झिल्ली के गोले. कोशिका (प्लाज्मा) झिल्ली, इसके मुख्य कार्य

जंतु कोशिकाओं की बाहरी कोशिका झिल्ली (प्लाज्मालेम्मा, साइटोलेम्मा, प्लाज्मा झिल्ली)।बाहर से (अर्थात साइटोप्लाज्म के संपर्क में न आने वाली तरफ) ऑलिगोसैकेराइड श्रृंखलाओं की एक परत से ढका होता है जो सहसंयोजक रूप से झिल्ली प्रोटीन (ग्लाइकोप्रोटीन) और कुछ हद तक लिपिड (ग्लाइकोलिपिड्स) से जुड़ी होती है। इसे कार्बोहाइड्रेट झिल्ली कोटिंग कहा जाता है ग्लाइकोकैलिक्स।ग्लाइकोकैलिक्स का उद्देश्य अभी तक बहुत स्पष्ट नहीं है; एक धारणा है कि यह संरचना अंतरकोशिकीय पहचान की प्रक्रियाओं में भाग लेती है।

पादप कोशिकाओं मेंबाहरी कोशिका झिल्ली के शीर्ष पर छिद्रों के साथ एक घनी सेलूलोज़ परत होती है, जिसके माध्यम से साइटोप्लाज्मिक पुलों के माध्यम से पड़ोसी कोशिकाओं के बीच संचार होता है।

कोशिकाओं में मशरूमप्लाज़्मालेम्मा के ऊपर - एक घनी परत काइटिन.

यू जीवाणु – मुरैना.

जैविक झिल्लियों के गुण

1. स्व-संयोजन क्षमताविनाशकारी प्रभावों के बाद. यह गुण फॉस्फोलिपिड अणुओं के भौतिक-रासायनिक गुणों द्वारा निर्धारित होता है, जो एक जलीय घोल में एक साथ आते हैं ताकि अणुओं के हाइड्रोफिलिक सिरे बाहर की ओर खुलें, और हाइड्रोफोबिक अंदर की ओर समाप्त हों। प्रोटीन को तैयार फॉस्फोलिपिड परतों में बनाया जा सकता है। सेलुलर स्तर पर स्वयं-इकट्ठा करने की क्षमता महत्वपूर्ण है।

2. अर्धपारगम्य(आयनों और अणुओं के संचरण में चयनात्मकता)। कोशिका में आयनिक और आणविक संरचना की स्थिरता को बनाए रखना सुनिश्चित करता है।

3. झिल्ली तरलता. झिल्ली कठोर संरचनाएं नहीं हैं; वे लिपिड और प्रोटीन अणुओं की घूर्णी और कंपन संबंधी गतिविधियों के कारण लगातार उतार-चढ़ाव करती हैं। यह झिल्लियों में एंजाइमैटिक और अन्य रासायनिक प्रक्रियाओं की उच्च दर सुनिश्चित करता है।

4. झिल्ली के टुकड़ों में स्वतंत्र सिरे नहीं होते, जैसे ही वे बुलबुले में बंद होते हैं।

बाहरी कोशिका झिल्ली (प्लाज्मालेम्मा) के कार्य

प्लाज़्मालेम्मा के मुख्य कार्य निम्नलिखित हैं: 1) बाधा, 2) रिसेप्टर, 3) विनिमय, 4) परिवहन।

1. बैरियर फ़ंक्शन.यह इस तथ्य में व्यक्त किया गया है कि प्लाज्मा झिल्ली कोशिका की सामग्री को सीमित करती है, इसे बाहरी वातावरण से अलग करती है, और इंट्रासेल्युलर झिल्ली साइटोप्लाज्म को अलग-अलग प्रतिक्रिया कोशिकाओं में विभाजित करती है। डिब्बों.

2. रिसेप्टर फ़ंक्शन.प्लाज़्मालेम्मा का सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक कोशिका का संचार (कनेक्शन) सुनिश्चित करना है बाहरी वातावरणझिल्लियों में मौजूद रिसेप्टर तंत्र के माध्यम से, जो प्रोटीन या ग्लाइकोप्रोटीन प्रकृति का होता है। प्लाज़्मालेम्मा के रिसेप्टर संरचनाओं का मुख्य कार्य बाहरी संकेतों की पहचान है, जिसके कारण कोशिकाएं सही ढंग से उन्मुख होती हैं और भेदभाव की प्रक्रिया के दौरान ऊतकों का निर्माण करती हैं। रिसेप्टर फ़ंक्शन विभिन्न नियामक प्रणालियों की गतिविधि के साथ-साथ प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के गठन से जुड़ा हुआ है।

विनिमय समारोहजैविक झिल्लियों में एंजाइम प्रोटीन की सामग्री द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो जैविक उत्प्रेरक हैं। उनकी गतिविधि पर्यावरण के पीएच, तापमान, दबाव और सब्सट्रेट और एंजाइम दोनों की एकाग्रता के आधार पर भिन्न होती है। एंजाइम प्रमुख प्रतिक्रियाओं की तीव्रता निर्धारित करते हैं चयापचय, साथ ही साथ उनकादिशा।

झिल्लियों का परिवहन कार्य.झिल्ली विभिन्न रसायनों को कोशिका में और कोशिका से बाहर पर्यावरण में चयनात्मक प्रवेश की अनुमति देती है। कोशिका में उचित पीएच और उचित आयनिक सांद्रता बनाए रखने के लिए पदार्थों का परिवहन आवश्यक है, जो सेलुलर एंजाइमों की दक्षता सुनिश्चित करता है। परिवहन पोषक तत्वों की आपूर्ति करता है जो ऊर्जा के स्रोत के साथ-साथ विभिन्न सेलुलर घटकों के निर्माण के लिए सामग्री के रूप में काम करता है। कोशिका से विषैले अपशिष्टों का निष्कासन और विभिन्न का स्राव उपयोगी पदार्थऔर तंत्रिका और मांसपेशियों की गतिविधि के लिए आवश्यक आयन ग्रेडिएंट का निर्माण। पदार्थों के स्थानांतरण की दर में परिवर्तन से बायोएनर्जेटिक प्रक्रियाओं, जल-नमक चयापचय, उत्तेजना और अन्य प्रक्रियाओं में गड़बड़ी हो सकती है। इन परिवर्तनों का सुधार कई दवाओं की कार्रवाई का आधार है।

पदार्थों के कोशिका में प्रवेश करने और कोशिका से बाहरी वातावरण में बाहर निकलने के दो मुख्य तरीके हैं;

नकारात्मक परिवहन,

सक्रिय ट्रांसपोर्ट।

नकारात्मक परिवहनएटीपी ऊर्जा के व्यय के बिना एक रासायनिक या इलेक्ट्रोकेमिकल एकाग्रता प्रवणता का अनुसरण करता है। यदि परिवहन किए गए पदार्थ के अणु पर कोई आवेश नहीं है, तो निष्क्रिय परिवहन की दिशा केवल झिल्ली के दोनों किनारों पर इस पदार्थ की सांद्रता (रासायनिक सांद्रता प्रवणता) में अंतर से निर्धारित होती है। यदि अणु आवेशित है, तो उसका परिवहन रासायनिक सांद्रता प्रवणता और विद्युत प्रवणता (झिल्ली क्षमता) दोनों से प्रभावित होता है।

दोनों ग्रेडिएंट मिलकर इलेक्ट्रोकेमिकल ग्रेडिएंट बनाते हैं। पदार्थों का निष्क्रिय परिवहन दो तरीकों से किया जा सकता है: सरल प्रसार और सुगम प्रसार।

सरल प्रसार के साथनमक आयन और पानी चुनिंदा चैनलों के माध्यम से प्रवेश कर सकते हैं। ये चैनल कुछ ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन के कारण बनते हैं जो एंड-टू-एंड परिवहन मार्ग बनाते हैं जो लगातार या केवल अस्थायी रूप से खुले रहते हैं। छोटी अवधि. चैनलों के अनुरूप आकार और आवेश के विभिन्न अणु चयनात्मक चैनलों के माध्यम से प्रवेश करते हैं।

सरल प्रसार का एक और तरीका है - यह लिपिड बाईलेयर के माध्यम से पदार्थों का प्रसार है, जिसके माध्यम से वसा में घुलनशील पदार्थ और पानी आसानी से गुजरते हैं। लिपिड बाईलेयर आवेशित अणुओं (आयनों) के लिए अभेद्य है, और साथ ही, अनावेशित छोटे अणु स्वतंत्र रूप से फैल सकते हैं, और अणु जितना छोटा होगा, उतनी ही तेजी से इसका परिवहन होता है। लिपिड बाईलेयर के माध्यम से पानी के प्रसार की उच्च दर को इसके अणुओं के छोटे आकार और चार्ज की कमी से सटीक रूप से समझाया गया है।

सुगम प्रसार के साथपदार्थों के परिवहन में प्रोटीन - वाहक शामिल होते हैं जो "पिंग-पोंग" सिद्धांत पर काम करते हैं। प्रोटीन दो गठनात्मक अवस्थाओं में मौजूद होता है: "पोंग" अवस्था में, परिवहन किए गए पदार्थ के लिए बंधन स्थल बाइलेयर के बाहर खुले होते हैं, और “पिंग” अवस्था में, वही स्थल दूसरी तरफ खुले होते हैं। यह प्रक्रिया प्रतिवर्ती है. किसी निश्चित क्षण में किसी पदार्थ का बंधन स्थल किस तरफ से खुला होगा यह इस पदार्थ की सांद्रता प्रवणता पर निर्भर करता है।

इस प्रकार, शर्करा और अमीनो एसिड झिल्ली से होकर गुजरते हैं।

सुगम प्रसार के साथ, सरल प्रसार की तुलना में पदार्थों के परिवहन की दर काफी बढ़ जाती है।

वाहक प्रोटीन के अलावा, कुछ एंटीबायोटिक्स सुगम प्रसार में शामिल होते हैं, उदाहरण के लिए, ग्रैमिसिडिन और वेलिनोमाइसिन।

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

कोशिका में पदार्थों का सक्रिय परिवहन।इस प्रकार के परिवहन में हमेशा ऊर्जा खर्च होती है। सक्रिय परिवहन के लिए आवश्यक ऊर्जा का स्रोत एटीपी है। इस प्रकार के परिवहन की एक विशेषता यह है कि इसे दो तरीकों से किया जाता है:

ATPases नामक एंजाइम का उपयोग करना;

झिल्ली पैकेजिंग (एंडोसाइटोसिस) में परिवहन।

में बाहरी कोशिका झिल्ली में एटीपेज़ जैसे एंजाइम प्रोटीन होते हैं,जिसका कार्य सक्रिय परिवहन प्रदान करना है एक सांद्रण प्रवणता के विरुद्ध आयन।चूँकि वे आयन परिवहन प्रदान करते हैं, इस प्रक्रिया को आयन पंप कहा जाता है।

पशु कोशिकाओं में चार मुख्य ज्ञात आयन परिवहन प्रणालियाँ हैं। उनमें से तीन जैविक झिल्ली के माध्यम से स्थानांतरण प्रदान करते हैं: Na + और K +, Ca +, H +, और चौथा - माइटोकॉन्ड्रियल श्वसन श्रृंखला के कामकाज के दौरान प्रोटॉन का स्थानांतरण।

सक्रिय आयन परिवहन तंत्र का एक उदाहरण है पशु कोशिकाओं में सोडियम-पोटेशियम पंप।यह कोशिका में सोडियम और पोटेशियम आयनों की निरंतर सांद्रता बनाए रखता है, जो पर्यावरण में इन पदार्थों की सांद्रता से भिन्न होता है: आम तौर पर, पर्यावरण की तुलना में कोशिका में कम सोडियम आयन होते हैं, और अधिक पोटेशियम आयन होते हैं।

परिणामस्वरूप, सरल प्रसार के नियमों के अनुसार, पोटेशियम कोशिका को छोड़ देता है, और सोडियम कोशिका में फैल जाता है। सरल प्रसार के विपरीत, सोडियम-पोटेशियम पंप लगातार कोशिका से सोडियम को पंप करता है और पोटेशियम का परिचय देता है: सोडियम के प्रत्येक तीन अणुओं के लिए, कोशिका में पोटेशियम के दो अणु पेश किए जाते हैं।

सोडियम-पोटेशियम आयनों का यह परिवहन आश्रित एटीपीस द्वारा सुनिश्चित किया जाता है, एक एंजाइम जो झिल्ली में इस तरह से स्थानीय होता है कि यह इसकी पूरी मोटाई में प्रवेश करता है। सोडियम और एटीपी झिल्ली के अंदर से इस एंजाइम में प्रवेश करते हैं, और पोटेशियम बाहर से।

झिल्ली के पार सोडियम और पोटेशियम का स्थानांतरण संरचनात्मक परिवर्तनों के परिणामस्वरूप होता है जो सोडियम-पोटेशियम पर निर्भर एटीपीस से गुजरता है, जो तब सक्रिय होता है जब कोशिका के अंदर सोडियम या पर्यावरण में पोटेशियम की सांद्रता बढ़ जाती है।

इस पंप को ऊर्जा आपूर्ति करने के लिए एटीपी हाइड्रोलिसिस आवश्यक है। यह प्रक्रिया उसी एंजाइम, सोडियम-पोटेशियम पर निर्भर ATPase द्वारा सुनिश्चित की जाती है। इसके अलावा, विश्राम के समय पशु कोशिका द्वारा उपभोग किए गए एटीपी का एक तिहाई से अधिक हिस्सा सोडियम-पोटेशियम पंप के संचालन पर खर्च किया जाता है।

उल्लंघन उचित संचालनसोडियम-पोटेशियम पंप विभिन्न गंभीर बीमारियों को जन्म देता है।

इस पंप की दक्षता 50% से अधिक है, जो मनुष्य द्वारा बनाई गई सबसे उन्नत मशीनों द्वारा हासिल नहीं की जा सकती है।

कई सक्रिय परिवहन प्रणालियाँ एटीपी के प्रत्यक्ष हाइड्रोलिसिस के बजाय आयन ग्रेडिएंट्स में संग्रहीत ऊर्जा द्वारा संचालित होती हैं। ये सभी कोट्रांसपोर्ट सिस्टम (कम आणविक भार यौगिकों के परिवहन को बढ़ावा देने) के रूप में काम करते हैं। उदाहरण के लिए, पशु कोशिकाओं में कुछ शर्करा और अमीनो एसिड का सक्रिय परिवहन सोडियम आयन ग्रेडिएंट द्वारा निर्धारित होता है, और सोडियम आयन ग्रेडिएंट जितना अधिक होगा, ग्लूकोज अवशोषण की दर उतनी ही अधिक होगी। और, इसके विपरीत, यदि अंतरकोशिकीय स्थान में सोडियम सांद्रता स्पष्ट रूप से कम हो जाती है, तो ग्लूकोज परिवहन रुक जाता है। इस मामले में, सोडियम को सोडियम-निर्भर ग्लूकोज परिवहन प्रोटीन में शामिल होना चाहिए, जिसमें दो बाध्यकारी साइटें हैं: एक ग्लूकोज के लिए, दूसरा सोडियम के लिए। कोशिका में प्रवेश करने वाले सोडियम आयन ग्लूकोज के साथ कोशिका में वाहक प्रोटीन की शुरूआत की सुविधा प्रदान करते हैं। ग्लूकोज के साथ कोशिका में प्रवेश करने वाले सोडियम आयनों को सोडियम-पोटेशियम पर निर्भर ATPase द्वारा वापस पंप किया जाता है, जो सोडियम सांद्रता प्रवणता को बनाए रखते हुए अप्रत्यक्ष रूप से ग्लूकोज परिवहन को नियंत्रित करता है।

झिल्ली पैकेजिंग में पदार्थों का परिवहन।बायोपॉलिमर के बड़े अणु व्यावहारिक रूप से कोशिका में पदार्थों के परिवहन के ऊपर वर्णित किसी भी तंत्र द्वारा प्लाज़्मालेम्मा के माध्यम से प्रवेश नहीं कर सकते हैं। उन्हें कोशिका द्वारा पकड़ लिया जाता है और झिल्ली पैकेजिंग में अवशोषित कर लिया जाता है, जिसे कहा जाता है एंडोसाइटोसिस. उत्तरार्द्ध को औपचारिक रूप से फागोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस में विभाजित किया गया है। कोशिका द्वारा कणिकीय पदार्थ का अवशोषण होता है phagocytosis, और तरल - पिनोसाइटोसिस. एंडोसाइटोसिस के दौरान, निम्नलिखित चरण देखे जाते हैं:

कोशिका झिल्ली में रिसेप्टर्स के कारण अवशोषित पदार्थ का स्वागत;

बुलबुले (पुटिका) के गठन के साथ झिल्ली का आक्रमण;

ऊर्जा की खपत के साथ झिल्ली से एन्डोसाइटिक पुटिका को अलग करना - फागोसोम गठनऔर झिल्ली अखंडता की बहाली;

फागोसोम का लाइसोसोम के साथ संलयन और गठन phagolysosomes (पाचन रसधानी) जिसमें अवशोषित कणों का पाचन होता है;

कोशिका से फ़ैगोलिसोसोम में अपचित सामग्री को हटाना ( एक्सोसाइटोसिस).

पशु जगत में एंडोसाइटोसिसहै एक विशिष्ट तरीके सेकई एककोशिकीय जीवों का पोषण (उदाहरण के लिए, अमीबा में), और कई सेलुलर जीवों में, खाद्य कणों का इस प्रकार का पाचन कोइलेंटरेट्स की एंडोडर्मल कोशिकाओं में पाया जाता है। जहां तक ​​स्तनधारियों और मनुष्यों की बात है, उनमें एंडोसाइटोसिस की क्षमता वाली कोशिकाओं की रेटिकुलो-हिस्टियो-एंडोथेलियल प्रणाली होती है। उदाहरणों में रक्त ल्यूकोसाइट्स और यकृत कुफ़्फ़र कोशिकाएं शामिल हैं। उत्तरार्द्ध यकृत की तथाकथित साइनसॉइडल केशिकाओं को रेखाबद्ध करता है और रक्त में निलंबित विभिन्न विदेशी कणों को पकड़ता है। एक्सोसाइटोसिस- यह भी एक बहुकोशिकीय जीव की कोशिका से उसके द्वारा स्रावित सब्सट्रेट को हटाने की एक विधि है, जो अन्य कोशिकाओं, ऊतकों और अंगों के कार्य के लिए आवश्यक है।

सभी कोशिका झिल्लियाँ एक संरचनात्मक सिद्धांत द्वारा विशेषता होती हैं (चित्र 1)। वे लिपिड की दो परतों (वसा अणु, जिनमें से अधिकांश फॉस्फोलिपिड होते हैं, लेकिन कोलेस्ट्रॉल और ग्लाइकोलिपिड भी होते हैं) पर आधारित होते हैं।

चित्र .1। कोशिका झिल्ली की संरचना का आरेख

झिल्ली लिपिड अणुओं में एक सिर होता है (एक क्षेत्र जो पानी को आकर्षित करता है और इसके साथ बातचीत करता है, जिसे हाइड्रोफिलिक कहा जाता है) और एक पूंछ होती है, जो हाइड्रोफोबिक होती है (पानी के अणुओं को पीछे हटाती है और उनकी निकटता से बचती है)। लिपिड अणुओं के सिर और पूंछ के गुणों में इस अंतर के परिणामस्वरूप, जब वे पानी की सतह से टकराते हैं, तो पंक्तियों में पंक्तिबद्ध हो जाते हैं: सिर से सिर, पूंछ से पूंछ और एक दोहरी परत बनाते हैं जिसमें हाइड्रोफिलिक सिर पानी की ओर हैं, और हाइड्रोफोबिक पूंछ एक दूसरे के सामने हैं। पूँछें इस दोहरी परत के अंदर स्थित होती हैं। लिपिड परत की उपस्थिति एक बंद स्थान बनाती है, साइटोप्लाज्म को आसपास से अलग करती है जलीय पर्यावरणऔर कोशिका झिल्ली के माध्यम से पानी और उसमें घुलनशील पदार्थों के पारित होने में बाधा उत्पन्न करता है। ऐसे लिपिड बाईलेयर की मोटाई लगभग 5 एनएम है।

झिल्लियों में प्रोटीन भी होता है। उनके अणु झिल्लीदार लिपिड के अणुओं की तुलना में आयतन और द्रव्यमान में 40-50 गुना बड़े होते हैं। प्रोटीन के कारण झिल्ली की मोटाई 7-10 एनएम तक पहुँच जाती है। इस तथ्य के बावजूद कि अधिकांश झिल्लियों में प्रोटीन और लिपिड का कुल द्रव्यमान लगभग बराबर है, झिल्ली में प्रोटीन अणुओं की संख्या लिपिड अणुओं की तुलना में दसियों गुना कम है। आमतौर पर, प्रोटीन अणु अलग-अलग स्थित होते हैं। वे झिल्ली में घुले हुए प्रतीत होते हैं, वे हिल सकते हैं और उसमें अपनी स्थिति बदल सकते हैं। यही कारण था कि झिल्ली की संरचना को तरल मोज़ेक कहा जाता था। लिपिड अणु झिल्ली के साथ-साथ भी चल सकते हैं और एक लिपिड परत से दूसरे तक भी जा सकते हैं। नतीजतन, झिल्ली में तरलता के लक्षण होते हैं और साथ ही इसमें स्व-संयोजन की संपत्ति होती है और लिपिड अणुओं की दोहरी लिपिड परत में पंक्तिबद्ध होने की क्षमता के कारण क्षति के बाद इसे बहाल किया जा सकता है।

प्रोटीन अणु पूरी झिल्ली में प्रवेश कर सकते हैं ताकि उनके अंतिम भाग इसकी अनुप्रस्थ सीमा से आगे निकल जाएं। ऐसे प्रोटीनों को ट्रांसमेम्ब्रेन या इंटीग्रल कहा जाता है। ऐसे प्रोटीन भी होते हैं जो केवल आंशिक रूप से झिल्ली में डूबे होते हैं या इसकी सतह पर स्थित होते हैं।

कोशिका झिल्ली प्रोटीन अनेक कार्य करते हैं। प्रत्येक कार्य को पूरा करने के लिए, कोशिका जीनोम एक विशिष्ट प्रोटीन के संश्लेषण का शुभारंभ सुनिश्चित करता है। यहां तक ​​कि लाल रक्त कोशिका की अपेक्षाकृत सरल झिल्ली में भी लगभग 100 विभिन्न प्रोटीन होते हैं।

झिल्ली प्रोटीन के सबसे महत्वपूर्ण कार्य हैं:

1) रिसेप्टर - सिग्नलिंग अणुओं के साथ बातचीत और सेल में सिग्नल ट्रांसमिशन;

2) परिवहन - झिल्लियों के पार पदार्थों का स्थानांतरण और साइटोसोल और पर्यावरण के बीच आदान-प्रदान सुनिश्चित करना। कई प्रकार के प्रोटीन अणु (ट्रांसलोकेस) होते हैं जो ट्रांसमेम्ब्रेन परिवहन प्रदान करते हैं। उनमें प्रोटीन होते हैं जो चैनल बनाते हैं जो झिल्ली में प्रवेश करते हैं और उनके माध्यम से साइटोसोल और बाह्य कोशिकीय स्थान के बीच कुछ पदार्थों का प्रसार होता है। ऐसे चैनल प्रायः आयन-चयनात्मक होते हैं, अर्थात्। केवल एक पदार्थ के आयनों को गुजरने की अनुमति देता है। ऐसे चैनल भी हैं जिनकी चयनात्मकता कम है, उदाहरण के लिए, वे Na + और K, K और C1~ आयनों को गुजरने देते हैं। ऐसे वाहक प्रोटीन भी होते हैं जो इस झिल्ली में अपनी स्थिति को बदलकर झिल्ली के पार किसी पदार्थ के परिवहन को सुनिश्चित करते हैं;

3) चिपकने वाला - कार्बोहाइड्रेट के साथ प्रोटीन आसंजन में भाग लेते हैं (आसंजन, प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं के दौरान कोशिकाओं का चिपकना, परतों और ऊतकों में कोशिकाओं का जुड़ाव);

4) एंजाइमैटिक - झिल्ली में निर्मित कुछ प्रोटीन जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं, जिनकी घटना केवल कोशिका झिल्ली के संपर्क में संभव है;

5) यांत्रिक - प्रोटीन झिल्लियों की मजबूती और लोच, साइटोस्केलेटन के साथ उनका संबंध प्रदान करते हैं। उदाहरण के लिए, एरिथ्रोसाइट्स में यह भूमिका प्रोटीन स्पेक्ट्रिन द्वारा निभाई जाती है, जो एक जालीदार संरचना के रूप में एरिथ्रोसाइट झिल्ली की आंतरिक सतह से जुड़ी होती है और इंट्रासेल्युलर प्रोटीन के साथ संबंध रखती है जो साइटोस्केलेटन बनाती है। यह लाल रक्त कोशिकाओं को लोच, रक्त केशिकाओं से गुजरते समय आकार बदलने और पुनर्स्थापित करने की क्षमता देता है। कोशिका झिल्ली // http://humbio.ru/humbio/cytology/000e4e66.htm

कार्बोहाइड्रेट झिल्ली के द्रव्यमान का केवल 2-10% बनाते हैं, उनकी मात्रा विभिन्न कोशिकाओं में भिन्न होती है। कार्बोहाइड्रेट के लिए धन्यवाद, कुछ प्रकार के अंतरकोशिकीय संपर्क होते हैं; वे कोशिका की विदेशी एंटीजन की पहचान में भाग लेते हैं और, प्रोटीन के साथ मिलकर, अपनी कोशिका की सतह झिल्ली की एक अद्वितीय एंटीजेनिक संरचना बनाते हैं। ऐसे एंटीजन द्वारा, कोशिकाएं एक-दूसरे को पहचानती हैं, ऊतक में एकजुट होती हैं और सिग्नल अणुओं को संचारित करने के लिए थोड़े समय के लिए एक साथ चिपक जाती हैं। शर्करा के साथ प्रोटीन के यौगिकों को ग्लाइकोप्रोटीन कहा जाता है। यदि कार्बोहाइड्रेट को लिपिड के साथ मिला दिया जाए तो ऐसे अणुओं को ग्लाइकोलिपिड कहा जाता है।

झिल्ली में शामिल पदार्थों की परस्पर क्रिया और उनकी व्यवस्था के सापेक्ष क्रम के लिए धन्यवाद, कोशिका झिल्ली कई गुणों और कार्यों को प्राप्त करती है जिन्हें इसे बनाने वाले पदार्थों के गुणों के एक साधारण योग तक कम नहीं किया जा सकता है।

पृथ्वी पर सभी जीवित जीव कोशिकाओं से बने हैं, और प्रत्येक कोशिका एक सुरक्षात्मक आवरण - एक झिल्ली से घिरी होती है। हालाँकि, झिल्ली के कार्य ऑर्गेनेल की रक्षा करने और एक कोशिका को दूसरे से अलग करने तक सीमित नहीं हैं। कोशिका झिल्लीयह एक जटिल तंत्र है जो सीधे तौर पर प्रजनन, पुनर्जनन, पोषण, श्वसन और कोशिका के कई अन्य महत्वपूर्ण कार्यों में शामिल होता है।

"कोशिका झिल्ली" शब्द का प्रयोग लगभग सौ वर्षों से किया जा रहा है। लैटिन में "झिल्ली" शब्द का अर्थ "फिल्म" है। लेकिन कोशिका झिल्ली के मामले में, एक निश्चित तरीके से एक दूसरे से जुड़ी दो फिल्मों के संयोजन के बारे में बात करना अधिक सही होगा, और, अलग-अलग पक्षइन फिल्मों की अलग-अलग खूबियां हैं.

कोशिका झिल्ली (साइटोलेम्मा, प्लाज़्मालेम्मा) एक तीन परत वाली लिपोप्रोटीन (वसा-प्रोटीन) झिल्ली होती है जो प्रत्येक कोशिका को पड़ोसी कोशिकाओं से अलग करती है और पर्यावरण, और कोशिकाओं और पर्यावरण के बीच नियंत्रित आदान-प्रदान करना।

इस परिभाषा के लिए महत्वपूर्ण यह नहीं है कि कोशिका झिल्ली एक कोशिका को दूसरे से अलग करती है, बल्कि यह उसे अन्य कोशिकाओं और पर्यावरण के साथ बातचीत करने की अनुमति देती है। झिल्ली कोशिका की एक बहुत ही सक्रिय, लगातार काम करने वाली संरचना है, जिसे प्रकृति कई कार्य सौंपती है। हमारे लेख से आप कोशिका झिल्ली की संरचना, संरचना, गुणों और कार्यों के साथ-साथ कोशिका झिल्ली के कामकाज में व्यवधान से मानव स्वास्थ्य के लिए उत्पन्न होने वाले खतरे के बारे में सब कुछ सीखेंगे।

कोशिका झिल्ली अनुसंधान का इतिहास

1925 में, दो जर्मन वैज्ञानिक, गॉर्टर और ग्रेंडेल, लाल रक्त कोशिकाओं पर एक जटिल प्रयोग करने में सक्षम थे मानव रक्त, लाल रक्त कोशिकाओं। ऑस्मोटिक शॉक का उपयोग करके, शोधकर्ताओं ने तथाकथित "छाया" प्राप्त की - लाल रक्त कोशिकाओं की खाली झिल्ली, फिर उन्हें ढेर कर दिया और सतह क्षेत्र को मापा। अगला कदम कोशिका झिल्ली में लिपिड की मात्रा की गणना करना था। एसीटोन का उपयोग करके, वैज्ञानिकों ने लिपिड को "छाया" से अलग किया और निर्धारित किया कि एक सतत दोहरी परत बनाने के लिए उनमें पर्याप्त मात्रा थी।

हालाँकि, प्रयोग के दौरान दो गंभीर गलतियाँ की गईं:

एसीटोन का उपयोग झिल्ली से बिल्कुल सभी लिपिड को अलग करने की अनुमति नहीं देता है;

"छाया" के सतह क्षेत्र की गणना सूखे वजन से की गई थी, जो भी गलत है।

चूंकि पहली त्रुटि ने गणना में माइनस दिया, और दूसरे ने प्लस दिया, समग्र परिणाम आश्चर्यजनक रूप से सटीक निकला, और जर्मन वैज्ञानिक लाए वैज्ञानिक दुनिया प्रमुख खोज- कोशिका झिल्ली की लिपिड बाईलेयर।

1935 में, शोधकर्ताओं की एक और जोड़ी, डेनिएली और डॉसन, बिलिपिड फिल्मों पर बहुत प्रयोग के बाद, कोशिका झिल्ली में प्रोटीन की उपस्थिति के बारे में निष्कर्ष पर पहुंचे। यह बताने का कोई अन्य तरीका नहीं था कि इन फिल्मों को इतनी लोकप्रियता क्यों मिली सतह तनाव. वैज्ञानिकों ने सैंडविच के समान कोशिका झिल्ली का एक योजनाबद्ध मॉडल जनता के सामने प्रस्तुत किया, जहां रोटी के टुकड़ों की भूमिका सजातीय लिपिड-प्रोटीन परतों द्वारा निभाई जाती है, और उनके बीच तेल के बजाय खालीपन होता है।

1950 में, पहले इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की मदद से, डेनिएली-डॉसन सिद्धांत की आंशिक रूप से पुष्टि की गई थी - कोशिका झिल्ली के माइक्रोग्राफ में, लिपिड और प्रोटीन सिर वाली दो परतें स्पष्ट रूप से दिखाई दे रही थीं, और उनके बीच एक पारदर्शी स्थान भरा हुआ था। लिपिड और प्रोटीन की पूँछें।

1960 में, इन आंकड़ों से निर्देशित होकर, अमेरिकी माइक्रोबायोलॉजिस्ट जे. रॉबर्टसन ने कोशिका झिल्ली की तीन-परत संरचना के बारे में एक सिद्धांत विकसित किया, जो कब काएकमात्र सही माना गया। हालाँकि, जैसे-जैसे विज्ञान विकसित हुआ, इन परतों की एकरूपता के संबंध में अधिक से अधिक संदेह पैदा हुए। थर्मोडायनामिक्स के दृष्टिकोण से, ऐसी संरचना बेहद प्रतिकूल है - कोशिकाओं के लिए पूरे "सैंडविच" के माध्यम से पदार्थों को अंदर और बाहर ले जाना बहुत मुश्किल होगा। इसके अलावा, यह सिद्ध हो चुका है कि विभिन्न ऊतकों की कोशिका झिल्लियों की मोटाई और जुड़ाव के तरीके अलग-अलग होते हैं, जो अंगों के विभिन्न कार्यों के कारण होता है।

1972 में, सूक्ष्म जीवविज्ञानी एस.डी. गायक और जी.एल. निकोलसन कोशिका झिल्ली के एक नए, द्रव-मोज़ेक मॉडल का उपयोग करके रॉबर्टसन के सिद्धांत की सभी विसंगतियों को समझाने में सक्षम थे। वैज्ञानिकों ने पाया है कि झिल्ली विषमांगी, असममित, तरल से भरी होती है और इसकी कोशिकाएँ निरंतर गति में रहती हैं। और इसे बनाने वाले प्रोटीन की संरचना और उद्देश्य अलग-अलग होते हैं, इसके अलावा, वे झिल्ली की बिलिपिड परत के सापेक्ष अलग-अलग स्थित होते हैं।

कोशिका झिल्ली में तीन प्रकार के प्रोटीन होते हैं:

परिधीय - फिल्म की सतह से जुड़ा हुआ;

अर्ध-अभिन्न- आंशिक रूप से बिलिपिड परत में प्रवेश;

अभिन्न - पूरी तरह से झिल्ली में घुसना।

परिधीय प्रोटीन इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के माध्यम से झिल्ली लिपिड के प्रमुखों से जुड़े होते हैं, और वे कभी भी एक सतत परत नहीं बनाते हैं, जैसा कि पहले माना जाता था। और अर्ध-अभिन्न और अभिन्न प्रोटीन ऑक्सीजन के परिवहन का काम करते हैं और पोषक तत्व, साथ ही इससे क्षय उत्पादों को हटाने और कई अन्य महत्वपूर्ण कार्यों के लिए, जिनके बारे में आप बाद में जानेंगे।

कोशिका झिल्ली निम्नलिखित कार्य करती है:

बैरियर - झिल्ली पारगम्यता के लिए अलग - अलग प्रकारअणु समान नहीं होते हैं। कोशिका झिल्ली से आगे निकलने के लिए, अणु का एक निश्चित आकार होना चाहिए, रासायनिक गुणऔर बिजली का आवेश. कोशिका झिल्ली के अवरोधक कार्य के कारण हानिकारक या अनुपयुक्त अणु, कोशिका में प्रवेश नहीं कर पाते हैं। उदाहरण के लिए, पेरोक्सिस प्रतिक्रिया की मदद से, झिल्ली खतरनाक पेरोक्साइड से साइटोप्लाज्म की रक्षा करती है;

परिवहन - निष्क्रिय, सक्रिय, विनियमित और चयनात्मक विनिमय झिल्ली से होकर गुजरता है। निष्क्रिय विनिमय वसा में घुलनशील पदार्थों और बहुत छोटे अणुओं से युक्त गैसों के लिए उपयुक्त है। ऐसे पदार्थ ऊर्जा व्यय के बिना, स्वतंत्र रूप से, प्रसार द्वारा कोशिका के अंदर और बाहर प्रवेश करते हैं। कोशिका झिल्ली का सक्रिय परिवहन कार्य तब सक्रिय होता है जब आवश्यक हो लेकिन परिवहन में कठिन पदार्थों को कोशिका के अंदर या बाहर ले जाने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, जिनके पास बड़ा आकारअणु, या हाइड्रोफोबिसिटी के कारण लिपिड बाईलेयर को पार करने में असमर्थ। फिर पंप प्रोटीन काम करना शुरू कर देते हैं, जिसमें ATPase भी शामिल है, जो कोशिका में पोटेशियम आयनों के अवशोषण और उसमें से सोडियम आयनों को बाहर निकालने के लिए जिम्मेदार है। स्राव और किण्वन के कार्यों के लिए विनियमित परिवहन विनिमय आवश्यक है, उदाहरण के लिए जब कोशिकाएं हार्मोन या गैस्ट्रिक जूस का उत्पादन और स्राव करती हैं। ये सभी पदार्थ विशेष चैनलों के माध्यम से और एक निश्चित मात्रा में कोशिकाओं से निकलते हैं। और चयनात्मक परिवहन कार्य उन अभिन्न प्रोटीनों से जुड़ा होता है जो झिल्ली में प्रवेश करते हैं और कड़ाई से परिभाषित प्रकार के अणुओं के प्रवेश और निकास के लिए एक चैनल के रूप में कार्य करते हैं;

मैट्रिक्स - कोशिका झिल्ली एक दूसरे (नाभिक, माइटोकॉन्ड्रिया, क्लोरोप्लास्ट) के सापेक्ष ऑर्गेनेल का स्थान निर्धारित और ठीक करती है और उनके बीच बातचीत को नियंत्रित करती है;

यांत्रिक - एक कोशिका को दूसरे से प्रतिबंधित करना सुनिश्चित करता है, और साथ ही, समय सही हैसजातीय ऊतक में कोशिकाओं का कनेक्शन और विरूपण के लिए अंगों का प्रतिरोध;

सुरक्षात्मक - पौधों और जानवरों दोनों में, कोशिका झिल्ली एक सुरक्षात्मक ढाँचे के निर्माण के आधार के रूप में कार्य करती है। एक उदाहरण होगा दृढ़ लकड़ी, घना छिलका, कांटेदार कांटे। पशु जगत में भी इसके कई उदाहरण हैं सुरक्षात्मक कार्यकोशिका झिल्ली - कछुए का खोल, चिटिनस खोल, खुर और सींग;

ऊर्जा - कोशिका झिल्ली प्रोटीन की भागीदारी के बिना प्रकाश संश्लेषण और सेलुलर श्वसन की प्रक्रिया असंभव होगी, क्योंकि प्रोटीन चैनलों की मदद से कोशिकाएं ऊर्जा का आदान-प्रदान करती हैं;

रिसेप्टर - कोशिका झिल्ली में एम्बेडेड प्रोटीन का एक और महत्वपूर्ण कार्य हो सकता है। वे रिसेप्टर्स के रूप में कार्य करते हैं जिसके माध्यम से कोशिका हार्मोन और न्यूरोट्रांसमीटर से संकेत प्राप्त करती है। और यह, बदले में, तंत्रिका आवेगों के संचालन और हार्मोनल प्रक्रियाओं के सामान्य पाठ्यक्रम के लिए आवश्यक है;

एंजाइमैटिक कुछ कोशिका झिल्ली प्रोटीन में निहित एक और महत्वपूर्ण कार्य है। उदाहरण के लिए, आंतों के उपकला में, ऐसे प्रोटीन की मदद से पाचन एंजाइमों को संश्लेषित किया जाता है;

जैव क्षमता- कोशिका के अंदर पोटेशियम आयनों की सांद्रता बाहर की तुलना में बहुत अधिक होती है, और इसके विपरीत, सोडियम आयनों की सांद्रता अंदर की तुलना में बाहर अधिक होती है। यह संभावित अंतर की व्याख्या करता है: कोशिका के अंदर चार्ज नकारात्मक है, बाहर यह सकारात्मक है, जो तीन प्रकार के आदान-प्रदान के दौरान कोशिका के अंदर और बाहर पदार्थों की गति को बढ़ावा देता है - फागोसाइटोसिस, पिनोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस;

अंकन - कोशिका झिल्लियों की सतह पर तथाकथित "टैग" होते हैं - ग्लाइकोप्रोटीन से युक्त एंटीजन (ब्रांडेड ऑलिगोसेकेराइड साइड चेन वाले प्रोटीन उनसे जुड़े होते हैं)। क्योंकि साइड चेन में बहुत सारे कॉन्फ़िगरेशन हो सकते हैं, प्रत्येक कोशिका प्रकार को अपना विशिष्ट लेबल प्राप्त होता है, जो शरीर में अन्य कोशिकाओं को इसे देखकर पहचानने और इसका सही ढंग से जवाब देने की अनुमति देता है। इसीलिए, उदाहरण के लिए, मानव प्रतिरक्षा कोशिकाएं, मैक्रोफेज, शरीर में प्रवेश कर चुके किसी अजनबी (संक्रमण, वायरस) को आसानी से पहचान लेती हैं और उसे नष्ट करने का प्रयास करती हैं। बीमार, उत्परिवर्तित और पुरानी कोशिकाओं के साथ भी यही होता है - उनकी कोशिका झिल्ली पर लेबल बदल जाता है और शरीर उनसे छुटकारा पा लेता है।

सेलुलर आदान-प्रदान झिल्लियों में होता है और इसे तीन मुख्य प्रकार की प्रतिक्रियाओं के माध्यम से पूरा किया जा सकता है:

फागोसाइटोसिस एक सेलुलर प्रक्रिया है जिसमें झिल्ली में एम्बेडेड फागोसाइट्स पोषक तत्वों के ठोस कणों को पकड़ते हैं और पचाते हैं। मानव शरीर में, फागोसाइटोसिस दो प्रकार की कोशिकाओं की झिल्लियों द्वारा किया जाता है: ग्रैन्यूलोसाइट्स (दानेदार ल्यूकोसाइट्स) और मैक्रोफेज (प्रतिरक्षा हत्यारी कोशिकाएं);

पिनोसाइटोसिस कोशिका झिल्ली की सतह द्वारा इसके संपर्क में आने वाले तरल अणुओं को पकड़ने की प्रक्रिया है। पिनोसाइटोसिस-प्रकार के पोषण के लिए, कोशिका अपनी झिल्ली पर पतले रोएँदार टेंड्रिल-आकार के प्रक्षेपणों को विकसित करती है, जो तरल की एक बूंद को घेरे हुए प्रतीत होते हैं, और एक बुलबुला प्राप्त होता है। सबसे पहले, यह बुलबुला झिल्ली की सतह से ऊपर निकलता है, और फिर "निगल" जाता है - यह कोशिका के अंदर छिप जाता है, और इसकी दीवारें कोशिका में विलीन हो जाती हैं भीतरी सतहकोशिका झिल्ली। पिनोसाइटोसिस लगभग सभी जीवित कोशिकाओं में होता है;

एक्सोसाइटोसिस एक विपरीत प्रक्रिया है जिसमें कोशिका के अंदर एक स्रावी कार्यात्मक द्रव (एंजाइम, हार्मोन) के साथ पुटिकाएं बनती हैं, और इसे किसी तरह कोशिका से पर्यावरण में हटाया जाना चाहिए। ऐसा करने के लिए, पुटिका पहले कोशिका झिल्ली की आंतरिक सतह के साथ विलीन हो जाती है, फिर बाहर की ओर निकलती है, फट जाती है, सामग्री को बाहर निकाल देती है और फिर से झिल्ली की सतह के साथ विलीन हो जाती है, इस बार बाहर से। उदाहरण के लिए, एक्सोसाइटोसिस आंतों के उपकला और अधिवृक्क प्रांतस्था की कोशिकाओं में होता है।

कोशिका झिल्ली में लिपिड के तीन वर्ग होते हैं:

फॉस्फोलिपिड्स;

ग्लाइकोलिपिड्स;

कोलेस्ट्रॉल.

फॉस्फोलिपिड्स (वसा और फास्फोरस का एक संयोजन) और ग्लाइकोलिपिड्स (वसा और कार्बोहाइड्रेट का एक संयोजन), बदले में, एक हाइड्रोफिलिक सिर से मिलकर बनता है, जिसमें से दो लंबी हाइड्रोफोबिक पूंछ निकलती हैं। लेकिन कोलेस्ट्रॉल कभी-कभी इन दोनों पूंछों के बीच की जगह घेर लेता है और उन्हें झुकने से रोकता है, जिससे कुछ कोशिकाओं की झिल्लियां कठोर हो जाती हैं। इसके अलावा, कोलेस्ट्रॉल अणु कोशिका झिल्ली की संरचना को व्यवस्थित करते हैं और ध्रुवीय अणुओं के एक कोशिका से दूसरी कोशिका में संक्रमण को रोकते हैं।

लेकिन सबसे महत्वपूर्ण घटक, जैसा कि कोशिका झिल्ली के कार्यों पर पिछले अनुभाग से देखा जा सकता है, प्रोटीन हैं। उनकी संरचना, उद्देश्य और स्थान बहुत विविध हैं, लेकिन उनमें कुछ समानता है जो उन सभी को एकजुट करती है: कुंडलाकार लिपिड हमेशा कोशिका झिल्ली के प्रोटीन के आसपास स्थित होते हैं। ये विशेष वसा हैं जो स्पष्ट रूप से संरचित, स्थिर होते हैं, इनमें अधिक संतृप्त फैटी एसिड होते हैं, और "प्रायोजित" प्रोटीन के साथ झिल्ली से निकलते हैं। यह प्रोटीन के लिए एक प्रकार का व्यक्तिगत सुरक्षा कवच है, जिसके बिना वे बस काम नहीं करेंगे।

कोशिका झिल्ली की संरचना तीन-परतीय होती है। बीच में एक अपेक्षाकृत सजातीय तरल बिलिपिड परत होती है, और प्रोटीन इसे मोज़ेक की तरह दोनों तरफ से ढक देते हैं, आंशिक रूप से मोटाई में घुस जाते हैं। यानी यह सोचना गलत होगा कि कोशिका झिल्ली की बाहरी प्रोटीन परतें निरंतर होती हैं। गिलहरियाँ, अपने अलावा जटिल कार्य, कोशिकाओं में प्रवेश करने और उनमें से उन पदार्थों को बाहर निकालने के लिए झिल्ली की आवश्यकता होती है जो वसा परत में प्रवेश करने में सक्षम नहीं हैं। उदाहरण के लिए, पोटेशियम और सोडियम आयन। उनके लिए विशेष प्रोटीन संरचनाएं प्रदान की जाती हैं - आयन चैनल, जिनके बारे में हम नीचे अधिक विस्तार से चर्चा करेंगे।

यदि आप सूक्ष्मदर्शी के माध्यम से कोशिका झिल्ली को देखते हैं, तो आप छोटे गोलाकार अणुओं द्वारा निर्मित लिपिड की एक परत देख सकते हैं, जिस पर विभिन्न आकृतियों की बड़ी प्रोटीन कोशिकाएँ तैरती हैं, जैसे समुद्र पर। बिल्कुल वही झिल्लियाँ प्रत्येक कोशिका के आंतरिक स्थान को खंडों में विभाजित करती हैं जिनमें केन्द्रक, क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया आराम से स्थित होते हैं। यदि कोशिका के अंदर अलग-अलग "कमरे" नहीं होते, तो कोशिकांग एक-दूसरे से चिपक जाते और अपना कार्य सही ढंग से नहीं कर पाते।

कोशिका जीवों का एक संरचित और झिल्ली-बद्ध समूह है जो ऊर्जा, चयापचय, सूचनात्मक और प्रजनन प्रक्रियाओं के एक जटिल में भाग लेता है जो शरीर के महत्वपूर्ण कार्यों को सुनिश्चित करता है।

जैसा कि इस परिभाषा से देखा जा सकता है, झिल्ली किसी भी कोशिका का सबसे महत्वपूर्ण कार्यात्मक घटक है। इसका महत्व नाभिक, माइटोकॉन्ड्रिया और अन्य सेलुलर ऑर्गेनेल के महत्व जितना ही महान है। ए अद्वितीय गुणझिल्लियाँ इसकी संरचना से निर्धारित होती हैं: इसमें दो फिल्में एक साथ चिपकी होती हैं विशेष रूप से. झिल्ली में फॉस्फोलिपिड अणु हाइड्रोफिलिक सिर बाहर की ओर और हाइड्रोफोबिक पूंछ अंदर की ओर स्थित होते हैं। इसलिए, फिल्म का एक पक्ष पानी से गीला है, और दूसरा नहीं। इसलिए, ये फिल्में अंदर की ओर गैर-गीले करने योग्य पक्षों के साथ एक-दूसरे से जुड़ी होती हैं, जिससे प्रोटीन अणुओं से घिरी एक बिलीपिड परत बनती है। यह कोशिका झिल्ली की बिल्कुल "सैंडविच" संरचना है।

कोशिका झिल्ली आयन चैनल

आइए आयन चैनलों के संचालन सिद्धांत पर करीब से नज़र डालें। उनकी क्या आवश्यकता है? तथ्य यह है कि केवल वसा में घुलनशील पदार्थ ही लिपिड झिल्ली के माध्यम से आसानी से प्रवेश कर सकते हैं - ये स्वयं गैसें, अल्कोहल और वसा हैं। उदाहरण के लिए, लाल रक्त कोशिकाओं में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का आदान-प्रदान लगातार होता रहता है और इसके लिए हमारे शरीर को किसी अतिरिक्त हथकंडे का सहारा नहीं लेना पड़ता है। लेकिन जब कोशिका झिल्ली के माध्यम से सोडियम और पोटेशियम लवण जैसे जलीय घोलों को ले जाने की आवश्यकता हो तो क्या करें?

बिलिपिड परत में ऐसे पदार्थों के लिए रास्ता बनाना असंभव होगा, क्योंकि छेद तुरंत बंद हो जाएंगे और फिर से एक साथ चिपक जाएंगे, ऐसी किसी भी वसा ऊतक की संरचना होती है। लेकिन प्रकृति ने, हमेशा की तरह, स्थिति से बाहर निकलने का रास्ता ढूंढ लिया और विशेष प्रोटीन परिवहन संरचनाएं बनाईं।

संवाहक प्रोटीन दो प्रकार के होते हैं:

ट्रांसपोर्टर अर्ध-अभिन्न पंप प्रोटीन हैं;

चैनल फॉर्मर्स अभिन्न प्रोटीन हैं।

पहले प्रकार के प्रोटीन आंशिक रूप से कोशिका झिल्ली की बिलिपिड परत में डूबे होते हैं, और उनके सिर बाहर दिखते हैं, और वांछित पदार्थ की उपस्थिति में, वे एक पंप की तरह व्यवहार करना शुरू करते हैं: वे अणु को आकर्षित करते हैं और इसे कोशिका में चूसते हैं . और दूसरे प्रकार के प्रोटीन, अभिन्न, का आकार लम्बा होता है और कोशिका झिल्ली की बिलीपिड परत के लंबवत स्थित होते हैं, इसके माध्यम से प्रवेश करते हैं। उनके माध्यम से, जैसे कि सुरंगों के माध्यम से, पदार्थ जो वसा से गुजरने में असमर्थ होते हैं, कोशिका के अंदर और बाहर जाते हैं। यह आयन चैनलों के माध्यम से होता है कि पोटेशियम आयन कोशिका में प्रवेश करते हैं और उसमें जमा होते हैं, और इसके विपरीत, सोडियम आयन बाहर निकाल दिए जाते हैं। विद्युत क्षमता में अंतर उत्पन्न होता है, जो हमारे शरीर में सभी कोशिकाओं के समुचित कार्य के लिए बहुत आवश्यक है।

कोशिका झिल्ली की संरचना और कार्यों के बारे में सबसे महत्वपूर्ण निष्कर्ष

सिद्धांत हमेशा दिलचस्प और आशाजनक लगता है अगर इसे व्यवहार में उपयोगी ढंग से लागू किया जा सके। मानव शरीर में कोशिका झिल्ली की संरचना और कार्यों की खोज ने वैज्ञानिकों को सामान्य रूप से विज्ञान और विशेष रूप से चिकित्सा में वास्तविक सफलता हासिल करने की अनुमति दी। यह कोई संयोग नहीं है कि हमने आयन चैनलों पर इतने विस्तार से चर्चा की, क्योंकि यहीं इनमें से एक का उत्तर है गंभीर समस्याएंआधुनिकता: क्यों बढ़ रहा है लोगों को कैंसर?

कैंसर हर साल दुनिया भर में लगभग 17 मिलियन लोगों की जान लेता है और यह सभी मौतों का चौथा प्रमुख कारण है। WHO के अनुसार, कैंसर की घटनाएं लगातार बढ़ रही हैं और 2020 के अंत तक यह प्रति वर्ष 25 मिलियन तक पहुंच सकती है।

वर्तमान कैंसर महामारी की क्या व्याख्या है, और कोशिका झिल्ली के कार्य का इससे क्या लेना-देना है? आप कहेंगे: वजह ख़राब है पारिस्थितिक स्थिति, खराब पोषण, बुरी आदतेंऔर गंभीर आनुवंशिकता. और, बेशक, आप सही होंगे, लेकिन अगर हम समस्या के बारे में अधिक विशेष रूप से बात करें तो इसका कारण मानव शरीर की अम्लता है। ऊपर सूचीबद्ध नकारात्मक कारक कोशिका झिल्ली के कामकाज में व्यवधान पैदा करते हैं और श्वसन और पोषण को बाधित करते हैं।

जहां प्लस होना चाहिए वहां माइनस बन जाता है और सेल सामान्य रूप से काम नहीं कर पाता। लेकिन कैंसर कोशिकाओं को न तो ऑक्सीजन या क्षारीय वातावरण की आवश्यकता होती है - वे अवायवीय पोषण का उपयोग करने में सक्षम हैं। इसलिए, ऑक्सीजन भुखमरी और ऑफ-स्केल पीएच स्तर की स्थितियों में, स्वस्थ कोशिकाएं पर्यावरण के अनुकूल होने की इच्छा से उत्परिवर्तन करती हैं, और बन जाती हैं कैंसर की कोशिकाएं. इस तरह इंसान को कैंसर हो जाता है. इससे बचने के लिए आपको बस पर्याप्त मात्रा में सेवन करने की जरूरत है साफ पानीप्रतिदिन, और भोजन में कार्सिनोजन से बचें। लेकिन, एक नियम के रूप में, लोग हानिकारक उत्पादों और गुणवत्तापूर्ण पानी की आवश्यकता के बारे में अच्छी तरह से जानते हैं, और कुछ नहीं करते हैं - उन्हें उम्मीद है कि मुसीबत उनके पास से गुजर जाएगी।

कोशिका झिल्लियों की संरचना और कार्यों को जानना विभिन्न कोशिकाएँ, डॉक्टर इस जानकारी का उपयोग शरीर पर लक्षित, लक्षित चिकित्सीय प्रभाव प्रदान करने के लिए कर सकते हैं। अनेक आधुनिक दवाएंहमारे शरीर में प्रवेश करते समय, वे वांछित "लक्ष्य" की तलाश करते हैं, जो आयन चैनल, एंजाइम, रिसेप्टर्स और कोशिका झिल्ली के बायोमार्कर हो सकते हैं। उपचार की यह विधि आपको न्यूनतम दुष्प्रभावों के साथ बेहतर परिणाम प्राप्त करने की अनुमति देती है।

एंटीबायोटिक दवाओं की नवीनतम पीढ़ी, जब वे रक्त में प्रवेश करते हैं, तो एक पंक्ति में सभी कोशिकाओं को नहीं मारते हैं, बल्कि विशेष रूप से रोगज़नक़ की कोशिकाओं की खोज करते हैं, इसके कोशिका झिल्ली में मार्करों पर ध्यान केंद्रित करते हैं। नवीनतम औषधियाँमाइग्रेन के खिलाफ, ट्रिप्टान, केवल मस्तिष्क की सूजन वाली रक्त वाहिकाओं को संकीर्ण करता है, जबकि हृदय और परिधीय पर लगभग कोई प्रभाव नहीं पड़ता है संचार प्रणाली. और वे आवश्यक वाहिकाओं को उनकी कोशिका झिल्ली के प्रोटीन द्वारा सटीक रूप से पहचानते हैं। ऐसे कई उदाहरण हैं, इसलिए हम विश्वास के साथ कह सकते हैं कि कोशिका झिल्ली की संरचना और कार्यों के बारे में ज्ञान आधुनिक चिकित्सा विज्ञान के विकास का आधार है, और हर साल लाखों लोगों की जान बचाता है।

शिक्षा:मॉस्को मेडिकल इंस्टीट्यूट का नाम रखा गया। आई. एम. सेचेनोव, विशेषता - "सामान्य चिकित्सा" 1991 में, 1993 में " व्यावसायिक रोग", 1996 में "थेरेपी"।

कोशिका की संरचना के आधार पर सभी जीवित जीवों को तीन समूहों में विभाजित किया गया है (चित्र 1 देखें):

1. प्रोकैरियोट्स (गैर-परमाणु)

2. यूकेरियोट्स (परमाणु)

3. वायरस (गैर-सेलुलर)

चावल। 1. जीवित जीव

इस पाठ में हम यूकेरियोटिक जीवों की कोशिकाओं की संरचना का अध्ययन करना शुरू करेंगे, जिसमें पौधे, कवक और जानवर शामिल हैं। प्रोकैरियोट्स की कोशिकाओं की तुलना में उनकी कोशिकाएँ संरचना में सबसे बड़ी और अधिक जटिल होती हैं।

जैसा कि ज्ञात है, कोशिकाएं स्वतंत्र गतिविधि करने में सक्षम हैं। इसलिए, वे पर्यावरण के साथ पदार्थ और ऊर्जा का आदान-प्रदान कर सकते हैं, साथ ही बढ़ सकते हैं और प्रजनन भी कर सकते हैं आंतरिक संरचनाकोशिकाएँ बहुत जटिल होती हैं और मुख्य रूप से उस कार्य पर निर्भर करती हैं जो कोशिका एक बहुकोशिकीय जीव में करती है।

सभी कोशिकाओं के निर्माण के सिद्धांत समान हैं। प्रत्येक यूकेरियोटिक कोशिका में निम्नलिखित मुख्य भागों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है (चित्र 2 देखें):

1. बाहरी झिल्ली जो कोशिका की सामग्री को बाहरी वातावरण से अलग करती है।

2. कोशिकांगों सहित कोशिकाद्रव्य।

चावल। 2. यूकेरियोटिक कोशिका के मुख्य भाग

"झिल्ली" शब्द लगभग सौ साल पहले कोशिका की सीमाओं को संदर्भित करने के लिए प्रस्तावित किया गया था, लेकिन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के विकास के साथ यह स्पष्ट हो गया कि कोशिका झिल्ली कोशिका के संरचनात्मक तत्वों का हिस्सा है।

1959 में, जे.डी. रॉबर्टसन ने प्राथमिक झिल्ली की संरचना के बारे में एक परिकल्पना तैयार की, जिसके अनुसार जानवरों और पौधों की कोशिका झिल्ली एक ही प्रकार के अनुसार बनी होती हैं।

1972 में सिंगर और निकोलसन ने इसका प्रस्ताव रखा, जिसे अब आम तौर पर स्वीकार कर लिया गया है। इस मॉडल के अनुसार, किसी भी झिल्ली का आधार फॉस्फोलिपिड्स की एक द्विपरत होती है।

फॉस्फोलिपिड्स (फॉस्फेट समूह वाले यौगिक) में एक ध्रुवीय सिर और दो गैर-ध्रुवीय पूंछ वाले अणु होते हैं (चित्र 3 देखें)।

चावल। 3. फॉस्फोलिपिड

फॉस्फोलिपिड बाइलेयर में, हाइड्रोफोबिक फैटी एसिड अवशेष अंदर की ओर होते हैं, और फॉस्फोरिक एसिड अवशेष सहित हाइड्रोफिलिक सिर बाहर की ओर होते हैं (चित्र 4 देखें)।

चावल। 4. फॉस्फोलिपिड बाईलेयर

फॉस्फोलिपिड बाईलेयर को एक गतिशील संरचना के रूप में प्रस्तुत किया जाता है; लिपिड अपनी स्थिति बदलते हुए स्थानांतरित हो सकते हैं।

लिपिड की एक दोहरी परत झिल्ली का अवरोधक कार्य प्रदान करती है, कोशिका की सामग्री को फैलने से रोकती है, और विषाक्त पदार्थों को कोशिका में प्रवेश करने से रोकती है।

कोशिका और पर्यावरण के बीच एक सीमा झिल्ली की उपस्थिति इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के आगमन से बहुत पहले से ज्ञात थी। भौतिक रसायनज्ञों ने प्लाज़्मा झिल्ली के अस्तित्व से इनकार किया और माना कि जीवित कोलाइडल सामग्री और पर्यावरण के बीच एक इंटरफ़ेस था, लेकिन फ़ेफ़र (एक जर्मन वनस्पतिशास्त्री और पादप शरीर विज्ञानी) ने 1890 में इसके अस्तित्व की पुष्टि की।

पिछली शताब्दी की शुरुआत में, ओवरटन (एक ब्रिटिश फिजियोलॉजिस्ट और जीवविज्ञानी) ने पाया कि लाल रक्त कोशिकाओं में कई पदार्थों के प्रवेश की दर लिपिड में उनकी घुलनशीलता के सीधे आनुपातिक है। इस संबंध में, वैज्ञानिक ने सुझाव दिया कि झिल्ली में शामिल हैं एक बड़ी संख्या कीलिपिड और पदार्थ, इसमें घुलकर, इससे गुजरते हैं और झिल्ली के दूसरी तरफ समाप्त हो जाते हैं।

1925 में, गॉर्टर और ग्रेंडेल (अमेरिकी जीवविज्ञानी) ने लाल रक्त कोशिकाओं की कोशिका झिल्ली से लिपिड को अलग किया। उन्होंने परिणामी लिपिड को एक अणु की मोटाई के साथ पानी की सतह पर वितरित किया। यह पता चला कि लिपिड परत द्वारा कब्जा किया गया सतह क्षेत्र दोगुना है अधिक क्षेत्रफलएरिथ्रोसाइट ही. इसलिए, इन वैज्ञानिकों ने निष्कर्ष निकाला कि कोशिका झिल्ली में लिपिड की एक नहीं, बल्कि दो परतें होती हैं।

1935 में डॉसन और डेनिएली (अंग्रेजी जीवविज्ञानी) ने सुझाव दिया कि कोशिका झिल्ली में लिपिड द्वि-आणविक परत प्रोटीन अणुओं की दो परतों के बीच सैंडविच होती है (चित्र 5 देखें)।

चावल। 5. डावसन और डेनिएली द्वारा प्रस्तावित झिल्ली मॉडल

इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के आगमन के साथ, झिल्ली की संरचना से परिचित होने का अवसर खुल गया, और फिर यह पता चला कि जानवरों और पौधों की कोशिकाओं की झिल्ली तीन-परत संरचना की तरह दिखती है (चित्र 6 देखें)।

चावल। 6. सूक्ष्मदर्शी के नीचे कोशिका झिल्ली

1959 में, जीवविज्ञानी जे.डी. रॉबर्टसन ने उस समय उपलब्ध आंकड़ों को मिलाकर, "प्राथमिक झिल्ली" की संरचना के बारे में एक परिकल्पना सामने रखी, जिसमें उन्होंने सभी जैविक झिल्ली के लिए एक सामान्य संरचना की परिकल्पना की।

"प्राथमिक झिल्ली" की संरचना पर रॉबर्टसन का अभिधारणा

1. सभी झिल्लियों की मोटाई लगभग 7.5 एनएम है।

2. इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी में ये सभी तीन-परतीय दिखाई देते हैं।

3. झिल्ली की तीन-परत की उपस्थिति बिल्कुल प्रोटीन और ध्रुवीय लिपिड की व्यवस्था का परिणाम है जो डॉसन और डेनिएली मॉडल द्वारा प्रदान की गई थी - केंद्रीय लिपिड बाईलेयर प्रोटीन की दो परतों के बीच सैंडविच होती है।

"प्राथमिक झिल्ली" की संरचना के बारे में इस परिकल्पना में विभिन्न परिवर्तन हुए और 1972 में इसे सामने रखा गया द्रव मोज़ेक झिल्ली मॉडल(चित्र 7 देखें), जिसे अब आम तौर पर स्वीकार कर लिया गया है।

चावल। 7. तरल-मोज़ेक झिल्ली मॉडल

प्रोटीन अणु झिल्ली के लिपिड बाइलेयर में डूबे होते हैं; वे एक मोबाइल मोज़ेक बनाते हैं। झिल्ली में उनके स्थान और लिपिड बाईलेयर के साथ बातचीत की विधि के आधार पर, प्रोटीन को निम्न में विभाजित किया जा सकता है:

- सतही (या परिधीय)लिपिड बाइलेयर की हाइड्रोफिलिक सतह से जुड़े झिल्ली प्रोटीन;

- अभिन्न (झिल्ली)बाइलेयर के हाइड्रोफोबिक क्षेत्र में एम्बेडेड प्रोटीन।

इंटीग्रल प्रोटीन उस डिग्री में भिन्न होते हैं जिस हद तक वे बाइलेयर के हाइड्रोफोबिक क्षेत्र में एम्बेडेड होते हैं। वे पूरी तरह से जलमग्न हो सकते हैं ( अभिन्न) या आंशिक रूप से जलमग्न ( अर्ध-अभिन्न), और झिल्ली के माध्यम से भी प्रवेश कर सकता है ( ट्रांसमेम्ब्रेन).

झिल्ली प्रोटीन को उनके कार्यों के अनुसार दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

- संरचनात्मकप्रोटीन. वे कोशिका झिल्ली का हिस्सा हैं और उनकी संरचना को बनाए रखने में भाग लेते हैं।

- गतिशीलप्रोटीन. वे झिल्लियों पर स्थित होते हैं और उस पर होने वाली प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं।

गतिशील प्रोटीन के तीन वर्ग हैं।

1. रिसेप्टर. इन प्रोटीनों की मदद से कोशिका अपनी सतह पर विभिन्न प्रभावों को महसूस करती है। अर्थात्, वे विशेष रूप से झिल्ली के बाहर हार्मोन, न्यूरोट्रांसमीटर और विषाक्त पदार्थों जैसे यौगिकों को बांधते हैं, जो कोशिका या झिल्ली के अंदर विभिन्न प्रक्रियाओं को बदलने के लिए एक संकेत के रूप में कार्य करता है।

2. परिवहन. ये प्रोटीन झिल्ली के पार कुछ पदार्थों का परिवहन करते हैं, और वे चैनल भी बनाते हैं जिसके माध्यम से विभिन्न आयनों को कोशिका के अंदर और बाहर ले जाया जाता है।

3. एंजाइमी. ये एंजाइम प्रोटीन हैं जो झिल्ली में स्थित होते हैं और विभिन्न रासायनिक प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं।

झिल्ली के पार पदार्थों का परिवहन

लिपिड बाईलेयर्स कई पदार्थों के लिए काफी हद तक अभेद्य हैं, इसलिए झिल्ली के पार पदार्थों को ले जाने के लिए बड़ी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और विभिन्न संरचनाओं के निर्माण की भी आवश्यकता होती है।

परिवहन दो प्रकार के होते हैं: निष्क्रिय और सक्रिय।

नकारात्मक परिवहन

निष्क्रिय परिवहन एक सांद्रता प्रवणता के साथ अणुओं का स्थानांतरण है। अर्थात्, यह केवल झिल्ली के विपरीत पक्षों पर स्थानांतरित पदार्थ की सांद्रता में अंतर से निर्धारित होता है और ऊर्जा व्यय के बिना किया जाता है।

निष्क्रिय परिवहन दो प्रकार के होते हैं:

- सरल विस्तार(चित्र 8 देखें), जो एक झिल्ली प्रोटीन की भागीदारी के बिना होता है। सरल प्रसार का तंत्र गैसों (ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड), पानी और कुछ सरल कार्बनिक आयनों का ट्रांसमेम्ब्रेन स्थानांतरण करता है। सरल प्रसार की दर कम होती है।

चावल। 8. सरल प्रसार

- सुविधा विसरण(चित्र 9 देखें) साधारण से भिन्न है क्योंकि यह वाहक प्रोटीन की भागीदारी से होता है। यह प्रक्रिया विशिष्ट है और अधिक के साथ होती है उच्च गतिसरल प्रसार से.

चावल। 9. सुगम प्रसार

दो प्रकार के झिल्ली परिवहन प्रोटीन ज्ञात हैं: वाहक प्रोटीन (ट्रांसलोकेस) और चैनल बनाने वाले प्रोटीन। परिवहन प्रोटीन विशिष्ट पदार्थों को बांधते हैं और उन्हें उनकी सांद्रता प्रवणता के साथ झिल्ली के पार ले जाते हैं, और इसलिए, इस प्रक्रिया में, सरल प्रसार की तरह, एटीपी ऊर्जा के व्यय की आवश्यकता नहीं होती है।

खाद्य कण झिल्ली से नहीं गुजर सकते, वे एन्डोसाइटोसिस द्वारा कोशिका में प्रवेश करते हैं (चित्र 10 देखें)। एन्डोसाइटोसिस के दौरान, प्लाज़्मा झिल्ली आक्रमण और प्रक्षेपण बनाती है और ठोस खाद्य कणों को पकड़ लेती है। भोजन बोलस के चारों ओर एक रिक्तिका (या पुटिका) का निर्माण होता है, जिसे बाद में प्लाज्मा झिल्ली से अलग कर दिया जाता है, और रिक्तिका में ठोस कण कोशिका के अंदर समाप्त हो जाता है।

चावल। 10. एन्डोसाइटोसिस

एन्डोसाइटोसिस दो प्रकार के होते हैं।

1. phagocytosis- ठोस कणों का अवशोषण. फागोसाइटोसिस को अंजाम देने वाली विशिष्ट कोशिकाओं को कहा जाता है फ़ैगोसाइट.

2. पिनोसाइटोसिस- तरल पदार्थ का अवशोषण (समाधान, कोलाइडल घोल, निलंबन)।

एक्सोसाइटोसिस(चित्र 11 देखें) एन्डोसाइटोसिस की विपरीत प्रक्रिया है। कोशिका में संश्लेषित पदार्थ, जैसे हार्मोन, झिल्ली पुटिकाओं में पैक किए जाते हैं जो कोशिका झिल्ली में फिट होते हैं, इसमें अंतर्निहित होते हैं, और पुटिका की सामग्री कोशिका से निकल जाती है। उसी तरह, कोशिका उन अपशिष्ट उत्पादों से छुटकारा पा सकती है जिनकी उसे आवश्यकता नहीं है।

चावल। 11. एक्सोसाइटोसिस

सक्रिय ट्रांसपोर्ट

सुगम प्रसार के विपरीत, सक्रिय परिवहन एक सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध पदार्थों की गति है। इस मामले में, पदार्थ कम सांद्रता वाले क्षेत्र से अधिक सांद्रता वाले क्षेत्र की ओर चले जाते हैं। चूँकि यह गति सामान्य प्रसार के विपरीत दिशा में होती है, इसलिए कोशिका को इस प्रक्रिया में ऊर्जा खर्च करनी होगी।

सक्रिय परिवहन के उदाहरणों में, सबसे अच्छा अध्ययन तथाकथित सोडियम-पोटेशियम पंप है। यह पंप एटीपी की ऊर्जा का उपयोग करके सोडियम आयनों को कोशिका से बाहर पंप करता है और पोटेशियम आयनों को कोशिका में पंप करता है।

1. संरचनात्मक (कोशिका झिल्ली कोशिका को पर्यावरण से अलग करती है)।

2. परिवहन (पदार्थों को कोशिका झिल्ली के माध्यम से ले जाया जाता है, और कोशिका झिल्ली एक अत्यधिक चयनात्मक फिल्टर है)।

3. रिसेप्टर (झिल्ली की सतह पर स्थित रिसेप्टर्स बाहरी प्रभावों को समझते हैं और इस जानकारी को कोशिका के अंदर संचारित करते हैं, जिससे यह पर्यावरण में होने वाले परिवर्तनों पर तुरंत प्रतिक्रिया कर सकता है)।

उपरोक्त के अलावा, झिल्ली चयापचय और ऊर्जा-परिवर्तनकारी कार्य भी करती है।

चयापचय कार्य

जैविक झिल्ली प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से कोशिका में पदार्थों के चयापचय परिवर्तन की प्रक्रियाओं में भाग लेती है, क्योंकि अधिकांश एंजाइम झिल्ली से जुड़े होते हैं।

झिल्ली में एंजाइमों का लिपिड वातावरण उनके कामकाज के लिए कुछ स्थितियां बनाता है, झिल्ली प्रोटीन की गतिविधि पर प्रतिबंध लगाता है और इस प्रकार चयापचय प्रक्रियाओं पर नियामक प्रभाव डालता है।

ऊर्जा रूपांतरण समारोह

कई बायोमेम्ब्रेन का सबसे महत्वपूर्ण कार्य ऊर्जा के एक रूप को दूसरे में परिवर्तित करना है।

ऊर्जा-परिवर्तित झिल्लियों में माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्लियाँ और क्लोरोप्लास्ट के थायलाकोइड शामिल हैं (चित्र 12 देखें)।

चावल। 12. माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट

ग्रन्थसूची

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गृहकार्य

1. कोशिका झिल्ली की संरचना क्या है?
2. लिपिड किन गुणों के कारण झिल्ली बनाने में सक्षम होते हैं?
3. किन कार्यों के कारण प्रोटीन झिल्ली के पार पदार्थों के परिवहन में भाग लेने में सक्षम होते हैं?
4. प्लाज्मा झिल्ली के कार्यों की सूची बनाएं।
5. झिल्ली के पार निष्क्रिय परिवहन कैसे होता है?
6. झिल्ली के पार सक्रिय परिवहन कैसे होता है?
7. सोडियम-पोटेशियम पंप का क्या कार्य है?
8. फागोसाइटोसिस, पिनोसाइटोसिस क्या है?

यह लेख कोशिका झिल्ली की संरचना और कार्यप्रणाली की विशेषताओं का वर्णन करेगा। इन्हें भी कहा जाता है: प्लाज़्मालेम्मा, प्लाज़्मालेम्मा, बायोमेम्ब्रेन, कोशिका झिल्ली, बाहरी कोशिका झिल्ली, कोशिका झिल्ली। प्रस्तुत किए गए सभी प्रारंभिक डेटा को तंत्रिका उत्तेजना और निषेध की प्रक्रियाओं के पाठ्यक्रम, सिनेप्स और रिसेप्टर्स के संचालन के सिद्धांतों की स्पष्ट समझ के लिए आवश्यक होगा।

प्लाज़्मालेम्मा एक तीन-परत वाली लिपोप्रोटीन झिल्ली है जो कोशिका को बाहरी वातावरण से अलग करती है। यह कोशिका और बाहरी वातावरण के बीच नियंत्रित आदान-प्रदान भी करता है।

एक जैविक झिल्ली एक अति पतली द्विआण्विक फिल्म है जिसमें फॉस्फोलिपिड, प्रोटीन और पॉलीसेकेराइड होते हैं। इसके मुख्य कार्य बैरियर, मैकेनिकल और मैट्रिक्स हैं।

कोशिका झिल्ली के मूल गुण:

- झिल्ली पारगम्यता

- झिल्ली अर्ध-पारगम्यता

- चयनात्मक झिल्ली पारगम्यता

- सक्रिय झिल्ली पारगम्यता

- नियंत्रित पारगम्यता

- झिल्ली का फागोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस

- कोशिका झिल्ली पर एक्सोसाइटोसिस

- कोशिका झिल्ली पर विद्युत और रासायनिक क्षमता की उपस्थिति

- परिवर्तन विद्युतीय संभाव्यताझिल्ली

- झिल्ली चिड़चिड़ापन. यह झिल्ली पर विशिष्ट रिसेप्टर्स की उपस्थिति के कारण होता है जो सिग्नलिंग पदार्थों के संपर्क में आते हैं। इसके परिणामस्वरूप, झिल्ली और संपूर्ण कोशिका दोनों की स्थिति अक्सर बदल जाती है। लैगैंड्स (नियंत्रण पदार्थ) से जुड़ने के बाद, झिल्ली पर स्थित आणविक रिसेप्टर्स जैव रासायनिक प्रक्रियाओं को ट्रिगर करते हैं।

- कोशिका झिल्ली की उत्प्रेरक एंजाइमेटिक गतिविधि। एंजाइम कोशिका झिल्ली के बाहर और कोशिका के अंदर दोनों जगह कार्य करते हैं।

कोशिका झिल्ली के मूल कार्य

कोशिका झिल्ली के कार्य में मुख्य कार्य कोशिका और अंतरकोशिकीय पदार्थ के बीच आदान-प्रदान को संचालित करना और नियंत्रित करना है। यह झिल्ली की पारगम्यता के कारण संभव है। कोशिका झिल्ली की समायोज्य पारगम्यता के कारण झिल्ली पारगम्यता का विनियमन किया जाता है।

कोशिका झिल्ली संरचना

कोशिका झिल्ली में तीन परतें होती हैं। केंद्रीय परत, वसायुक्त परत, सीधे कोशिका को बचाने का काम करती है। यह पानी में घुलनशील पदार्थों को, केवल वसा में घुलनशील पदार्थों को ही गुजरने नहीं देता।

शेष परतें - निचली और ऊपरी - वसायुक्त परत पर द्वीपों के रूप में बिखरी हुई प्रोटीन संरचनाएं हैं। इन द्वीपों के बीच छिपे हुए ट्रांसपोर्टर और आयन नलिकाएं हैं, जो विशेष रूप से कोशिका में पानी में घुलनशील पदार्थों के परिवहन के लिए काम करती हैं। और इसकी सीमाओं से परे.

अधिक विस्तार से, झिल्ली की वसा परत में फॉस्फोलिपिड्स और स्फिंगोलिपिड्स होते हैं।

झिल्ली आयन चैनलों का महत्व

चूंकि केवल वसा में घुलनशील पदार्थ ही लिपिड फिल्म के माध्यम से प्रवेश करते हैं: गैसें, वसा और अल्कोहल, और कोशिका को पानी में घुलनशील पदार्थों को लगातार पेश करना और निकालना चाहिए, जिसमें आयन भी शामिल हैं। यह इन उद्देश्यों के लिए है कि झिल्ली की अन्य दो परतों द्वारा गठित परिवहन प्रोटीन संरचनाएं काम करती हैं।

ऐसी प्रोटीन संरचनाओं में 2 प्रकार के प्रोटीन होते हैं - चैनल फॉर्मर्स, जो झिल्ली में छेद बनाते हैं, और ट्रांसपोर्टर प्रोटीन, जो एंजाइमों की मदद से खुद से जुड़ते हैं और आवश्यक पदार्थों को ले जाते हैं।

अपने लिए स्वस्थ और प्रभावी रहें!