कोशिकाद्रव्य की झिल्ली। कार्यों

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली या प्लाज़्मालेम्मा(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 संगठनप्लाज्मालेम्मा एक लिपोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स है - अणु लिपिडतथा प्रोटीन.

यह फॉस्फोलिपिड्स से युक्त एक लिपिड बाइलेयर पर आधारित होता है, इसके अलावा, ग्लाइकोलिपिड्स और कोलेस्ट्रॉल झिल्ली में मौजूद होते हैं। उन सभी में उभयचरता का गुण है, अर्थात्। 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 द्विध्रुवी 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 मोनोलयर्स असममित होते हैं, अर्थात, वे लिपिड संरचना में भिन्न होते हैं, जो एक ही कोशिका के भीतर भी झिल्लियों को विशिष्टता प्रदान करते हैं। लिपिड बाईलेयर लिक्विड या सॉलिड क्रिस्टल की अवस्था में हो सकता है।

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

लिपिड आवश्यक प्रदान करते हैं संरचनात्मक विशेषताझिल्ली, और प्रोटीन इसके कार्य हैं।

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

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की संरचना के कई मॉडल हैं।

. सैंडविच मॉडल(गिलहरी– लिपिड– प्रोटीन)

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

इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके झिल्ली का एक 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 के लिए निर्देशित, और अघुलनशील (फैटी एसिड अवशेष) - हाइड्रोफोबिक पूंछएक - दूसरे का सामना करना पड़ा।

. तरल मोज़ेक मॉडल

पर 1972.गायक तथा 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 विसर्जित होते हैं। हिमखंड जैसे प्रोटीन अणुओं के ग्लोब्यूल्स "महासागर" में डूबे रहते हैं

लिपिड: कुछ बिलिपिड 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, झिल्ली के प्रोटीन नहीं होते हैं, बल्कि इसे कोशिका सतह तंत्र की सुप्रा-झिल्ली या उप-झिल्ली प्रणाली से जोड़ते हैं।

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

. प्रोटीन-क्रिस्टल मॉडल(लिपोप्रोटीन मैट मॉडल)

झिल्ली लिपिड और प्रोटीन अणुओं की परस्पर बुनाई से बनती है, जो हाइड्रोफिलिक के आधार पर एक दूसरे के साथ संयुक्त होते हैं।

हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन।

प्रोटीन 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 साबित करता है। जाहिरा तौर पर, यह मॉडल केवल कुछ झिल्ली 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-एसेस).

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

झिल्ली गुण

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

2. तरलता।झिल्ली एक कठोर संरचना नहीं है, इसके अधिकांश प्रोटीन और लिपिड झिल्ली के तल में गति कर सकते हैं, वे घूर्णी होने के कारण लगातार उतार-चढ़ाव करते हैं और ऑसिलेटरी मूवमेंट्स. यह उच्च प्रवाह दर निर्धारित करता है रसायनिक प्रतिक्रियाझिल्ली पर।

3. अर्धपारगम्यता. जीवित कोशिकाओं की झिल्लियाँ, पानी के अलावा, केवल कुछ अणुओं और भंग पदार्थों के आयनों से गुजरती हैं। यह सेल की 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 का बाहरी भाग धनात्मक आवेश वहन करता है, जबकि भीतरी भाग ऋणात्मक आवेश वहन करता है।

झिल्ली कार्य

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

2) रिसेप्टर(संकेत) - प्रोटीन अणुओं के महत्वपूर्ण गुण - 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 बदल देते हैं, जो कोशिका के लिए एक प्रकार के संकेत के रूप में कार्य करता है।

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

3) लेन देन- 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 कन्वेयर" के रूप में झिल्ली पर स्थित होते हैं और चयापचय प्रतिक्रियाओं की तीव्रता और दिशा निर्धारित करते हैं।

4) यातायात- 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 किसके द्वारा कोशिका में प्रवेश करते हैं एंडोसाइटोसिस(झिल्ली पैकेजिंग में परिवहन), ऊर्जा की खपत की आवश्यकता होती है। इसकी किस्में हैं फेज और पिनोसाइटोसिस.

निष्क्रिय परिवहन - परिवहन का एक तरीका जिसमें पदार्थों का स्थानांतरण एटीपी ऊर्जा के खर्च के बिना रासायनिक या विद्युत रासायनिक एकाग्रता की ढाल के साथ किया जाता है। निष्क्रिय परिवहन दो प्रकार के होते 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 एक सांद्रता प्रवणता के साथ ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन या वसा में घुलनशील पदार्थों के माध्यम से 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 गुजरते हैं। ऐसे परिवहन की दर साधारण प्रसार की तुलना में बहुत अधिक है। वाहक प्रोटीन के अलावा, कुछ एंटीबायोटिक्स, जैसे कि 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 की खपत होती है, यह एकाग्रता ढाल के खिलाफ जाती है। इसमें एंजाइम ATPase शामिल है। बाहरी कोशिका झिल्ली में ATPases होता है, जो आयनों को एक सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध ले जाता है, एक घटना जिसे आयन पंप कहा जाता है। एक उदाहरण सोडियम-पोटेशियम पंप है। आम तौर पर, सेल 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 एक एकाग्रता ढाल के खिलाफ सेल में पंप करता है, और सोडियम आयनों को बाहरी वातावरण में ले जाता है। यह सेल और इसकी व्यवहार्यता में आयनिक संरचना की स्थिरता 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।

एक प्रकार का सक्रिय परिवहन झिल्ली से भरा परिवहन है। एंडोसाइटोसिस. बायोपॉलिमर के बड़े अणु झिल्ली में प्रवेश नहीं कर सकते, वे एक झिल्ली पैकेज में कोशिका में प्रवेश करते हैं। फागोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस के बीच भेद। phagocytosis- कोशिका द्वारा ठोस कणों का कब्जा, पिनोसाइटोसिस- तरल कण। इन प्रक्रियाओं को चरणों में विभाजित किया गया है:

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

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

सेल के आसमाटिक गुण

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

डायलिसिस- भंग पदार्थों का एकतरफा प्रसार।

एक समाधान जिसमें आसमाटिक दबाव कोशिकाओं के समान होता है, कहलाता है आइसोटोनिकजब एक सेल को आइसोटोनिक घोल में डुबोया जाता है, तो इसका आयतन नहीं बदलता है। आइसोटोनिक विलयन कहलाता 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 हाइपरटोनिक.

हाइपरटोनिक घोल में कोशिकाएं पानी खो देती हैं और सिकुड़ जाती हैं। हाइपरटोनिक समाधान व्यापक रूप से चिकित्सा में उपयोग किए जाते हैं। हाइपरटोनिक घोल में भिगोई गई धुंध की पट्टी मवाद को अच्छी तरह से सोख लेती है।

वह विलयन जिसमें लवणों की सांद्रता कोशिका की तुलना में कम होती है, कहलाती है हाइपोटोनिक. जब किसी सेल को इस तरह के घोल में डुबोया जाता है, तो पानी उसमें चला जाता है। कोशिका सूज जाती है, उसका तीखापन बढ़ जाता है और वह ढह सकता है। hemolysis- हाइपोटोनिक घोल में रक्त कोशिकाओं का विनाश।

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

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और देखें:

कोशिका झिल्लीइसे प्लाज्मा (या साइटोप्लाज्मिक) झिल्ली और प्लास्मलेम्मा 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 झिल्लीजो सेल 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 होती है। ऐसी परत का बनना 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 ध्रुवीय सिर होता है (यह पानी से आकर्षित होता है, अर्थात, हाइड्रोफिलिक), और दूसरा लंबी गैर-ध्रुवीय पूंछ की एक जोड़ी है (अणु का यह हिस्सा पानी से विकर्षित होता है, अर्थात हाइड्रोफोबिक) . 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 लिपिड बाईलेयर बनता है, जिसमें गैर-ध्रुवीय पूंछ अंदर होती है (एक दूसरे का सामना करना पड़ता 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, फॉस्फोलिपिड 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 + कार्बोहाइड्रेट्स) और कोलेस्ट्रॉल (स्टेरोल्स से संबंधित) होते हैं। उत्तरार्द्ध झिल्ली को कठोरता देता है, शेष लिपिड की पूंछ के बीच इसकी मोटाई में स्थित होता है (कोलेस्ट्रॉल पूरी तरह से हाइड्रोफोबिक होता है)।

इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के कारण, कुछ प्रोटीन अणु लिपिड के आवेशित सिर से जुड़े होते हैं, जो सतह झिल्ली प्रोटीन बन जाते हैं। अन्य प्रोटीन गैर-ध्रुवीय पूंछ के साथ बातचीत करते हैं, आंशिक रूप से बिलीयर 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 (अर्ध-अभिन्न) और मर्मज्ञ (अभिन्न) प्रोटीन के एक द्विपरत होते हैं। इसके अलावा, झिल्ली के बाहर कुछ प्रोटीन और लिपिड कार्बोहाइड्रेट श्रृंखला 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 माना जाता था, जिसके अनुसार लिपिड बाइलेयर अंदर स्थित 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 (यहां तक ​​कि एक के विभिन्न पक्ष) प्रतिशत में एक दूसरे से भिन्न होते हैं विभिन्न प्रकारलिपिड, प्रोटीन, एंजाइमी गतिविधि, आदि। 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 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 के 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 की अनुमति दें।

कोशिका झिल्ली पर्यावरण से एक परिसीमन (बाधा) कार्य करती है और साथ ही एक परिवहन कार्य भी करती है। यह कहा जा सकता है 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 होता है विभिन्न तरीके. एक सघनता प्रवणता के साथ परिवहन में उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से कम वाले (प्रसार) वाले क्षेत्र में पदार्थों की आवाजाही शामिल है। तो, उदाहरण के लिए, गैसें फैलती हैं (सीओ 2, ओ 2)।

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

परिवहन निष्क्रिय और हल्का होता है (जब इसे किसी प्रकार के स्थानांतरण से मदद मिलती है)।
प्रति)। 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।

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 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 विशिष्ट 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 माध्यम से, बायोपॉलिमर के बड़े अणु, यहां तक ​​कि पूरी कोशिकाएं, 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 प्रोटोजोआ और निचले अकशेरुकी जीवों में एंडोसाइटोसिस मनाया जाता है; स्तनधारियों में, ल्यूकोसाइट्स और मैक्रोफेज अवशोषित होते हैं हानिकारक पदार्थऔर बैक्टीरिया, यानी एंडोसाइटोसिस शरीर के लिए एक सुरक्षात्मक कार्य करता है।

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। 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 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।ऐसा करने के लिए, इसके बाहरी हिस्से में ऐसी संरचनाएं होती हैं जो एक रासायनिक या भौतिक उत्तेजना को पहचान सकती हैं। प्लाज़्मालेम्मा 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 ग्राही से बंधता है, तो वह अपनी संरचना बदल देता है। यह, बदले में, सेलुलर प्रतिक्रिया तंत्र को ट्रिगर करता है। उसी समय, 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 झिल्ली के रिसेप्टर फ़ंक्शन का अच्छी तरह से अध्ययन किया गया 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। पहले से ही यह सेलुलर चयापचय के विभिन्न एंजाइमों को सक्रिय या बाधित करता 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 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 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 साइटोप्लाज्म में घुसने वाले अनुप्रस्थ तंतुओं के बंडलों से जुड़े होते हैं)। इसके अलावा, मध्यस्थों (मध्यस्थों) के कारण अंतरकोशिकीय संपर्कों का एक प्रकार है - सिनैप्स। 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 संचारित करते हैं।

कोशिका सिद्धांत

1665 में, आर. हुक ने एक माइक्रोस्कोप के तहत एक पेड़ के कॉर्क के एक कट की जांच की, खाली कोशिकाओं को पाया, जिसे उन्होंने "कोशिका" कहा। उसने केवल पादप कोशिकाओं के गोले देखे, और लंबे समय तकखोल को कोशिका का मुख्य संरचनात्मक घटक माना जाता था। 1825 में जे. पुर्किन ने कोशिकाओं के प्रोटोप्लाज्म का वर्णन किया और 1831 में आर. ब्राउन ने केंद्रक का वर्णन किया। 1837 में, एम। स्लेडेन इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि पौधों के जीवों में कोशिकाएं होती हैं, और प्रत्येक कोशिका में एक नाभिक होता है।

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

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली, इसके कार्य और संरचना

1839 में श्वान ने 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। विरचो ने कोशिका सिद्धांत को महत्वपूर्ण स्थिति के साथ पूरक किया कि एक कोशिका अपने विभाजन के परिणामस्वरूप केवल एक कोशिका (ओम्निस सेलुला ई सेलुला) से आ सकती है। उन्होंने पाया कि सभी रोगों का आधार कोशिकाओं की संरचना और कार्य में परिवर्तन हैं।

1.2. आधुनिक कोशिका सिद्धांत में निम्नलिखित प्रावधान शामिल हैं:

1) कोशिका - जीवित जीवों की मुख्य संरचनात्मक, कार्यात्मक और आनुवंशिक 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) प्रत्येक नई कोशिका मूल (माँ) कोशिका के विभाजन के परिणामस्वरूप बनती है;

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

5) सेल है खुली प्रणालीजिसके माध्यम से पदार्थ, ऊर्जा और सूचना का प्रवाह गुजरता है और रूपांतरित होता है

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की संरचना और कार्य

कोशिका एक खुली स्व-विनियमन 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 - ग्लाइकोकैलिक्स;

2) प्राथमिक जैविक झिल्ली या उनका परिसर;

3) हाइलोप्लाज्म का सबमेम्ब्रेन सपोर्ट-कॉन्ट्रैक्टाइल कॉम्प्लेक्स;

4) एनाबॉलिक और कैटोबोलिक सिस्टम।

इस उपकरण का मुख्य घटक प्राथमिक झिल्ली है।

कोशिका में विभिन्न प्रकार की झिल्लियाँ होती हैं, लेकिन उनकी संरचना का सिद्धांत समान होता है।

1972 में, एस. सिंगर और जी. निकोलसन ने प्राथमिक झिल्ली संरचना के द्रव-मोज़ेक मॉडल का प्रस्ताव रखा। इस मॉडल के अनुसार, यह भी बाइलिपिड परत पर आधारित है, लेकिन प्रोटीन इस परत के संबंध में अलग तरह से 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 सागर") 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 - स्थिरता बनाए रखता है रासायनिक संरचनाऔर सभी चयापचय प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है (झिल्ली पर चयापचय प्रतिक्रियाएं होती हैं); 3) सुरक्षात्मक; 4) रिसेप्टर।

यूकेरियोटिक कोशिका के बारे में सामान्य जानकारी

प्रत्येक यूकेरियोटिक कोशिका में एक अलग नाभिक होता है, जिसमें एक परमाणु झिल्ली द्वारा मैट्रिक्स से अलग आनुवंशिक सामग्री होती है (यह प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं से मुख्य अंतर है)। आनुवंशिक सामग्री मुख्य रूप से गुणसूत्रों के रूप में केंद्रित होती है, जिसमें एक जटिल संरचना होती है और इसमें डीएनए स्ट्रैंड और प्रोटीन अणु होते हैं। कोशिका विभाजन माइटोसिस (और रोगाणु कोशिकाओं के लिए - अर्धसूत्रीविभाजन) के माध्यम से होता है। यूकेरियोट्स में एककोशिकीय और बहुकोशिकीय जीव दोनों शामिल हैं।

यूकेरियोटिक कोशिकाओं की उत्पत्ति के कई सिद्धांत हैं, उनमें से एक एंडोसिम्बियोटिक है। जीवाणु जैसे प्रकार की एक एरोबिक कोशिका हेटरोट्रॉफ़िक अवायवीय कोशिका में प्रवेश करती है, जो माइटोकॉन्ड्रिया की उपस्थिति के आधार के रूप में कार्य करती है। स्पाइरोचेट जैसी कोशिकाएं इन कोशिकाओं में घुसने लगीं, जिससे सेंट्रीओल्स का निर्माण हुआ। वंशानुगत सामग्री को साइटोप्लाज्म से बंद कर दिया गया था, एक नाभिक उत्पन्न हुआ, माइटोसिस दिखाई दिया। कुछ यूकेरियोटिक कोशिकाओं पर नीले-हरे शैवाल जैसी कोशिकाओं द्वारा आक्रमण किया गया, जिसने क्लोरोप्लास्ट को जन्म दिया। इस प्रकार पौधों का साम्राज्य अस्तित्व में आया।

मानव शरीर की कोशिकाओं का आकार 2-7 माइक्रोन (प्लेटलेट्स के लिए) से लेकर विशाल आकार (एक अंडे के लिए 140 माइक्रोन तक) तक होता है।

कोशिकाओं का आकार उनके द्वारा किए जाने वाले कार्य द्वारा निर्धारित किया जाता है: तंत्रिका कोशिकाएं बड़ी संख्या में प्रक्रियाओं (अक्षतंतु और डेंड्राइट्स) के कारण तारकीय होती हैं, मांसपेशियों की कोशिकाएं लम्बी होती हैं, क्योंकि उन्हें अनुबंध करना चाहिए, छोटी केशिकाओं के माध्यम से चलते समय एरिथ्रोसाइट्स अपना आकार बदल सकते हैं .

जानवरों और पौधों के जीवों की यूकेरियोटिक कोशिकाओं की संरचना कई मायनों में समान है। प्रत्येक कोशिका बाह्य रूप से एक कोशिका भित्ति से घिरी होती है, या प्लाज़्मालेम्मा।इसमें एक साइटोप्लाज्मिक झिल्ली और एक परत होती है glycocalyx(मोटाई 10-20 एनएम), जो इसे बाहर से कवर करती है। ग्लाइकोकैलिक्स के घटक प्रोटीन (ग्लाइकोप्रोटीन) और वसा (ग्लाइकोलिपिड्स) के साथ पॉलीसेकेराइड के परिसर हैं।

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली प्रोटीन और पॉलीसेकेराइड के साथ फॉस्फोलिपिड्स के एक बाइलेयर का एक जटिल है।

कोशिका में स्रावित नाभिक और कोशिका द्रव्य. सेल न्यूक्लियस में एक झिल्ली, न्यूक्लियर सैप, न्यूक्लियोलस और क्रोमैटिन होते हैं। परमाणु लिफाफे में दो झिल्ली होते हैं जो एक पेरिन्यूक्लियर स्पेस से अलग होते हैं और छिद्रों से भरे होते हैं।

परमाणु रस (मैट्रिक्स) का आधार प्रोटीन है: फिलामेंटस, मिन फाइब्रिलर (समर्थन फ़ंक्शन), गोलाकार, हेटेरोन्यूक्लियर आरएनए और एमआरएनए (प्रसंस्करण का परिणाम)।

न्यूक्लियस- यह वह संरचना है जहां राइबोसोमल आरएनए (आर-आरएनए) का निर्माण और परिपक्वता होती है।

क्रोमेटिनन्यूक्लियोप्लाज्म में गुच्छों के रूप में बिखरा हुआ है और गुणसूत्रों के अस्तित्व का एक नाइटरफेज़ रूप है।

साइटोप्लाज्म में, मुख्य पदार्थ (मैट्रिक्स, हाइलोप्लाज्म), ऑर्गेनेल और समावेशन पृथक होते हैं।

ऑर्गेनेल सामान्य महत्व के और विशेष हो सकते हैं (कोशिकाओं में जो विशिष्ट कार्य करते हैं: अवशोषण आंतों के उपकला की माइक्रोविली, मांसपेशियों की कोशिकाओं के मायोफिब्रिल्स, आदि)।

सामान्य महत्व के ऑर्गेनेल एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (चिकनी और खुरदरी), गोल्गी कॉम्प्लेक्स, माइटोकॉन्ड्रिया, राइबोसोम और पॉलीसोम, लाइसोसोम, पेरॉक्सिसोम, माइक्रोफाइब्रिल्स और माइक्रोट्यूबुल्स, सेल सेंटर के सेंट्रीओल्स हैं।

पादप कोशिकाओं में क्लोरोप्लास्ट भी होते हैं, जहाँ प्रकाश संश्लेषण होता है।

प्राथमिक झिल्ली में प्रोटीन (ग्लाइकोप्रोटीन: प्रोटीन + कार्बोहाइड्रेट, लिपोप्रोटीन: वसा + प्रोटीन) के साथ जटिल लिपिड के एक द्विपरत होते हैं। लिपिड के बीच, फॉस्फोलिपिड्स, कोलेस्ट्रॉल, ग्लाइकोलिपिड्स (कार्बोहाइड्रेट + वसा), लिपोप्रोटीन को प्रतिष्ठित किया जा सकता है। प्रत्येक वसा अणु में एक ध्रुवीय हाइड्रोफिलिक सिर और एक गैर-ध्रुवीय हाइड्रोफोबिक पूंछ होती है। इस मामले में, अणु उन्मुख होते हैं ताकि सिर बाहर की ओर और कोशिका के अंदर हो, और गैर-ध्रुवीय पूंछ झिल्ली के अंदर ही बदल जाए। यह कोशिका में प्रवेश करने वाले पदार्थों के लिए चयनात्मक पारगम्यता प्राप्त करता है।

परिधीय प्रोटीन पृथक होते हैं (वे केवल झिल्ली की आंतरिक या बाहरी सतह पर स्थित होते हैं), अभिन्न (वे झिल्ली में मजबूती से अंतर्निहित होते हैं, इसमें डूबे होते हैं, कोशिका की स्थिति के आधार पर अपनी स्थिति बदलने में सक्षम होते हैं)। झिल्ली प्रोटीन के कार्य: रिसेप्टर, संरचनात्मक (कोशिका के आकार का समर्थन), एंजाइमेटिक, चिपकने वाला, एंटीजेनिक, परिवहन।

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।

सबसे महत्वपूर्ण कार्य: कंपार्टमेंटेशन को बढ़ावा देता है - सेल की सामग्री को अलग-अलग कोशिकाओं में विभाजित करना, रासायनिक या एंजाइमेटिक संरचना के विवरण में भिन्न। यह किसी भी यूकेरियोटिक कोशिका की आंतरिक सामग्री के उच्च क्रम को प्राप्त करता है। कक्ष में होने वाली प्रक्रियाओं के स्थानिक पृथक्करण में कम्पार्टमेंटेशन योगदान देता है। एक अलग कम्पार्टमेंट (कोशिका) को कुछ झिल्ली ऑर्गेनेल (उदाहरण के लिए, एक लाइसोसोम) या उसके भाग (माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली द्वारा सीमांकित क्राइस्ट) द्वारा दर्शाया जाता है।

अन्य सुविधाओं:

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

2) संरचनात्मक (देने वाला) निश्चित रूपकोशिकाओं को उनके कार्यों के अनुसार);

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

4) नियामक (के लिए चयनात्मक पारगम्यता का विनियमन विभिन्न पदार्थ(प्रसार या परासरण के नियमों के अनुसार ऊर्जा व्यय के बिना निष्क्रिय परिवहन और पिनोसाइटोसिस, एंडो- और एक्सोसाइटोसिस, सोडियम-पोटेशियम पंप ऑपरेशन, फागोसाइटोसिस द्वारा ऊर्जा व्यय के साथ सक्रिय परिवहन);

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)। ऐसे 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 है।

आधार कोशिकाओं में अन्य झिल्लियों (उदाहरण के लिए, माइटोकॉन्ड्रिया, प्लास्टिड्स, आदि) की तरह प्लास्मलेम्मा, लिपिड की एक परत होती है जिसमें अणुओं की दो पंक्तियाँ होती हैं (चित्र 1)। चूंकि लिपिड अणु ध्रुवीय होते हैं (एक ध्रुव हाइड्रोफिलिक होता है, अर्थात यह पानी से आकर्षित होता है, और दूसरा हाइड्रोफोबिक होता है, अर्थात यह पानी से विकर्षित 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 कोशिका द्रव्य में, और दूसरी परत - कोशिका से बाहर की ओर - अंतरकोशिकीय पदार्थ (बहुकोशिकीय जीवों में) या जलीय माध्यम (एककोशिकीय जीवों में) की ओर )

चावल। एक। द्रव के अनुसार कोशिका झिल्ली की संरचनामोज़ेक मॉडल। प्रोटीन और ग्लाइकोप्रोटीन डबल में डूबे हुए हैंलिपिड अणुओं की एक परत उनके हाइड्रोफिलिक का सामना कर रही हैसमाप्त होता है (मंडलियां) बाहर की ओर, और हाइड्रोफोबिक ( लहराती रेखाएं) - झिल्ली में गहरा

वे परिधीय प्रोटीन स्रावित करते हैं (वे केवल स्थित होते हैं झिल्ली की आंतरिक या बाहरी सतह पर), समाकलन nye (वे झिल्ली में मजबूती से अंतर्निहित हैं, इसमें 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), एंजाइमी, चिपकने वाला, एंटीजेनिक, परिवहन।

प्रोटीन अणु लिपिड की द्वि-आणविक परत में मोज़ेक रूप से अंतःस्थापित होते हैं। पशु कोशिका के बाहर से, पॉलीसेकेराइड अणु लिपिड और प्लाज्मा झिल्ली प्रोटीन अणुओं से जुड़ते हैं, जिससे ग्लाइकोलिपिड्स और ग्लाइकोप्रोटीन बनते हैं।

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

पौधों और कवक की कोशिकाओं में एक कोशिका भित्ति भी होती है जो सहायक और सुरक्षात्मक भूमिका निभाती है। पौधों में, यह सेल्यूलोज 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: कंपार्टमेंटेशन को बढ़ावा देता है - के तहतकोशिका की सामग्री का अलग-अलग कोशिकाओं में विभाजन, रासायनिक या एंजाइमी संरचना के विवरण में भिन्न। यह किसी भी यूकेरियोटिक कोशिका की आंतरिक सामग्री के उच्च क्रम को प्राप्त करता है। कम्पार्टमेंट योगदान 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 (क्राइस्ट माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली द्वारा सीमांकित)।

अन्य सुविधाओं:

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

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

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

4) नियामक (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, फागोसाइटोसिस का संचालन))। संपूर्ण कोशिकाएं या बड़े कण फागोसाइटोसिस से घिरे होते हैं (उदाहरण के लिए, बैक्टीरिया की सुरक्षात्मक रक्त कोशिकाओं द्वारा अमीबा या फागोसाइटोसिस में खिलाना याद रखें)। पिनोसाइटोसिस में, छोटे कण या बूंदें अवशोषित हो जाती हैं तरल पदार्थ. 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 कोशिका कोशिका द्रव्य की गहराई में चले जाते हैं। एक्सोसाइटोसिस एक प्रक्रिया है (सक्रिय परिवहन भी है) फागोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस (छवि 13) की दिशा में विपरीत है। इसकी सहायता से प्रोटोजोआ में अपचित भोजन अवशेषों या स्रावी कोशिका में बनने वाले जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों 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)। ऐसे 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 है। कोशिकाओं और के बीच पदार्थों का आदान-प्रदान वातावरणकिया गया विभिन्न तरीके- निष्क्रिय और सक्रिय।

सेल संरचना

सेल की आधुनिक परिभाषा इस प्रकार है: कक्ष - यह एक खुला, सक्रिय झिल्ली द्वारा सीमित, बायोपॉलिमर (प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड) की संरचित प्रणाली और उनके मैक्रोमोलेक्यूलर कॉम्प्लेक्स चयापचय और ऊर्जा प्रक्रियाओं के एक सेट में भाग लेते हैं जो पूरे सिस्टम को बनाए रखते हैं और पुन: उत्पन्न करते हैं।

सेल की एक और परिभाषा है। कक्ष - यह एक खुली जैविक प्रणाली है जो विकास के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुई है, जो एक अर्धपारगम्य झिल्ली द्वारा सीमित है, जिसमें एक नाभिक और साइटोप्लाज्म शामिल है, जो स्व-नियमन और आत्म-प्रजनन में सक्षम है।

जैसा कि हम परिभाषाओं से देख सकते हैं, कोशिका की संरचना बल्कि जटिल है। इसके अलावा, कोशिकाओं की बात करें तो हमारा मतलब विभिन्न जीवों की कोशिकाओं, अंगों के ऊतकों से हो सकता है। इस प्रकार, प्रत्येक प्रकार की कोशिका की अपनी अनूठी विशेषताएं होती हैं। आइए इस विविधता से उन विशेषताओं और विशेषताओं को चुनने का प्रयास करें जो कोशिकाओं को एकजुट करती हैं अलग - अलग प्रकार. एक आदर्श कोशिका में तीन भाग होते हैं: ऑर्गेनेल और ऑर्गेनेल के साथ कोशिका झिल्ली, नाभिक, साइटोप्लाज्म।

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली (सीपीएम)

झिल्ली की संरचना काफी हद तक गूढ़ बनी हुई है। पीएम की संरचना के संबंध में कई सिद्धांत थे। बीसवीं शताब्दी के 30 के दशक में, एक परिकल्पना सामने रखी गई थी, जिसका नाम इसके लेखकों के नाम पर रखा गया था डावसन-डेनीली मॉडल(सैंडविच मॉडल या सैंडविच मॉडल)। इस मॉडल के अनुसार, झिल्ली वसा की दोहरी हाइड्रोफोबिक परत पर आधारित होती है। यह परत प्रोटीन की दो परतों से घिरी होती है।

हालाँकि, 1970 के दशक की शुरुआत तक, डेटा जमा हो गया था जो इस परिकल्पना का खंडन करता था। नतीजतन, एक मॉडल सामने रखा गया, जिसे सिंगर-निकोलसन मॉडल कहा जाता है। यह एक गतिशील झिल्ली मॉडल है। यह मॉडल वसा की एक ही दोहरी परत पर आधारित है, लेकिन प्रोटीन, इस मॉडल के अनुसार, वसा के समुद्र में मोबाइल द्वीप हैं।

कोशिका (या प्लाज्मा) झिल्ली एक पतली, लचीली और लोचदार संरचना होती है जिसकी मोटाई केवल 7.5-10 एनएम होती है। इसमें मुख्य रूप से प्रोटीन और लिपिड होते हैं। इसके घटकों का अनुमानित अनुपात इस प्रकार है: प्रोटीन - 55%, फॉस्फोलिपिड - 25%, कोलेस्ट्रॉल - 13%, अन्य लिपिड - 4%, कार्बोहाइड्रेट - 3%।

कोशिका झिल्ली की लिपिड परत पानी के प्रवेश को रोकती है। झिल्ली का आधार है लिपिड बिलेयर- एक पतली लिपिड फिल्म, जिसमें दो मोनोलयर्स होते हैं और पूरी तरह से सेल को कवर करते हैं। पूरे झिल्ली में बड़े ग्लोब्यूल्स के रूप में प्रोटीन होते हैं।

लिपिड बाईलेयर में मुख्य रूप से अणु होते हैं फॉस्फोलिपिड. ऐसे अणु का एक सिरा हाइड्रोफिलिक होता है, अर्थात। पानी में घुलनशील (उस पर एक फॉस्फेट समूह स्थित है), दूसरा हाइड्रोफोबिक है, अर्थात। केवल वसा में घुलनशील (इसमें एक फैटी एसिड होता है)।

इस तथ्य के कारण कि फॉस्फोलिपिड अणु का हाइड्रोफोबिक भाग पानी को पीछे हटाता है, लेकिन समान अणुओं के समान भागों के लिए आकर्षित होता है, फॉस्फोलिपिड में होता है प्राकृतिक संपत्तिझिल्ली की मोटाई में एक दूसरे से जुड़ते हैं। फॉस्फेट समूह के साथ हाइड्रोफिलिक भाग दो झिल्ली सतह बनाता है: बाहरी एक, जो बाह्य तरल पदार्थ के संपर्क में है, और आंतरिक एक, जो इंट्रासेल्यूलर तरल पदार्थ के संपर्क में है।

लिपिड परत के बीच में ग्लूकोज और यूरिया के आयनों और जलीय घोलों के लिए अभेद्य है। इसके विपरीत, ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड, शराब सहित वसा में घुलनशील पदार्थ झिल्ली के इस क्षेत्र में आसानी से प्रवेश कर जाते हैं।

कोलेस्ट्रॉल अणु, जो झिल्ली का हिस्सा है, प्रकृति में भी लिपिड हैं, क्योंकि उनके स्टेरॉयड समूह में वसा में उच्च घुलनशीलता होती है। ये अणु लिपिड बाईलेयर में घुले हुए प्रतीत होते हैं। उनका मुख्य उद्देश्य शरीर के तरल पदार्थों के पानी में घुलनशील घटकों के लिए झिल्ली की पारगम्यता (या अभेद्यता) का नियमन है। इसके अलावा, कोलेस्ट्रॉल झिल्ली चिपचिपाहट का मुख्य नियामक है।

कोशिका झिल्ली प्रोटीन।आकृति में, गोलाकार कण लिपिड बाईलेयर में दिखाई देते हैं - ये झिल्ली प्रोटीन होते हैं, जिनमें से अधिकांश ग्लाइकोप्रोटीन होते हैं। झिल्ली प्रोटीन दो प्रकार के होते हैं: (1) अभिन्न, जो झिल्ली में प्रवेश करता है; (2) परिधीय, जो केवल एक सतह के ऊपर दूसरे तक पहुँचे बिना फैल जाता है।

कई अभिन्न प्रोटीन चैनल (या छिद्र) बनाते हैं जिसके माध्यम से पानी और पानी में घुलनशील पदार्थ, विशेष रूप से आयन, इंट्रा- और बाह्य तरल पदार्थ में फैल सकते हैं। चैनलों की चयनात्मकता के कारण, कुछ पदार्थ दूसरों की तुलना में बेहतर तरीके से फैलते हैं।

अन्य अभिन्न प्रोटीन वाहक प्रोटीन के रूप में कार्य करते हैं, ऐसे पदार्थों का परिवहन करते हैं जिनके लिए लिपिड बाईलेयर अभेद्य है। कभी-कभी वाहक प्रोटीन प्रसार के विपरीत दिशा में कार्य करते हैं, ऐसे परिवहन को सक्रिय कहा जाता है। कुछ अभिन्न प्रोटीन एंजाइम हैं।

इंटीग्रल झिल्ली प्रोटीन पेप्टाइड हार्मोन सहित पानी में घुलनशील पदार्थों के लिए रिसेप्टर्स के रूप में भी काम कर सकते हैं, क्योंकि झिल्ली उनके लिए अभेद्य है। इस प्रकार, कोशिका झिल्ली में निर्मित अभिन्न प्रोटीन बाहरी वातावरण के बारे में जानकारी को कोशिका में स्थानांतरित करने की प्रक्रिया में शामिल होते हैं।

प्लाज़्मा झिल्ली, या प्लाज़्मालेम्मा, एक यांत्रिक अवरोध के रूप में कार्य करते हुए, कोशिका को बाहर से सीमित करती है। यह पदार्थों को कोशिका के अंदर और बाहर ले जाता है। झिल्ली में चयनात्मक पारगम्यता का गुण होता है। अणु अलग-अलग गति से इससे गुजरते हैं: अणु जितने बड़े होते हैं, झिल्ली के माध्यम से उनका मार्ग उतना ही धीमा होता है।

एक जंतु कोशिका में प्लाज्मा झिल्ली की बाहरी सतह पर, प्रोटीन और लिपिड अणु कार्बोहाइड्रेट श्रृंखलाओं से जुड़े होते हैं, जिससे glycocalyx. कार्बोहाइड्रेट श्रृंखलाएं रिसेप्टर्स के रूप में कार्य करती हैं। उनके लिए धन्यवाद, अंतरकोशिकीय पहचान की जाती है। कोशिका विशेष रूप से बाहरी प्रभावों का जवाब देने की क्षमता प्राप्त करती है।

प्लाज्मा झिल्ली के नीचे, साइटोप्लाज्म की तरफ, एक कॉर्टिकल परत और इंट्रासेल्युलर फाइब्रिलर संरचनाएं होती हैं जो प्लाज्मा झिल्ली की यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित करती हैं।

पादप कोशिकाओं में, एक सघन संरचना झिल्ली के बाहर स्थित होती है - कोशिका झिल्ली या कोशिका भित्ति, जिसमें पॉलीसेकेराइड (सेलुलोज) होता है।

पौधों की कोशिका भित्ति की संरचना की योजना। ओ - मध्य प्लेट, / - प्राथमिक खोल (0 के दोनों तरफ दो परतें), 2 - माध्यमिक खोल की परतें, 3 - तृतीयक खोल, पीएम -
प्लाज्मा झिल्ली, बी - रिक्तिका, आई - नाभिक।

कोशिका भित्ति के घटकों को कोशिका द्वारा संश्लेषित किया जाता है, साइटोप्लाज्म से मुक्त किया जाता है और कोशिका के बाहर, प्लाज्मा झिल्ली के पास इकट्ठा किया जाता है, जिससे जटिल परिसर बनते हैं। पौधों में कोशिका भित्ति एक सुरक्षात्मक कार्य करती है, एक बाहरी फ्रेम बनाती है, कोशिकाओं के टर्गर गुण प्रदान करती है। कोशिका भित्ति की उपस्थिति कोशिका में पानी के प्रवाह को नियंत्रित करती है। नतीजतन, आंतरिक दबाव उत्पन्न होता है, टर्गर, जो पानी के आगे प्रवाह को रोकता है।