक कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य में स्थित होते हैं। इसमें विभिन्न प्रकार के समावेशन भी शामिल हैं - सेलुलर गतिविधि के उत्पाद, रिक्तिकाएं, साथ ही सबसे छोटी नलिकाएं और तंतु जो कोशिका के कंकाल का निर्माण करते हैं। साइटोप्लाज्म के मुख्य पदार्थ की संरचना में प्रोटीन की प्रधानता होती है।

साइटोप्लाज्मिक कार्य

1) इसमें मुख्य चयापचय प्रक्रियाएं होती हैं।

2) नाभिक और सभी जीवों को एक पूरे में जोड़ता है, उनकी बातचीत सुनिश्चित करता है।

3) गतिशीलता, चिड़चिड़ापन, चयापचय और प्रजनन।

गतिशीलता में प्रकट होता है अलग - अलग रूप:

सेल साइटोप्लाज्म का इंट्रासेल्युलर मूवमेंट।

अमीबा के आकार का आंदोलन। गति के इस रूप को साइटोप्लाज्म द्वारा इस या उस उत्तेजना की ओर या उससे दूर स्यूडोपोडिया के निर्माण में व्यक्त किया जाता है। आंदोलन का यह रूप अमीबा, रक्त ल्यूकोसाइट्स, साथ ही कुछ ऊतक कोशिकाओं में निहित है।

टिमटिमाती हुई गति। यह छोटे प्रोटोप्लाज्मिक बहिर्गमन - सिलिया और फ्लैगेला (सिलियेट्स, बहुकोशिकीय जानवरों की उपकला कोशिकाएं, शुक्राणु, आदि) की धड़कन के रूप में प्रकट होता है।

ठेका आंदोलन। यह एक विशेष ऑर्गेनोइड मायोफिब्रिल्स के साइटोप्लाज्म में उपस्थिति के कारण प्रदान किया जाता है, जिसका छोटा या लंबा होना कोशिका के संकुचन और विश्राम में योगदान देता है। मांसपेशियों की कोशिकाओं में संकुचन की क्षमता सबसे अधिक विकसित होती है।

चयापचय और ऊर्जा को बदलकर जलन का जवाब देने के लिए कोशिकाओं की क्षमता में चिड़चिड़ापन व्यक्त किया जाता है।

cytoskeleton

यूकेरियोटिक कोशिका की विशिष्ट विशेषताओं में से एक सूक्ष्मनलिकाएं और प्रोटीन फाइबर के बंडलों के रूप में कंकाल संरचनाओं के साइटोप्लाज्म में उपस्थिति है। साइटोस्केलेटन के तत्व, बाहरी साइटोप्लाज्मिक झिल्ली और परमाणु लिफाफे से निकटता से जुड़े होते हैं, साइटोप्लाज्म में जटिल बुनाई करते हैं।

साइटोस्केलेटन का निर्माण सूक्ष्मनलिकाएं, माइक्रोफिलामेंट्स और माइक्रोट्रैब्युलर सिस्टम द्वारा किया जाता है। साइटोस्केलेटन कोशिका के आकार को निर्धारित करता है, कोशिका के आंदोलनों में भाग लेता है, कोशिका के विभाजन और गति में, ऑर्गेनेल के इंट्रासेल्युलर परिवहन में।

सूक्ष्मनलिकाएंसभी यूकेरियोटिक कोशिकाओं में निहित हैं और खोखले असंबद्ध सिलेंडर हैं, जिनका व्यास 30 एनएम से अधिक नहीं है, और दीवार की मोटाई 5 एनएम है। इनकी लंबाई कई माइक्रोमीटर तक हो सकती है। आसानी से विघटित और पुन: इकट्ठा। सूक्ष्मनलिकाएं की दीवार मुख्य रूप से सर्पिल रूप से मुड़ी हुई ट्यूबुलिन प्रोटीन सबयूनिट्स से बनी होती है (अंजीर। 2.09)

सूक्ष्मनलिका कार्य:

1) एक सहायक कार्य करें;

2) एक विखंडन धुरी बनाएं; कोशिका के ध्रुवों में गुणसूत्रों का विचलन सुनिश्चित करना; सेल ऑर्गेनेल की गति के लिए जिम्मेदार हैं;

3) इंट्रासेल्युलर परिवहन, स्राव, कोशिका भित्ति निर्माण में भाग लें;

4) सिलिया, फ्लैगेला, बेसल बॉडी और सेंट्रीओल्स का एक संरचनात्मक घटक है।

माइक्रोफिलामेंट्स 6 एनएम के व्यास वाले फिलामेंट्स द्वारा प्रतिनिधित्व किया जाता है, जिसमें एक्टिन प्रोटीन होता है, जो मांसपेशी एक्टिन के करीब होता है। एक्टिन कोशिका में कुल प्रोटीन का 10-15% बनाता है। अधिकांश पशु कोशिकाओं में, प्लाज्मा झिल्ली के नीचे ही एक्टिन फिलामेंट्स और संबंधित प्रोटीन का एक घना नेटवर्क बनता है।

कोशिका में एक्टिन के अतिरिक्त मायोसिन तंतु भी पाए जाते हैं। हालांकि इनकी संख्या काफी कम है। एक्टिन और मायोसिन की परस्पर क्रिया के कारण मांसपेशियों में संकुचन होता है। माइक्रोफिलामेंट्स पूरे सेल या उसके भीतर इसकी व्यक्तिगत संरचनाओं की गति से जुड़े होते हैं। कुछ मामलों में, आंदोलन केवल एक्टिन फिलामेंट्स द्वारा प्रदान किया जाता है, अन्य में - मायोसिन के साथ एक्टिन द्वारा।

माइक्रोफिलामेंट्स के कार्य

1) यांत्रिक शक्ति

2) कोशिका को अपना आकार बदलने और गति करने की अनुमति देता है।

चावल। 2.09. cytoskeleton

ऑर्गेनेल (या ऑर्गेनेल)

में विभाजित हैं गैर-झिल्ली, एकल-झिल्ली और डबल-झिल्ली.

प्रति गैर-झिल्ली वाले अंगयूकेरियोटिक कोशिकाओं में ऐसे अंग शामिल होते हैं जिनकी अपनी बंद झिल्ली नहीं होती है, अर्थात्: राइबोसोमऔर ट्यूबिलिन सूक्ष्मनलिकाएं के आधार पर निर्मित अंग - कोशिका केंद्र (सेंट्रीओल्स)तथा आंदोलन के अंग (फ्लैजेला और सिलिया)।अधिकांश एककोशिकीय जीवों की कोशिकाओं में और उच्च (स्थलीय) पौधों के भारी बहुमत में, सेंट्रीओल्स अनुपस्थित होते हैं।

प्रति सिंगल-मेम्ब्रेन ऑर्गेनेलसंबंधित: एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, गॉल्जी तंत्र, लाइसोसोम, पेरॉक्सिसोम, स्फेरोसोम, रिक्तिकाएं और कुछ अन्य।सभी सिंगल-मेम्ब्रेन ऑर्गेनेल आपस में जुड़े हुए हैं एकीकृत प्रणालीकोशिकाएं। पादप कोशिकाओं में विशेष लाइसोसोम होते हैं, पशु कोशिकाओं में विशेष रिक्तिकाएँ होती हैं: पाचन, उत्सर्जन, सिकुड़ा हुआ, फागोसाइटिक, ऑटोफैगोसाइटिक, आदि।

प्रति दो झिल्ली वाले अंगसंबंधित माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड।

गैर-झिल्ली वाले अंग

ए) राइबोसोम- सभी जीवों की कोशिकाओं में पाए जाने वाले अंग। ये छोटे अंग हैं, जो लगभग 20 एनएम के व्यास वाले गोलाकार कणों द्वारा दर्शाए जाते हैं। राइबोसोम असमान आकार के दो उप-इकाइयों से बने होते हैं - बड़े और छोटे। राइबोसोम में प्रोटीन और राइबोसोमल आरएनए (आरआरएनए) शामिल हैं। राइबोसोम दो मुख्य प्रकार के होते हैं: यूकेरियोटिक (80S) और प्रोकैरियोटिक (70S)।

सेल में स्थानीयकरण के आधार पर, साइटोप्लाज्म में स्थित मुक्त राइबोसोम होते हैं जो प्रोटीन और संलग्न राइबोसोम को संश्लेषित करते हैं - ईपीआर झिल्ली की बाहरी सतह के साथ बड़े सबयूनिट्स से जुड़े राइबोसोम, प्रोटीन को संश्लेषित करते हैं जो गोल्गी कॉम्प्लेक्स में प्रवेश करते हैं, और फिर द्वारा स्रावित होते हैं कोश। प्रोटीन जैवसंश्लेषण के दौरान, राइबोसोम परिसरों में संयोजित हो सकते हैं - पॉलीरिबोसोम (पॉलीसोम)।

न्यूक्लियोलस में यूकेरियोटिक राइबोसोम बनते हैं। सबसे पहले, rRNA को न्यूक्लियर डीएनए पर संश्लेषित किया जाता है, जिसे बाद में साइटोप्लाज्म से आने वाले राइबोसोमल प्रोटीन से ढक दिया जाता है, आवश्यक आकार में विभाजित किया जाता है और राइबोसोम सबयूनिट बनाता है। नाभिक में पूर्ण रूप से निर्मित राइबोसोम नहीं होते हैं। एक पूरे राइबोसोम में सबयूनिट्स का मिलन साइटोप्लाज्म में होता है, आमतौर पर प्रोटीन बायोसिंथेसिस के दौरान।

राइबोसोम सभी जीवों की कोशिकाओं में पाए जाते हैं। प्रत्येक में दो कण होते हैं, छोटे और बड़े। राइबोसोम में प्रोटीन और आरएनए शामिल हैं।

कार्यों

प्रोटीन संश्लेषण।

संश्लेषित प्रोटीन पहले एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के चैनलों और गुहाओं में जमा होते हैं, और फिर ऑर्गेनेल और सेल के कुछ हिस्सों में ले जाया जाता है। इसकी झिल्लियों पर स्थित ईपीएस और राइबोसोम प्रोटीन के जैवसंश्लेषण और परिवहन के लिए एक ही उपकरण का प्रतिनिधित्व करते हैं (अंजीर। 2.10-2.11)।

चावल। 2.10. राइबोसोम संरचना

चावल। 2.11. राइबोसोम संरचना

बी) सेल सेंटर (सेंट्रीओल्स)

सेंट्रीओल एक सिलेंडर (0.3 माइक्रोन लंबा और 0.1 माइक्रोन व्यास) है, जिसकी दीवार तीन मर्ज किए गए सूक्ष्मनलिकाएं (9 ट्रिपल) के नौ समूहों द्वारा बनाई गई है, जो क्रॉस-लिंकिंग द्वारा निश्चित अंतराल पर परस्पर जुड़ी हुई हैं। Centrioles अक्सर युग्मित होते हैं, जहां वे एक दूसरे के समकोण पर होते हैं। यदि सेंट्रीओल सीलियम या फ्लैगेलम के आधार पर स्थित है, तो इसे बेसल बॉडी कहा जाता है।

लगभग सभी पशु कोशिकाओं में सेंट्रीओल्स की एक जोड़ी होती है, जो कोशिका केंद्र के मध्य तत्व होते हैं।

विभाजन से पहले, सेंट्रीओल विपरीत ध्रुवों की ओर मुड़ जाते हैं और उनमें से प्रत्येक के पास एक बेटी सेंट्रीओल दिखाई देता है। कोशिका के विभिन्न ध्रुवों पर स्थित केन्द्रक से सूक्ष्मनलिकाएँ बनती हैं, जो एक दूसरे की ओर बढ़ती हैं।

कार्यों

1) एक माइटोटिक स्पिंडल बनाते हैं, जो बेटी कोशिकाओं के बीच आनुवंशिक सामग्री के समान वितरण में योगदान देता है,

2) साइटोस्केलेटन के संगठन का केंद्र हैं। कुछ धुरी तंतु गुणसूत्रों से जुड़े होते हैं।

सेंट्रीओल्स साइटोप्लाज्म के स्व-प्रतिकृति अंग हैं। वे मौजूदा लोगों के दोहराव के परिणामस्वरूप उत्पन्न होते हैं। यह तब होता है जब सेंट्रीओल्स विचलन करते हैं। अपरिपक्व सेंट्रीओल में 9 एकल सूक्ष्मनलिकाएं होती हैं; जाहिरा तौर पर, प्रत्येक सूक्ष्मनलिका एक परिपक्व सेंट्रीओल की विशेषता वाले ट्रिपल के संयोजन के लिए एक मैट्रिक्स है (अंजीर। 2.12)।

Cetriols निचले पौधों (शैवाल) की कोशिकाओं में पाए जाते हैं।

चावल। 2.12. सेल सेंटर सेंट्रीओल्स

सिंगल मेम्ब्रेन ऑर्गेनेल

डी) एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ईपीएस)

साइटोप्लाज्म का पूरा आंतरिक क्षेत्र कई छोटे चैनलों और गुहाओं से भरा होता है, जिनकी दीवारें प्लाज्मा झिल्ली की संरचना के समान झिल्ली होती हैं। ये चैनल शाखाएं एक दूसरे से जुड़ते हैं और एक नेटवर्क बनाते हैं जिसे एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम कहा जाता है। एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम संरचना में विषम है। इसके दो प्रकार ज्ञात हैं - बारीकतथा निर्बाध.

दानेदार नेटवर्क के चैनलों और गुहाओं की झिल्लियों पर कई छोटे गोल पिंड होते हैं - राइबोसोमजो झिल्लियों को खुरदुरा रूप देते हैं। चिकने एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्ली अपनी सतह पर राइबोसोम नहीं ले जाती है। ईपीएस कई अलग-अलग कार्य करता है।

कार्यों

दानेदार एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम का मुख्य कार्य प्रोटीन संश्लेषण में भागीदारी है, जो राइबोसोम में किया जाता है। चिकनी एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्लियों पर लिपिड और कार्बोहाइड्रेट संश्लेषित होते हैं। ये सभी संश्लेषण उत्पाद चैनलों और गुहाओं में जमा हो जाते हैं, और फिर कोशिका के विभिन्न अंगों में ले जाया जाता है, जहां उनका सेवन किया जाता है या कोशिकीय समावेशन के रूप में साइटोप्लाज्म में जमा हो जाता है। ईपीएस सेल के मुख्य ऑर्गेनेल को जोड़ता है (अंजीर। 2.13)।

चावल। 2.13. एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ईपीएस) या रेटिकुलम की संरचना

ई) गोल्गी उपकरण

आकार की विविधता के बावजूद, इस अंग की संरचना पौधों और जानवरों के जीवों की कोशिकाओं में समान है। इसके कई महत्वपूर्ण कार्य हैं।

सिंगल मेम्ब्रेन ऑर्गेनॉइड। यह विस्तारित किनारों के साथ चपटे "सिस्टर्न" का एक ढेर है, जिसके साथ छोटे एक-झिल्ली वाले बुलबुले (गोल्गी बुलबुले) की एक प्रणाली जुड़ी हुई है। गोल्गी बुलबुले मुख्य रूप से ईपीएस से सटे किनारे और ढेर की परिधि पर केंद्रित होते हैं। यह माना जाता है कि वे प्रोटीन और लिपिड को गोल्गी तंत्र में स्थानांतरित करते हैं, जिसके अणु, हौज से गढ्ढे की ओर बढ़ते हुए, रासायनिक संशोधन से गुजरते हैं।

ये सभी पदार्थ पहले जमा होते हैं, रासायनिक रूप से जटिल होते हैं, और फिर बड़े और छोटे बुलबुले के रूप में साइटोप्लाज्म में प्रवेश करते हैं और या तो अपने जीवन के दौरान कोशिका में ही उपयोग किए जाते हैं, या इससे हटा दिए जाते हैं और शरीर में उपयोग किए जाते हैं। (अंजीर। 2.14-2.15)।

चावल। 2.14. गोल्गी तंत्र की संरचना

कार्यों:

प्रोटीन, लिपिड, कार्बोहाइड्रेट का संशोधन और संचय;

आने वाले कार्बनिक पदार्थों के झिल्ली पुटिकाओं (पुटिकाओं) में पैकिंग;

लाइसोसोम के निर्माण का स्थान;

स्रावी कार्य, इसलिए, स्रावी कोशिकाओं में गॉल्गी तंत्र अच्छी तरह से विकसित होता है।

चावल। 2.15. गॉल्गी कॉम्प्लेक्स

ई) लाइसोसोम

वे छोटे गोल शरीर हैं। लाइसोसोम के अंदर एंजाइम होते हैं जो प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट को तोड़ते हैं, न्यूक्लिक एसिड... लाइसोसोम खाद्य कण के पास पहुंचते हैं जो साइटोप्लाज्म में प्रवेश करते हैं, इसके साथ विलीन हो जाते हैं, और एक पाचक रसधानी का निर्माण होता है, जिसके अंदर लाइसोसोमल एंजाइमों से घिरा एक खाद्य कण होता है।

लाइसोसोमल एंजाइमों को किसी न किसी ईपीएस पर संश्लेषित किया जाता है, जिसे गोल्गी तंत्र में स्थानांतरित किया जाता है, जहां उन्हें संशोधित किया जाता है और लाइसोसोम के झिल्ली पुटिकाओं में पैक किया जाता है। लाइसोसोम में 20 से 60 विभिन्न प्रकार के हाइड्रोलाइटिक एंजाइम हो सकते हैं। एन्जाइमों द्वारा पदार्थों के विघटन को कहते हैं लसीका.

प्राथमिक और द्वितीयक लाइसोसोम के बीच भेद। प्राथमिक लाइसोसोम कहलाते हैं जो गोल्गी तंत्र से निकलते हैं।

माध्यमिक लाइसोसोम कहलाते हैं, जो एंडोसाइटिक रिक्तिका के साथ प्राथमिक लाइसोसोम के संलयन के परिणामस्वरूप बनते हैं। इस मामले में, वे फागोसाइटोसिस या पिनोसाइटोसिस द्वारा कोशिका में प्रवेश करने वाले पदार्थों को पचाते हैं, इसलिए उन्हें पाचन रिक्तिकाएं कहा जा सकता है।

लाइसोसोम के कार्य:

1) एंडोसाइटोसिस के दौरान कोशिका द्वारा पकड़े गए पदार्थों या कणों (बैक्टीरिया, अन्य कोशिकाओं) का पाचन,

2) ऑटोफैगी - सेल के लिए अनावश्यक संरचनाओं का विनाश, उदाहरण के लिए, पुराने ऑर्गेनेल को नए के साथ बदलने के दौरान, या सेल के अंदर उत्पादित प्रोटीन और अन्य पदार्थों के पाचन के दौरान,

3) ऑटोलिसिस - एक कोशिका का स्व-पाचन, जिससे उसकी मृत्यु हो जाती है (कभी-कभी यह प्रक्रिया पैथोलॉजिकल नहीं होती है, लेकिन शरीर के विकास या कुछ विशेष कोशिकाओं के भेदभाव के साथ होती है) (अंजीर। 2.16-2.17)।

उदाहरण: जब एक टैडपोल मेंढक में बदल जाता है, तो पूंछ की कोशिकाओं में लाइसोसोम इसे पचा लेते हैं: पूंछ गायब हो जाती है, और इस प्रक्रिया के दौरान बनने वाले पदार्थ शरीर की अन्य कोशिकाओं द्वारा अवशोषित और उपयोग किए जाते हैं।

चावल। 2.16. लाइसोसोम गठन

चावल। 2.17. लाइसोसोम की कार्यप्रणाली

जी) पेरोक्सिसोम्स

ऑर्गेनोइड्स, लाइसोसोम की संरचना के समान, 1.5 माइक्रोन तक के व्यास वाले वेसिकल्स जिसमें एक सजातीय मैट्रिक्स होता है जिसमें लगभग 50 एंजाइम होते हैं।

Catalase हाइड्रोजन पेरोक्साइड 2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2 के अपघटन का कारण बनता है और लिपिड पेरोक्सीडेशन को रोकता है

पेरोक्सिसोम पहले से मौजूद लोगों से नवोदित होकर बनते हैं, अर्थात। स्व-प्रजनन करने वाले जीवों से संबंधित हैं, इस तथ्य के बावजूद कि उनमें डीएनए नहीं है। वे उनमें एंजाइमों के प्रवेश के कारण बढ़ते हैं, पेरोक्सीसोम एंजाइम खुरदुरे ईपीएस और हाइलोप्लाज्म में बनते हैं (अंजीर। 2.18).

चावल। 2.18. पेरोक्सिसोम (क्रिस्टलीय न्यूक्लियॉइड के केंद्र में)

ज) रिक्तिकाएं

एकल झिल्ली वाले अंग। रिक्तिकाएं कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थों के जलीय घोल से भरे "कंटेनर" हैं। ईपीएस और गोल्गी तंत्र रिक्तिका के निर्माण में शामिल हैं।

युवा पौधों की कोशिकाओं में कई छोटे रिक्तिकाएं होती हैं, जो तब, जैसे-जैसे कोशिकाएं बढ़ती हैं और अंतर करती हैं, एक दूसरे के साथ विलीन हो जाती हैं और एक बड़े केंद्रीय रिक्तिका का निर्माण करती हैं।

केंद्रीय रिक्तिका एक परिपक्व कोशिका के आयतन का 95% तक कब्जा कर सकती है, जबकि नाभिक और अंगक वापस कोशिका झिल्ली में धकेल दिए जाते हैं। पौधे की रिक्तिका को सीमित करने वाली झिल्ली कहलाती है टोनोप्लास्ट.

पौधे की रिक्तिका को भरने वाले द्रव को कोशिका रस कहते हैं। सेल सैप की संरचना में पानी में घुलनशील कार्बनिक और अकार्बनिक लवण, मोनोसेकेराइड, डिसैकराइड, अमीनो एसिड, अंत या विषाक्त चयापचय उत्पाद (ग्लाइकोसाइड, एल्कलॉइड), कुछ वर्णक (एंथोसायनिन) शामिल हैं।

कार्बनिक पदार्थों में से, शर्करा और प्रोटीन अधिक बार संग्रहीत होते हैं। शर्करा - अधिक बार समाधान के रूप में, प्रोटीन ईपीआर बुलबुले और गोल्गी तंत्र के रूप में आते हैं, जिसके बाद रिक्तिकाएं निर्जलित हो जाती हैं, एलेरोन अनाज में बदल जाती हैं।

पशु कोशिकाओं में, माध्यमिक लाइसोसोम के समूह से संबंधित और हाइड्रोलाइटिक एंजाइम युक्त छोटे पाचन और ऑटोफैजिक रिक्तिकाएं होती हैं। एककोशिकीय जंतुओं में संकुचनशील रिक्तिकाएँ भी होती हैं जो परासरण और उत्सर्जन का कार्य करती हैं।

कार्यों

पौधों में

1) द्रव का संचय और टर्गर का रखरखाव,

2) आरक्षित पोषक तत्वों और खनिज लवणों का संचय,

3) फूलों और फलों को रंगना और इस प्रकार फलों और बीजों के परागणकों और वितरकों को आकर्षित करना।

जानवरों में:

4) पाचन रिक्तिकाएं - कार्बनिक मैक्रोमोलेक्यूल्स को नष्ट करें;

5) सिकुड़ा हुआ रिक्तिकाएं विनियमित परासरण दाबकोशिकाओं और अनावश्यक पदार्थों को कोशिका से हटा दें

6) phagocytic vacuoles का निर्माण phagocytosis के दौरान प्रतिजनों की प्रतिरक्षा कोशिकाओं द्वारा होता है

7) ऑटोफैगोसाइटिक रिक्तिकाएं अपने स्वयं के ऊतकों की प्रतिरक्षा कोशिकाओं द्वारा फागोसाइटोसिस के दौरान बनती हैं

दो-झिल्ली वाले अंग (माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड्स)

ये अंगक अर्ध-स्वायत्त होते हैं, क्योंकि इनका अपना डीएनए और अपना प्रोटीन-संश्लेषण उपकरण होता है। माइटोकॉन्ड्रिया लगभग सभी यूकेरियोटिक कोशिकाओं में पाए जाते हैं। प्लास्टिड केवल पादप कोशिकाओं में पाए जाते हैं।

मैं) माइटोकॉन्ड्रिया

ये कोशिका में चयापचय प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा आपूर्ति के अंग हैं। हाइलोप्लाज्म में, माइटोकॉन्ड्रिया आमतौर पर अलग-अलग वितरित होते हैं, लेकिन विशेष कोशिकाओं में वे उन क्षेत्रों में केंद्रित होते हैं जहां ऊर्जा की सबसे बड़ी आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, मांसपेशियों की कोशिकाओं में, बड़ी संख्या में माइटोकॉन्ड्रिया सिकुड़े हुए तंतुओं के साथ, शुक्राणु फ्लैगेलम के साथ, वृक्क नलिकाओं के उपकला में, सिनैप्स के क्षेत्र में, आदि में केंद्रित होते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया की यह व्यवस्था एटीपी की कम हानि प्रदान करती है। इसके प्रसार के दौरान।

बाहरी झिल्ली माइटोकॉन्ड्रिया को साइटोप्लाज्म से अलग करती है, अपने आप बंद हो जाती है और आक्रमण नहीं करती है। आंतरिक झिल्ली माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक सामग्री को सीमित करती है - मैट्रिक्स। एक विशिष्ट विशेषता कई आक्रमणों का गठन है - क्राइस्ट, जिसके कारण आंतरिक झिल्ली का क्षेत्र बढ़ जाता है। क्राइस्ट के विकास की संख्या और डिग्री ऊतक की कार्यात्मक गतिविधि पर निर्भर करती है। माइटोकॉन्ड्रिया की अपनी आनुवंशिक सामग्री होती है (अंजीर। 2.19)।

माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए एक बंद गोलाकार डबल-स्ट्रैंडेड अणु है, मानव कोशिकाओं में इसका आकार 16569 न्यूक्लियोटाइड जोड़े का होता है, जो नाभिक में स्थानीयकृत डीएनए से लगभग 105 गुना छोटा होता है। माइटोकॉन्ड्रिया की अपनी प्रोटीन-संश्लेषण प्रणाली होती है, जबकि माइटोकॉन्ड्रियल mRNA से अनुवादित प्रोटीन की संख्या सीमित होती है। माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए सभी माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन को एनकोड नहीं कर सकता है। माइटोकॉन्ड्रिया में अधिकांश प्रोटीन नाभिक के आनुवंशिक नियंत्रण में होते हैं।

चावल। 2.19. माइटोकॉन्ड्रियल संरचना

माइटोकॉन्ड्रियल कार्य

1) एटीपी . का निर्माण

2) प्रोटीन संश्लेषण

3) विशिष्ट संश्लेषण में भागीदारी, उदाहरण के लिए, स्टेरॉयड हार्मोन (अधिवृक्क ग्रंथियों) का संश्लेषण

4) खर्च किए गए माइटोकॉन्ड्रिया भी उत्सर्जन उत्पादों, हानिकारक पदार्थों, यानी जमा कर सकते हैं। अन्य सेल ऑर्गेनेल के कार्यों को लेने में सक्षम

के) प्लास्टिड्स

प्लास्टिड-ऑर्गेनेल, केवल पौधों की विशेषता।

प्लास्टिड तीन प्रकार के होते हैं:

1) क्लोरोप्लास्ट(हरा प्लास्टिड);

2) क्रोमोप्लास्ट(पीला, नारंगी या लाल प्लास्टिड)

3) ल्यूकोप्लास्ट(रंगहीन प्लास्टिड)।

आमतौर पर एक कोशिका में केवल एक ही प्रकार के प्लास्टिड पाए जाते हैं।

क्लोरोप्लास्ट

ये ऑर्गेनेल पत्तियों और अन्य हरे पौधों के अंगों की कोशिकाओं के साथ-साथ विभिन्न प्रकार के शैवाल में पाए जाते हैं। उच्च पौधों में आमतौर पर एक कोशिका में कई दसियों क्लोरोप्लास्ट होते हैं। हरा रंगक्लोरोप्लास्ट उनमें क्लोरोफिल वर्णक की सामग्री पर निर्भर करता है।

क्लोरोप्लास्ट पौधों की कोशिकाओं का मुख्य अंग है, जिसमें प्रकाश संश्लेषण होता है, अर्थात सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा का उपयोग करके अकार्बनिक (सीओ 2 और एच 2 ओ) से कार्बनिक पदार्थों (कार्बोहाइड्रेट) का निर्माण होता है। क्लोरोप्लास्ट संरचनात्मक रूप से माइटोकॉन्ड्रिया के समान होते हैं।

क्लोरोप्लास्ट की एक जटिल संरचना होती है। वे दो झिल्लियों द्वारा हाइलोप्लाज्म से सीमांकित होते हैं - बाहरी और आंतरिक। आंतरिक सामग्री को कहा जाता है स्ट्रोमा... आंतरिक झिल्ली फ्लैट बुलबुले के रूप में झिल्ली की एक जटिल, सख्ती से आदेशित प्रणाली बनाती है, जिसे कहा जाता है थायलाकोइड्स.

पाइल्स में थायलाकोइड्स एकत्रित होते हैं - अनाजसिक्कों के स्तंभ जैसा दिखता है . ग्रेना स्ट्रोमल थायलाकोइड्स द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं, जो प्लास्टिडो के साथ गुजरते हैं (अंजीर। 2.20-2.22)।क्लोरोफिल और क्लोरोप्लास्ट केवल प्रकाश के संपर्क में आने से ही बनते हैं।

चावल। 2.20. एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी के तहत क्लोरोप्लास्ट

चावल। 2.21. एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत क्लोरोप्लास्ट संरचना

चावल। 2.22. क्लोरोप्लास्ट की योजनाबद्ध संरचना

कार्यों

1) प्रकाश संश्लेषण(प्रकाश की ऊर्जा के कारण अकार्बनिक पदार्थों से कार्बनिक पदार्थों का बनना)। इस प्रक्रिया में क्लोरोफिल एक केंद्रीय भूमिका निभाता है। यह प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करता है और इसे प्रकाश संश्लेषक प्रतिक्रियाओं को करने के लिए निर्देशित करता है। क्लोरोप्लास्ट में, माइटोकॉन्ड्रिया की तरह, एटीपी को संश्लेषित किया जाता है।

2) अमीनो एसिड और फैटी एसिड के संश्लेषण में भाग लें,

3) अस्थायी स्टार्च भंडार के लिए एक भंडार के रूप में कार्य करें।

ल्यूकोप्लास्ट- छोटे रंगहीन प्लास्टिड जो सूर्य के प्रकाश (जड़, प्रकंद, कंद, बीज) से छिपे अंगों की कोशिकाओं में पाए जाते हैं। उनकी संरचना क्लोरोप्लास्ट की संरचना के समान है। (अंजीर। 2.23)।

हालांकि, क्लोरोप्लास्ट के विपरीत, ल्यूकोप्लास्ट ने आंतरिक रूप से खराब विकसित किया है झिल्ली प्रणालीजबसे वे आरक्षित पोषक तत्वों के संश्लेषण और संचय में शामिल हैं - स्टार्च, प्रोटीन और लिपिड। प्रकाश में, ल्यूकोप्लास्ट क्लोरोप्लास्ट में बदल सकते हैं।

चावल। 2.23. ल्यूकोप्लास्ट संरचना

क्रोमोप्लास्ट- नारंगी, लाल और पीले रंग के प्लास्टिड्स, जो कैरोटेनॉयड्स के समूह से संबंधित पिगमेंट के कारण होते हैं। क्रोमोप्लास्ट कई पौधों, परिपक्व फलों, शायद ही कभी जड़ वाली फसलों के साथ-साथ शरद ऋतु के पत्तों की पंखुड़ियों की कोशिकाओं में पाए जाते हैं। क्रोमोप्लास्ट में आंतरिक झिल्ली प्रणाली, एक नियम के रूप में, अनुपस्थित है (अंजीर। 24).

चावल। 2.24. क्रोमोप्लास्ट संरचना

क्रोमोप्लास्ट के महत्व को अभी तक पूरी तरह से स्पष्ट नहीं किया गया है। उनमें से ज्यादातर उम्र बढ़ने वाले प्लास्टिड हैं। वे, एक नियम के रूप में, क्लोरोप्लास्ट से विकसित होते हैं, जबकि क्लोरोफिल और आंतरिक झिल्ली संरचना प्लास्टिड्स में नष्ट हो जाती है, और कैरोटीनॉयड जमा हो जाते हैं। ऐसा तब होता है जब फल पक जाते हैं और पतझड़ में पत्ते पीले हो जाते हैं। क्रोमोप्लास्ट का जैविक महत्व इस तथ्य में निहित है कि वे फूलों और फलों के चमकीले रंग का निर्धारण करते हैं, जो कि क्रॉस-परागण के लिए कीड़ों और अन्य जानवरों को फल फैलाने के लिए आकर्षित करते हैं। ल्यूकोप्लास्ट क्रोमोप्लास्ट में भी बदल सकते हैं।

प्लास्टिड्स के कार्य

सरल अकार्बनिक यौगिकों से क्लोरोफिल में कार्बनिक पदार्थों का संश्लेषण: सूर्य के प्रकाश की क्वांटा की उपस्थिति में कार्बन डाइऑक्साइड और पानी - प्रकाश संश्लेषण, में एटीपी का संश्लेषण प्रकाश चरणप्रकाश संश्लेषण

राइबोसोम पर प्रोटीन का संश्लेषण (क्लोरोप्लास्ट की आंतरिक झिल्लियों के बीच डीएनए, आरएनए और राइबोसोम होते हैं, इसलिए, क्लोरोप्लास्ट में, साथ ही माइटोकॉन्ड्रिया में, प्रोटीन का संश्लेषण होता है, जो इन जीवों की गतिविधि के लिए आवश्यक है)।

क्रोमोप्लास्ट की उपस्थिति को फूलों, फलों, शरद ऋतु के पत्तों के कोरोला के पीले, नारंगी और लाल रंग द्वारा समझाया गया है।

ल्यूकोप्लास्ट में भंडारण पदार्थ (तने, जड़ों, कंदों में) होते हैं।

क्लोरोप्लास्ट, क्रोमोप्लास्ट और ल्यूकोप्लास्ट अंतर-कोशिका संक्रमण में सक्षम हैं। इसलिए, जब फल पकते हैं या शरद ऋतु में पत्तियों का रंग बदल जाता है, तो क्लोरोप्लास्ट क्रोमोप्लास्ट में बदल जाते हैं, और ल्यूकोप्लास्ट क्लोरोप्लास्ट में बदल सकते हैं, उदाहरण के लिए, जब आलू के कंद हरे हो जाते हैं।

एक विकासवादी अर्थ में, प्राथमिक, प्रारंभिक प्रकार के प्लास्टिड क्लोरोप्लास्ट होते हैं, जिससे अन्य दो प्रकार के प्लास्टिड उत्पन्न होते हैं। प्लास्टिड्स में कई हैं सामान्य सुविधाएंमाइटोकॉन्ड्रिया के साथ, उन्हें साइटोप्लाज्म के अन्य घटकों से अलग करता है। यह, सबसे पहले, अपने स्वयं के राइबोसोम और डीएनए की उपस्थिति के कारण, दो झिल्लियों और सापेक्ष आनुवंशिक स्वायत्तता का एक खोल है। ऑर्गेनेल की इस ख़ासियत ने इस विचार का आधार बनाया कि प्लास्टिड्स और माइटोकॉन्ड्रिया के अग्रदूत बैक्टीरिया थे, जो विकास की प्रक्रिया में यूकेरियोटिक कोशिका में बने और धीरे-धीरे क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया में बदल गए। (अंजीर। 2.25)।

चावल। 2.25. सहजीवन के सिद्धांत के अनुसार माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट का निर्माण

कोशिका झिल्ली फॉस्फोलिपिड अणुओं (बाईलेयर) की एक दोहरी परत होती है जिसमें स्वतंत्र रूप से स्थित प्रोटीन अणुओं का सम्मिलन होता है। बाहरी कोशिका झिल्ली की मोटाई अक्सर 6-12 एनएम होती है।
झिल्ली गुण: एक डिब्बे का निर्माण (बंद स्थान), चयनात्मक पारगम्यता, संरचना की विषमता, तरलता।
झिल्ली कार्य:
... सेल में और बाहर पदार्थों का परिवहन, गैस विनिमय;
... ग्राही; एक बहुकोशिकीय जीव में कोशिकाओं के बीच संपर्क (एकल झिल्ली संरचनाएं, बाहरी
माइटोकॉन्ड्रिया में झिल्ली, नाभिक की बाहरी और आंतरिक झिल्ली);
... सेल के बाहरी और आंतरिक वातावरण के बीच की सीमा;
... संशोधित झिल्ली सिलवटों से कई कोशिका अंग (मेसोसोम) बनते हैं।
झिल्ली एक लिपिड बाईलेयर पर आधारित होती है (चित्र 1 देखें)। लिपिड अणुओं में पानी के प्रति व्यवहार करने के तरीके में दोहरी प्रकृति होती है। लिपिड एक ध्रुवीय (यानी, हाइड्रोफिलिक, पानी के लिए एक आत्मीयता है) सिर और दो गैर-ध्रुवीय (हाइड्रोफोबिक) पूंछ से बने होते हैं। सभी अणु एक ही तरह से उन्मुख होते हैं: अणुओं के सिर पानी में होते हैं, और हाइड्रोकार्बन पूंछ इसकी सतह से ऊपर होती है।


चावल। एक। प्लाज्मा झिल्ली संरचना
प्रोटीन अणु झिल्ली के लिपिड बाईलेयर में "विघटित" होते हैं। वे केवल बाहरी या केवल झिल्ली की आंतरिक सतह पर स्थित हो सकते हैं, या केवल आंशिक रूप से लिपिड बाईलेयर में डूबे हुए हो सकते हैं।
झिल्लियों में प्रोटीन के कार्य:
... ऊतकों (ग्लाइकोप्रोटीन) में कोशिकाओं का विभेदन;
... बड़े अणुओं (छिद्रों और चैनलों, पंपों) का परिवहन;
... फॉस्फोलिपिड्स वितरित करके झिल्ली क्षति की बहाली में योगदान देना;
... झिल्लियों पर होने वाली प्रतिक्रियाओं का उत्प्रेरण;
... आसपास के स्थान के साथ कोशिका के आंतरिक भागों का अंतर्संबंध;
... झिल्ली संरचना का रखरखाव;
... पर्यावरण (रिसेप्टर्स) से रासायनिक संकेतों को प्राप्त करना और परिवर्तित करना।

झिल्ली के पार पदार्थों का परिवहन

पदार्थों के परिवहन के लिए ऊर्जा का उपयोग करने की आवश्यकता के आधार पर, निष्क्रिय परिवहन को प्रतिष्ठित किया जाता है, जो एटीपी की खपत के बिना चला जाता है, और सक्रिय परिवहन, जिसके दौरान एटीपी की खपत होती है।
निष्क्रिय परिवहन सांद्रता और शुल्क में अंतर पर आधारित है। इस मामले में, पदार्थ उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से कम सांद्रता वाले क्षेत्र में चले जाते हैं, अर्थात। एकाग्रता ढाल के साथ। यदि अणु आवेशित होता है, तो विद्युत प्रवणता भी उसके परिवहन को प्रभावित करती है। परिवहन की गति ढाल के परिमाण पर निर्भर करती है। झिल्ली के पार निष्क्रिय परिवहन के तरीके:
... सरल प्रसार - सीधे लिपिड परत (गैसों, गैर-ध्रुवीय या छोटे अपरिवर्तित ध्रुवीय अणु) के माध्यम से। झिल्लियों के माध्यम से पानी का प्रसार - परासरण;
... झिल्ली चैनलों के माध्यम से प्रसार - आवेशित अणुओं और आयनों का परिवहन;
... सुगम प्रसार - विशेष परिवहन प्रोटीन (शर्करा, अमीनो एसिड, न्यूक्लियोटाइड) का उपयोग करके पदार्थों का परिवहन।
वाहक प्रोटीन का उपयोग करते हुए एक विद्युत रासायनिक ढाल के खिलाफ सक्रिय परिवहन होता है। इन प्रणालियों में से एक को सोडियम-पोटेशियम पंप, या सोडियम पोटेशियम ATPase (चित्र। 8) कहा जाता है। यह प्रोटीन इस मायने में उल्लेखनीय है कि एटीपी की एक बड़ी मात्रा इस पर खर्च की जाती है - कोशिका में संश्लेषित एटीपी का लगभग एक तिहाई। यह एक प्रोटीन है जो पोटेशियम आयनों को झिल्ली और सोडियम आयनों के माध्यम से बाहर तक पहुंचाता है। नतीजतन, सोडियम कोशिकाओं के बाहर जमा हो जाता है।


चावल। आठ। पोटेशियम सोडियम पंप
पंप संचालन चरण:
... झिल्ली के अंदर से, सोडियम आयन और एक एटीपी अणु पंप प्रोटीन में प्रवेश करते हैं, और बाहर से, पोटेशियम आयन;
... सोडियम आयन एक प्रोटीन अणु के साथ जुड़ जाते हैं और प्रोटीन ATPase गतिविधि प्राप्त कर लेता है, अर्थात। एटीपी के हाइड्रोलिसिस का कारण बनने की क्षमता, पंप को चलाने वाली ऊर्जा की रिहाई के साथ;
... एटीपी के हाइड्रोलिसिस के दौरान जारी फॉस्फेट प्रोटीन से जुड़ा होता है;
... प्रोटीन संरचना में परिवर्तन होता है, यह सोडियम आयनों को बनाए रखने में असमर्थ हो जाता है, और वे मुक्त हो जाते हैं और कोशिका के बाहर चले जाते हैं;
... प्रोटीन पोटेशियम आयनों को जोड़ता है;
... फॉस्फेट प्रोटीन से अलग हो जाता है और प्रोटीन की संरचना फिर से बदल जाती है;
... सेल में पोटेशियम आयनों की रिहाई;
... प्रोटीन सोडियम आयनों को जोड़ने की क्षमता को पुनर्स्थापित करता है।
ऑपरेशन के एक चक्र में, पंप सेल से 3 सोडियम आयनों को पंप करता है और 2 पोटेशियम आयनों को पंप करता है। एक सकारात्मक चार्ज बाहर बनता है। इस मामले में, सेल के अंदर चार्ज नकारात्मक है। नतीजतन, किसी भी सकारात्मक आयन को झिल्ली में अपेक्षाकृत आसानी से स्थानांतरित किया जा सकता है, इस तथ्य के कारण कि चार्ज में अंतर होता है। तो, ग्लूकोज परिवहन के लिए सोडियम पर निर्भर प्रोटीन के माध्यम से, यह बाहर से एक सोडियम आयन और एक ग्लूकोज अणु जोड़ता है, और फिर इस तथ्य के कारण कि सोडियम आयन अंदर की ओर आकर्षित होता है, प्रोटीन आसानी से सोडियम और ग्लूकोज दोनों को अंदर स्थानांतरित कर देता है। वही सिद्धांत इस तथ्य पर आधारित है कि तंत्रिका कोशिकाओं में समान आवेश वितरण होता है, और यह सोडियम को अंदर से गुजरने देगा और बहुत जल्दी एक तंत्रिका आवेग नामक आवेश में परिवर्तन करेगा।
एंडोसाइटोसिस के दौरान बड़े अणु झिल्ली से गुजरते हैं। इस मामले में, झिल्ली एक आक्रमण बनाती है, इसके किनारों का विलय होता है, और पुटिका - एकल-झिल्ली थैली - साइटोप्लाज्म में लगी होती है। एंडोसाइटोसिस दो प्रकार के होते हैं: फागोसाइटोसिस (बड़े ठोस कणों का अवशोषण) और पाइनोसाइटोसिस (समाधानों का अवशोषण)।
एक्सोसाइटोसिस कोशिका से विभिन्न पदार्थों को निकालने की प्रक्रिया है। इस मामले में, पुटिकाएं प्लाज्मा झिल्ली के साथ विलीन हो जाती हैं, और उनकी सामग्री कोशिका के बाहर हटा दी जाती है।

व्याख्यान, सार। प्लाज्मा झिल्ली की संरचना और कार्य। झिल्ली के माध्यम से पदार्थों का परिवहन - अवधारणा और प्रकार। वर्गीकरण, सार और विशेषताएं।