कोशिका झिल्ली। कोशिका झिल्ली के कार्य। कोशिका झिल्ली की संरचना। कोशिका और कोशिका झिल्ली

परिसीमन ( रुकावट) - सेलुलर सामग्री को . से अलग करें बाहरी वातावरण;

सेल और पर्यावरण के बीच विनिमय को विनियमित करें;

कोशिकाओं को कुछ विशेष चयापचय पथों के लिए डिज़ाइन किए गए डिब्बों, या डिब्बों में विभाजित करें ( भाग देनेवाला);

यह कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाओं का स्थल है (क्लोरोप्लास्ट में प्रकाश संश्लेषण की हल्की प्रतिक्रियाएं, माइटोकॉन्ड्रिया में श्वसन के दौरान ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण);

बहुकोशिकीय जीवों के ऊतकों में कोशिकाओं के बीच संचार प्रदान करना;

यातायात- ट्रांसमेम्ब्रेन ट्रांसपोर्ट करता है।

रिसेप्टर- बाहरी उत्तेजनाओं को पहचानने वाले रिसेप्टर साइटों के स्थानीयकरण की साइट हैं।

पदार्थों का परिवहनझिल्ली के माध्यम से झिल्ली के प्रमुख कार्यों में से एक है, जो कोशिका और बाहरी वातावरण के बीच पदार्थों के आदान-प्रदान को सुनिश्चित करता है। पदार्थों के हस्तांतरण के लिए ऊर्जा लागत के आधार पर, निम्न हैं:

निष्क्रिय परिवहन, या सुगम प्रसार;

एटीपी और एंजाइम की भागीदारी के साथ सक्रिय (चयनात्मक) परिवहन।

झिल्ली पैकेजिंग में परिवहन। एंडोसाइटोसिस (कोशिका में) और एक्सोसाइटोसिस (कोशिका से बाहर) हैं - तंत्र जो झिल्ली के माध्यम से बड़े कणों और मैक्रोमोलेक्यूल्स को परिवहन करते हैं। एंडोसाइटोसिस के दौरान, प्लाज्मा झिल्ली एक आक्रमण बनाती है, इसके किनारों का विलय होता है, और एक पुटिका को साइटोप्लाज्म में रखा जाता है। पुटिका को साइटोप्लाज्म से एक एकल झिल्ली द्वारा सीमांकित किया जाता है, जो बाहरी साइटोप्लाज्मिक झिल्ली का हिस्सा होता है। फागोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस के बीच भेद। फागोसाइटोसिस बड़े कणों का अवशोषण है, बल्कि ठोस है। उदाहरण के लिए, लिम्फोसाइटों, प्रोटोजोआ आदि का फागोसाइटोसिस। पिनोसाइटोसिस तरल बूंदों को उसमें घुलने वाले पदार्थों के साथ पकड़ने और अवशोषित करने की प्रक्रिया है।

एक्सोसाइटोसिस कोशिका से विभिन्न पदार्थों को निकालने की प्रक्रिया है। एक्सोसाइटोसिस के दौरान, पुटिका या रिक्तिका की झिल्ली बाहरी साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के साथ विलीन हो जाती है। पुटिका की सामग्री को कोशिका की सतह से हटा दिया जाता है, और झिल्ली बाहरी साइटोप्लाज्मिक झिल्ली में शामिल हो जाती है।

महत्वपूर्ण या मुख्य स्थान पर निष्क्रियअनावेशित अणुओं का परिवहन हाइड्रोजन और आवेशों की सांद्रता के बीच का अंतर है, अर्थात। विद्युत रासायनिक ढाल। पदार्थ एक उच्च ढाल वाले क्षेत्र से कम वाले क्षेत्र में चले जाएंगे। परिवहन की गति ढाल अंतर पर निर्भर करती है।

सरल प्रसार लिपिड बाईलेयर के माध्यम से सीधे पदार्थों का परिवहन है। गैसों की विशेषता, गैर-ध्रुवीय या छोटे अपरिवर्तित ध्रुवीय अणु, वसा में घुलनशील। पानी जल्दी से बाइलर के माध्यम से प्रवेश करता है, क्योंकि। इसका अणु छोटा और विद्युत रूप से तटस्थ होता है। झिल्लियों में पानी के प्रसार को परासरण कहा जाता है।

झिल्ली चैनलों के माध्यम से प्रसार आवेशित अणुओं और आयनों (Na, K, Ca, Cl) का परिवहन है जो झिल्ली में विशेष चैनल बनाने वाले प्रोटीन की उपस्थिति के कारण झिल्ली में प्रवेश करते हैं जो पानी के छिद्र बनाते हैं।

सुगम प्रसार विशेष परिवहन प्रोटीन की मदद से पदार्थों का परिवहन है। प्रत्येक प्रोटीन कड़ाई से परिभाषित अणु या संबंधित अणुओं के समूह के लिए जिम्मेदार है, इसके साथ बातचीत करता है और झिल्ली के माध्यम से चलता है। उदाहरण के लिए, शर्करा, अमीनो एसिड, न्यूक्लियोटाइड और अन्य ध्रुवीय अणु।

सक्रिय ट्रांसपोर्टऊर्जा के व्यय के साथ, एक विद्युत रासायनिक ढाल के खिलाफ प्रोटीन - वाहक (एटीपीस) द्वारा किया जाता है। इसका स्रोत एटीपी अणु है। उदाहरण के लिए, सोडियम-पोटेशियम पंप।

कोशिका के अंदर पोटेशियम की सांद्रता इसके बाहर की तुलना में बहुत अधिक है, और सोडियम - इसके विपरीत। इसलिए, पोटेशियम और सोडियम के उद्धरण झिल्ली के पानी के छिद्रों के माध्यम से एकाग्रता ढाल के साथ निष्क्रिय रूप से फैलते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि पोटेशियम आयनों के लिए झिल्ली की पारगम्यता सोडियम आयनों की तुलना में अधिक है। तदनुसार, पोटेशियम सोडियम की तुलना में कोशिका में तेजी से फैलता है। हालांकि, सेल के सामान्य कामकाज के लिए, 3 पोटेशियम और 2 सोडियम आयनों का एक निश्चित अनुपात आवश्यक है। इसलिए, झिल्ली में एक सोडियम-पोटेशियम पंप होता है, जो सेल से सोडियम को सक्रिय रूप से पंप करता है, और पोटेशियम को सेल में पंप करता है। यह पंप एक ट्रांसमेम्ब्रेन झिल्ली प्रोटीन है जो गठनात्मक पुनर्व्यवस्था में सक्षम है। इसलिए, यह खुद को पोटेशियम आयनों और सोडियम आयनों (एंटीपोर्ट) दोनों से जोड़ सकता है। प्रक्रिया ऊर्जा गहन है:

से अंदरझिल्ली, सोडियम आयन और एक एटीपी अणु पंप प्रोटीन में प्रवेश करते हैं, और पोटेशियम आयन बाहर से।

सोडियम आयन एक प्रोटीन अणु के साथ जुड़ जाते हैं, और प्रोटीन ATPase गतिविधि प्राप्त कर लेता है, अर्थात। एटीपी हाइड्रोलिसिस पैदा करने की क्षमता, जो पंप को चलाने वाली ऊर्जा की रिहाई के साथ है।

एटीपी हाइड्रोलिसिस के दौरान जारी फॉस्फेट प्रोटीन से जुड़ा होता है, यानी। एक प्रोटीन फॉस्फोराइलेट करता है।

फॉस्फोराइलेशन प्रोटीन में एक संरचना परिवर्तन का कारण बनता है, यह सोडियम आयनों को बनाए रखने में असमर्थ है। वे रिहा हो जाते हैं और सेल के बाहर चले जाते हैं।

प्रोटीन की नई संरचना इसमें पोटेशियम आयनों को जोड़ने को बढ़ावा देती है।

पोटेशियम आयनों के अतिरिक्त प्रोटीन के डीफॉस्फोराइलेशन का कारण बनता है। वह फिर से अपना रूप बदलता है।

प्रोटीन संरचना में परिवर्तन से कोशिका के अंदर पोटेशियम आयन निकलते हैं।

प्रोटीन फिर से सोडियम आयनों को खुद से जोड़ने के लिए तैयार है।

ऑपरेशन के एक चक्र में, पंप सेल से 3 सोडियम आयनों को पंप करता है और 2 पोटेशियम आयनों को पंप करता है।

कोशिका द्रव्य- कोशिका का एक अनिवार्य घटक, कोशिका के सतही तंत्र और केंद्रक के बीच संलग्न होता है। यह एक जटिल विषमांगी संरचनात्मक परिसर है, जिसमें निम्न शामिल हैं:

हायलोप्लाज्म

ऑर्गेनेल (साइटोप्लाज्म के स्थायी घटक)

समावेशन - साइटोप्लाज्म के अस्थायी घटक।

साइटोप्लाज्मिक मैट्रिक्स(हायलोप्लाज्म) कोशिका की आंतरिक सामग्री है - एक रंगहीन, गाढ़ा और पारदर्शी कोलाइडल घोल। साइटोप्लाज्मिक मैट्रिक्स के घटक कोशिका में जैवसंश्लेषण की प्रक्रियाओं को अंजाम देते हैं, इसमें ऊर्जा के निर्माण के लिए आवश्यक एंजाइम होते हैं, मुख्य रूप से अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस के कारण।

साइटोप्लाज्मिक मैट्रिक्स के मूल गुण।

सेल के कोलाइडल गुणों को निर्धारित करता है। रिक्तिका प्रणाली के अंतःकोशिकीय झिल्लियों के साथ, इसे अत्यधिक विषम या बहुफसली कोलाइडल प्रणाली के रूप में माना जा सकता है।

साइटोप्लाज्म की चिपचिपाहट में परिवर्तन प्रदान करता है, एक जेल (मोटा) से एक सोल (अधिक तरल) में संक्रमण, जो बाहरी और आंतरिक कारकों के प्रभाव में होता है।

क्रोमैटोफोर्स में चक्रीयता, अमीबीय गति, कोशिका विभाजन और वर्णक की गति प्रदान करता है।

इंट्रासेल्युलर घटकों के स्थान की ध्रुवीयता निर्धारित करता है।

कोशिकाओं के यांत्रिक गुण प्रदान करता है - लोच, विलय करने की क्षमता, कठोरता।

अंगों- स्थायी सेलुलर संरचनाएं जो सेल द्वारा विशिष्ट कार्यों के प्रदर्शन को सुनिश्चित करती हैं। संरचना की विशेषताओं के आधार पर, निम्न हैं:

झिल्लीदार अंग - एक झिल्ली संरचना होती है। वे एकल-झिल्ली (ईआर, गोल्गी तंत्र, लाइसोसोम, पादप कोशिकाओं के रिक्तिकाएं) हो सकते हैं। डबल झिल्ली (माइटोकॉन्ड्रिया, प्लास्टिड्स, नाभिक)।

गैर-झिल्ली वाले अंग - एक झिल्ली संरचना नहीं होती है (गुणसूत्र, राइबोसोम, कोशिका केंद्र, साइटोस्केलेटन)।

सामान्य प्रयोजन के अंग - सभी कोशिकाओं की विशेषता: नाभिक, माइटोकॉन्ड्रिया, कोशिका केंद्र, गोल्गी तंत्र, राइबोसोम, ईआर, लाइसोसोम। यदि ऑर्गेनेल कुछ प्रकार की कोशिकाओं की विशेषता है, तो उन्हें विशेष ऑर्गेनेल कहा जाता है (उदाहरण के लिए, मायोफिब्रिल्स जो एक मांसपेशी फाइबर को अनुबंधित करते हैं)।

अन्तः प्रदव्ययी जलिका- एक एकल निरंतर संरचना, जिसकी झिल्ली कई आक्रमण और तह बनाती है जो नलिकाओं, माइक्रोवैक्यूल्स और बड़े कुंडों की तरह दिखती हैं। ईपीएस झिल्ली, एक ओर, सेलुलर साइटोप्लाज्मिक झिल्ली से जुड़ी होती है, और दूसरी ओर, परमाणु झिल्ली के बाहरी आवरण के साथ।

ईपीएस दो प्रकार के होते हैं - खुरदरा और चिकना।

खुरदरे या दानेदार ईआर में, सिस्टर्न और नलिकाएं राइबोसोम से जुड़ी होती हैं। झिल्ली का बाहरी भाग है। चिकने या दानेदार ईपीएस में राइबोसोम से कोई संबंध नहीं होता है। यह झिल्ली के अंदर है।

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 (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 तरह, कोशिका झिल्लीइसमें लिपिड, सतह (परिधीय), डूबे हुए (अर्ध-अभिन्न) और मर्मज्ञ (अभिन्न) प्रोटीन की दोहरी परत होती है। 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।

झिल्लियों की मोटाई विभिन्न कोशिकाएंलगभग 8 एनएम है। झिल्ली (यहां तक ​​कि एक के विभिन्न पक्ष) एक दूसरे से भिन्न होते हैं प्रतिशत 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 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 सांद्रण 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 कोई वाहक उसकी मदद करता 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 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 हानिकारक पदार्थों और बैक्टीरिया को अवशोषित करते हैं, 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 द्वारा प्रेषित होता है, बल्कि विद्युत. Synapses के बीच संकेतों को संचारित करता है तंत्रिका कोशिकाएं, साथ ही तंत्रिका से मांसपेशियों तक।

पृथ्वी पर सभी जीवित जीव कोशिकाओं से बने होते हैं, और प्रत्येक कोशिका एक सुरक्षात्मक खोल से घिरी होती है - एक झिल्ली। हालांकि, झिल्ली के कार्य जीवों की रक्षा करने और एक कोशिका को दूसरे से अलग करने तक सीमित नहीं हैं। कोशिका झिल्ली है जटिल तंत्र, सीधे 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 से अनुवाद में "झिल्ली" शब्द का अर्थ "फिल्म" है। लेकिन एक कोशिका झिल्ली के मामले में, एक निश्चित तरीके से परस्पर जुड़ी दो फिल्मों के संयोजन की बात करना अधिक सही होगा, इसके अलावा, इन फिल्मों के विभिन्न पक्षों में अलग-अलग गुण होते हैं।

कोशिका झिल्ली (साइटोलेम्मा, प्लास्मलेम्मा) एक तीन-परत लिपोप्रोटीन (वसा-प्रोटीन) खोल है जो प्रत्येक कोशिका को पड़ोसी कोशिकाओं और पर्यावरण से अलग करता है, और कोशिकाओं और पर्यावरण के बीच एक नियंत्रित विनिमय करता है।

इस परिभाषा में निर्णायक महत्व यह नहीं है कि कोशिका झिल्ली एक कोशिका को दूसरे से अलग करती है, बल्कि यह कि यह अन्य कोशिकाओं और पर्यावरण के साथ अपनी बातचीत सुनिश्चित करती है। झिल्ली कोशिका की एक बहुत सक्रिय, लगातार काम करने वाली संरचना है, जिस पर प्रकृति द्वारा कई कार्य सौंपे जाते हैं। हमारे लेख से, आप कोशिका झिल्ली की संरचना, संरचना, गुणों और कार्यों के बारे में सब कुछ सीखेंगे, साथ ही कोशिका झिल्ली के कामकाज में गड़बड़ी से मानव स्वास्थ्य के लिए खतरा पैदा करेंगे।

कोशिका झिल्ली अनुसंधान का इतिहास

1925 में, दो जर्मन वैज्ञानिक, गॉर्टर और ग्रेंडेल, मानव लाल रक्त कोशिकाओं, एरिथ्रोसाइट्स पर एक जटिल प्रयोग करने में सक्षम थे। आसमाटिक शॉक का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने तथाकथित "छाया" प्राप्त की - लाल रक्त कोशिकाओं के खाली गोले, फिर उन्हें एक ढेर में डाल दिया और सतह क्षेत्र को मापा। अगला कदम कोशिका झिल्ली में लिपिड की मात्रा की गणना करना था। एसीटोन की मदद से, वैज्ञानिकों ने लिपिड को "छाया" से अलग किया और निर्धारित किया कि वे एक डबल निरंतर परत के लिए पर्याप्त थे।

हालाँकि, प्रयोग के दौरान, दो स्थूल त्रुटियाँ हुईं:

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

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

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

1935 में, शोधकर्ताओं की एक और जोड़ी, डेनियल और डॉसन, बिलीपिड फिल्मों पर लंबे प्रयोगों के बाद, इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि प्रोटीन कोशिका झिल्ली में मौजूद होते हैं। यह समझाने का कोई और तरीका नहीं था कि इन फिल्मों में इतना उच्च सतह तनाव क्यों है। वैज्ञानिकों ने जनता के सामने एक सैंडविच के समान एक कोशिका झिल्ली का एक योजनाबद्ध मॉडल प्रस्तुत किया है, जहां ब्रेड के स्लाइस 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, डेनियल-डॉसन सिद्धांत की आंशिक रूप से पुष्टि की गई थी - कोशिका झिल्ली के माइक्रोफोटोग्राफ ने स्पष्ट रूप से लिपिड और प्रोटीन सिर से युक्त दो परतों को दिखाया, और उनके बीच केवल लिपिड की पूंछ से भरा एक पारदर्शी स्थान और प्रोटीन।

1960 में, इन आंकड़ों द्वारा निर्देशित, अमेरिकी माइक्रोबायोलॉजिस्ट जे। रॉबर्टसन ने कोशिका झिल्ली की तीन-परत संरचना के बारे में एक सिद्धांत विकसित किया, जिसे लंबे समय तक एकमात्र सच माना जाता था। हालाँकि, जैसे-जैसे विज्ञान विकसित हुआ, इन परतों की एकरूपता के बारे में अधिक से अधिक संदेह पैदा हुए। ऊष्मप्रवैगिकी के दृष्टिकोण से, ऐसी संरचना अत्यंत 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 में अलग-अलग मोटाई और लगाव की विधि होती है, जो अंगों के विभिन्न कार्यों के कारण होती है।

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

कोशिका झिल्ली में तीन प्रकार के प्रोटीन होते हैं:

परिधीय - फिल्म की सतह से जुड़ी;

अर्ध-अभिन्न- आंशिक रूप से बिलीपिड परत में घुसना;

इंटीग्रल - 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 कोशिका में ऑक्सीजन के परिवहन के लिए काम करते हैं और पोषक तत्व, साथ ही इससे क्षय उत्पादों को प्राप्त करने के लिए, और कई अन्य महत्वपूर्ण कार्यों के लिए, जिनके बारे में आप बाद में जानेंगे।

कोशिका झिल्ली कार्य करती है निम्नलिखित विशेषताएं::

बैरियर - के लिए झिल्ली की पारगम्यता अलग - अलग प्रकारअणु समान नहीं हैं। कोशिका झिल्ली को बायपास करने के लिए, अणु का एक निश्चित आकार होना चाहिए, रासायनिक गुणऔर इलेक्ट्रिक चार्ज। हानिकारक या अनुपयुक्त अणु, कोशिका झिल्ली के अवरोध कार्य के कारण, बस कोशिका में प्रवेश नहीं कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, पेरोक्साइड प्रतिक्रिया की मदद से, झिल्ली साइटोप्लाज्म को पेरोक्साइड से बचाती है जो इसके लिए खतरनाक हैं;

परिवहन - एक निष्क्रिय, सक्रिय, विनियमित और चयनात्मक विनिमय झिल्ली से होकर गुजरता है। निष्क्रिय चयापचय वसा में घुलनशील पदार्थों और बहुत छोटे अणुओं से युक्त गैसों के लिए उपयुक्त है। ऐसे पदार्थ बिना ऊर्जा व्यय के, स्वतंत्र रूप से, प्रसार द्वारा कोशिका में और बाहर प्रवेश करते हैं। कोशिका झिल्ली का सक्रिय परिवहन कार्य आवश्यक होने पर सक्रिय होता है, लेकिन परिवहन के लिए मुश्किल पदार्थों को कोशिका में या बाहर ले जाने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, जिनके पास बड़े आकारअणु, या हाइड्रोफोबिसिटी के कारण लिपिड परत को पार करने में असमर्थ। फिर प्रोटीन पंप काम करना शुरू करते हैं, जिसमें एटीपीस भी शामिल है, जो सेल में पोटेशियम आयनों के अवशोषण और उसमें से सोडियम आयनों को बाहर निकालने के लिए जिम्मेदार है। स्राव और किण्वन कार्यों के लिए विनियमित परिवहन चयापचय की आवश्यकता होती है, जैसे कि जब कोशिकाएं हार्मोन का उत्पादन और स्राव करती हैं या आमाशय रस. ये सभी पदार्थ कोशिकाओं को विशेष चैनलों के माध्यम से और एक निश्चित मात्रा में छोड़ते हैं। और चयनात्मक परिवहन कार्य बहुत ही अभिन्न प्रोटीन से जुड़ा होता है जो झिल्ली में प्रवेश करता है और कड़ाई से परिभाषित प्रकार के अणुओं के प्रवेश और निकास के लिए एक चैनल के रूप में कार्य करता है;

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

मैकेनिकल - एक सेल को दूसरे से प्रतिबंधित करता है, और एक ही समय में समय सही हैएक सजातीय ऊतक में कोशिकाओं का कनेक्शन और अंगों के विरूपण के प्रतिरोध;

सुरक्षात्मक - पौधों और जानवरों दोनों में, कोशिका झिल्ली एक सुरक्षात्मक फ्रेम के निर्माण के आधार के रूप में कार्य करती है। एक उदाहरण कठोर लकड़ी, घने छिलके, कांटेदार कांटे हैं। जानवरों की दुनिया में, कोशिका झिल्ली के सुरक्षात्मक कार्य के भी कई उदाहरण हैं - कछुआ 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;

एंजाइमेटिक - कोशिका झिल्ली के कुछ प्रोटीनों में निहित एक और महत्वपूर्ण कार्य। उदाहरण के लिए, आंतों के उपकला में, ऐसे प्रोटीन की मदद से, पाचक एंजाइम;

बायोपोटेंशियल- कोशिका के अंदर पोटेशियम आयनों की सांद्रता बाहर की तुलना में बहुत अधिक होती है, और इसके विपरीत, सोडियम आयनों की सांद्रता अंदर से अधिक होती है। यह संभावित अंतर की व्याख्या करता है: कोशिका के अंदर आवेश ऋणात्मक होता है, इसके बाहर धनात्मक होता है, जो पदार्थों को कोशिका में और किसी भी तीन प्रकार के चयापचय में बाहर जाने में योगदान देता है - फागोसाइटोसिस, पिनोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस;

अंकन - कोशिका झिल्लियों की सतह पर तथाकथित "लेबल" होते हैं - ग्लाइकोप्रोटीन से युक्त एंटीजन (उनसे जुड़ी शाखित ओलिगोसेकेराइड साइड चेन वाले प्रोटीन)। चूंकि साइड चेन में कई प्रकार के कॉन्फ़िगरेशन हो सकते हैं, प्रत्येक प्रकार के सेल को अपना अनूठा लेबल प्राप्त होता है जो शरीर में अन्य कोशिकाओं को "दृष्टि से" पहचानने और उन्हें सही ढंग से प्रतिक्रिया देने की अनुमति देता है। इसीलिए, उदाहरण के लिए, मानव प्रतिरक्षा कोशिकाएं, मैक्रोफेज, एक विदेशी को आसानी से पहचान लेती हैं जो शरीर (संक्रमण, वायरस) में प्रवेश कर चुका है और इसे नष्ट करने का प्रयास करता है। रोगग्रस्त, उत्परिवर्तित और पुरानी कोशिकाओं के साथ भी ऐसा ही होता है - उनकी कोशिका झिल्ली पर लेबल बदल जाता है और शरीर उनसे छुटकारा पाता है।

सेलुलर एक्सचेंज झिल्ली में होता है, और तीन मुख्य प्रकार की प्रतिक्रियाओं के माध्यम से किया जा सकता है:

फागोसाइटोसिस - सेलुलर प्रक्रिया, जिसमें झिल्ली में एम्बेडेड फागोसाइट कोशिकाएं पोषक तत्वों के ठोस कणों को पकड़ती हैं और पचाती हैं। मानव शरीर में, फागोसाइटोसिस दो प्रकार की कोशिकाओं की झिल्लियों द्वारा किया जाता है: ग्रैन्यूलोसाइट्स (दानेदार ल्यूकोसाइट्स) और मैक्रोफेज (प्रतिरक्षा हत्यारा कोशिकाएं);

पिनोसाइटोसिस कोशिका झिल्ली की सतह द्वारा इसके संपर्क में आने वाले तरल अणुओं को पकड़ने की प्रक्रिया है। पिनोसाइटोसिस के प्रकार से पोषण के लिए, कोशिका अपनी झिल्ली पर एंटीना के रूप में पतली भुलक्कड़ प्रकोपों ​​​​को बढ़ाती है, जो कि तरल की एक बूंद को घेर लेती है, और एक बुलबुला प्राप्त होता है। सबसे पहले, यह बुलबुला झिल्ली की सतह के ऊपर फैलता है, और फिर इसे "निगल" जाता है - यह कोशिका के अंदर छिप जाता है, और इसकी दीवारें विलीन हो जाती हैं भीतरी सतहकोशिका झिल्ली। पिनोसाइटोसिस लगभग सभी जीवित कोशिकाओं में होता है;

एक्सोसाइटोसिस एक रिवर्स प्रक्रिया है जिसमें कोशिका के अंदर एक स्रावी कार्यात्मक तरल पदार्थ (एंजाइम, हार्मोन) के साथ पुटिकाएं बनती हैं, और इसे किसी तरह कोशिका से पर्यावरण में हटा दिया जाना चाहिए। ऐसा करने के लिए, बुलबुला पहले कोशिका झिल्ली की आंतरिक सतह के साथ विलीन हो जाता है, फिर बाहर की ओर उभरता है, फटता है, सामग्री को बाहर निकालता है और फिर से झिल्ली की सतह के साथ विलीन हो जाता है, इस बार बाहर से। एक्सोसाइटोसिस होता है, उदाहरण के लिए, आंतों के उपकला और अधिवृक्क प्रांतस्था की कोशिकाओं में।

कोशिका झिल्ली में लिपिड के तीन वर्ग होते हैं:

फास्फोलिपिड्स;

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 का विस्तार होता है। लेकिन कोलेस्ट्रॉल कभी-कभी इन दो पूंछों के बीच की जगह घेर लेता है और उन्हें मुड़ने नहीं देता है, जिससे कुछ कोशिकाओं की झिल्ली कठोर हो जाती है। इसके अलावा, कोलेस्ट्रॉल अणु कोशिका झिल्ली की संरचना को सुव्यवस्थित करते हैं और ध्रुवीय अणुओं के एक कोशिका से दूसरे 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 कुछ ऐसा है जो उन सभी को एकजुट करता है: कुंडलाकार लिपिड हमेशा कोशिका झिल्ली के प्रोटीन के आसपास स्थित होते हैं। ये विशेष वसा हैं जो स्पष्ट रूप से संरचित, स्थिर हैं, उनकी संरचना में अधिक संतृप्त फैटी एसिड होते हैं, और "प्रायोजित" प्रोटीन के साथ झिल्ली से मुक्त होते हैं। यह प्रोटीन के लिए एक प्रकार का व्यक्तिगत सुरक्षा कवच है, जिसके बिना वे काम नहीं कर सकते।

कोशिका झिल्ली की संरचना त्रिस्तरीय होती है। एक अपेक्षाकृत सजातीय तरल बाइलिपिड परत बीच में होती है, और प्रोटीन इसे दोनों तरफ एक प्रकार के मोज़ेक के साथ कवर करते हैं, आंशिक रूप से मोटाई में घुसते हैं। यानी यह सोचना गलत होगा कि कोशिका झिल्ली की बाहरी प्रोटीन परतें निरंतर होती हैं। प्रोटीन, उनके जटिल कार्यों के अलावा, झिल्ली में कोशिकाओं के अंदर से गुजरने और उन पदार्थों को बाहर निकालने के लिए आवश्यक होते हैं जो वसा परत में प्रवेश करने में सक्षम नहीं होते हैं। उदाहरण के लिए, पोटेशियम और सोडियम आयन। उनके लिए, विशेष प्रोटीन संरचनाएं प्रदान की जाती हैं - आयन चैनल, जिनके बारे में हम नीचे और अधिक विस्तार से चर्चा करेंगे।

यदि आप माइक्रोस्कोप के माध्यम से कोशिका झिल्ली को देखते हैं, तो आप सबसे छोटे गोलाकार अणुओं द्वारा बनाई गई लिपिड की एक परत देख सकते हैं, जिसके साथ समुद्र की तरह बड़ी प्रोटीन कोशिकाएं तैरती हैं। अलगआकार. बिल्कुल वही झिल्लियां विभाजित होती हैं आंतरिक रिक्त स्थानप्रत्येक कोशिका को डिब्बों में विभाजित किया जाता है जिसमें केन्द्रक, क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया आराम से स्थित होते हैं। यदि कोशिका के अंदर कोई अलग "कमरे" नहीं होते, तो अंग एक साथ चिपक जाते और अपने कार्यों को सही ढंग से नहीं कर पाते।

एक कोशिका झिल्ली द्वारा संरचित और सीमांकित ऑर्गेनेल का एक समूह है, जो ऊर्जा, चयापचय, सूचनात्मक और प्रजनन प्रक्रियाओं के एक जटिल में शामिल होता है जो जीव की महत्वपूर्ण गतिविधि 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 उतना ही महान है जितना कि नाभिक, माइटोकॉन्ड्रिया और अन्य कोशिका अंग। लेकिन अद्वितीय गुणझिल्ली इसकी संरचना से निर्धारित होती है: इसमें दो फिल्में होती हैं जो एक विशेष तरीके से एक साथ चिपकी होती हैं। झिल्ली में फॉस्फोलिपिड्स के अणु हाइड्रोफिलिक सिर बाहर की ओर और हाइड्रोफोबिक पूंछ अंदर की ओर स्थित होते हैं। इसलिए, फिल्म का एक पक्ष पानी से गीला होता है, जबकि दूसरा नहीं होता है। तो, ये फिल्में एक दूसरे से गैर-वेटेबल पक्षों के साथ अंदर की ओर जुड़ी हुई हैं, जो प्रोटीन अणुओं से घिरी एक बिलीपिड परत बनाती हैं। यह कोशिका झिल्ली की "सैंडविच" संरचना है।

कोशिका झिल्ली के आयन चैनल

आइए आयन चैनलों के संचालन के सिद्धांत पर अधिक विस्तार से विचार करें। वे किस लिए आवश्यक हैं? तथ्य यह है कि केवल वसा में घुलनशील पदार्थ ही लिपिड झिल्ली के माध्यम से स्वतंत्र रूप से प्रवेश कर सकते हैं - ये गैसें, अल्कोहल और वसा स्वयं हैं। तो, उदाहरण के लिए, लाल रंग में रक्त कोशिकाऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का निरंतर आदान-प्रदान होता है, और इसके लिए हमारे शरीर को किसी अतिरिक्त तरकीब का सहारा नहीं लेना पड़ता है। लेकिन क्या होगा जब कोशिका झिल्ली के माध्यम से परिवहन करना आवश्यक हो जाता है जलीय समाधानजैसे सोडियम और पोटेशियम लवण?

बिलीपिड परत में ऐसे पदार्थों के लिए मार्ग प्रशस्त करना असंभव होगा, क्योंकि छेद तुरंत कस कर एक साथ वापस चिपक जाते हैं, यह किसी भी वसा ऊतक की संरचना है। लेकिन प्रकृति ने, हमेशा की तरह, स्थिति से बाहर निकलने का रास्ता खोज लिया और विशेष प्रोटीन परिवहन संरचनाएं बनाईं।

प्रवाहकीय प्रोटीन दो प्रकार के होते हैं:

ट्रांसपोर्टर अर्ध-अभिन्न प्रोटीन पंप हैं;

Channeloformers अभिन्न प्रोटीन हैं।

पहले प्रकार के प्रोटीन आंशिक रूप से कोशिका झिल्ली की बाइलिपिड परत में डूबे रहते हैं, और अपने सिर से बाहर देखते 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 चूसते हैं कक्ष। और दूसरे प्रकार के प्रोटीन, इंटीग्रल, होते हैं लम्बी आकृतिऔर कोशिका झिल्ली की बिलीपिड परत के लंबवत स्थित होते हैं, इसे और इसके माध्यम से भेदते हैं। उनके माध्यम से, सुरंगों के माध्यम से, पदार्थ जो वसा से गुजरने में असमर्थ हैं, कोशिका में और बाहर चले जाते हैं। यह आयन चैनलों के माध्यम से होता है कि पोटेशियम आयन कोशिका में प्रवेश करते हैं और उसमें जमा होते हैं, जबकि सोडियम आयन, इसके विपरीत, बाहर लाए जाते हैं। विद्युत क्षमता में अंतर है, इसलिए आवश्यक है सही संचालनहमारे शरीर की सभी कोशिकाएं।

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

सिद्धांत हमेशा दिलचस्प और आशाजनक लगता है अगर इसे व्यवहार में उपयोगी रूप से लागू किया जा सकता है। कोशिका झिल्लियों की संरचना और कार्यों की खोज मानव शरीरवैज्ञानिकों को सामान्य रूप से विज्ञान में और विशेष रूप से चिकित्सा में वास्तविक सफलता हासिल करने की अनुमति दी। यह कोई संयोग नहीं है कि हम आयन चैनलों पर इतने विस्तार से रहे हैं, क्योंकि यहीं पर इनमें से किसी एक का उत्तर निहित है। महत्वपूर्ण मुद्देहमारे समय में: लोग ऑन्कोलॉजी से अधिक से अधिक बार बीमार क्यों होते हैं?

कैंसर हर साल दुनिया भर में लगभग 17 मिलियन लोगों के जीवन का दावा करता है और सभी मौतों का चौथा प्रमुख कारण है। डब्ल्यूएचओ के अनुसार, कैंसर के मामले लगातार बढ़ रहे हैं और 2020 के अंत तक यह 25 मिलियन प्रति वर्ष तक पहुंच सकता है।

कैंसर की वास्तविक महामारी की व्याख्या क्या है, और कोशिका झिल्लियों के कार्य का इससे क्या लेना-देना है? आप कहेंगे: इसका कारण खराब पर्यावरणीय परिस्थितियों, कुपोषण, बुरी आदतेंऔर भारी आनुवंशिकता। और, ज़ाहिर है, आप सही होंगे, लेकिन अगर हम समस्या के बारे में अधिक विस्तार से बात करते हैं, तो इसका कारण मानव शरीर का अम्लीकरण है। ऊपर सूचीबद्ध नकारात्मक कारककोशिका झिल्ली के विघटन का कारण बनता है, श्वसन और पोषण को रोकता है।

जहां एक प्लस होना चाहिए, एक माइनस बनता है, और सेल सामान्य रूप से कार्य नहीं कर सकता है। लेकिन कैंसर कोशिकाओं को ऑक्सीजन या क्षारीय वातावरण की आवश्यकता नहीं होती है - वे अवायवीय प्रकार के पोषण का उपयोग करने में सक्षम होते हैं। इसलिए, ऑक्सीजन भुखमरी और एक ऑफ-स्केल पीएच स्तर की स्थितियों में, स्वस्थ कोशिकाएं उत्परिवर्तित होती हैं, जो अनुकूलन करना चाहती हैं वातावरणऔर कैंसर कोशिकाएं बन जाती हैं। इस तरह व्यक्ति को कैंसर हो जाता है। इससे बचने के लिए आपको बस इस्तेमाल करने की जरूरत है पर्याप्त स्वच्छ जलदैनिक, और भोजन में कार्सिनोजेन्स को त्यागें। लेकिन, एक नियम के रूप में, लोग अच्छी तरह से जानते हैं हानिकारक उत्पादऔर की जरूरत है गुणवत्ता वाला पानी, और कुछ न करें - वे आशा करते हैं कि मुसीबत उन्हें दरकिनार कर देगी।

विभिन्न कोशिकाओं की कोशिका झिल्ली की संरचना और कार्यों की विशेषताओं को जानने के बाद, डॉक्टर इस जानकारी का उपयोग शरीर पर लक्षित, लक्षित चिकित्सीय प्रभाव प्रदान करने के लिए कर सकते हैं। कई आधुनिक दवाओं, हमारे शरीर में प्रवेश करते हुए, वे वांछित "लक्ष्य" की तलाश में 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।

नवीनतम पीढ़ी के एंटीबायोटिक्स, जब रक्त में छोड़े जाते हैं, तो सभी कोशिकाओं को एक पंक्ति में नहीं मारते हैं, लेकिन इसकी कोशिका झिल्ली में मार्करों पर ध्यान केंद्रित करते हुए, रोगज़नक़ की कोशिकाओं को ठीक से देखें। नवीनतम एंटी-माइग्रेन दवाएं, ट्रिप्टान, केवल मस्तिष्क की सूजन वाली वाहिकाओं को संकीर्ण करती हैं, जबकि हृदय और परिधीय पर लगभग कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। संचार प्रणाली. और वे अपने सेल झिल्ली के प्रोटीन द्वारा आवश्यक जहाजों को ठीक 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:मास्को चिकित्सा संस्थान। आई। एम। सेचेनोव, विशेषता - 1991 में "दवा", 1993 में " व्यावसायिक रोग", 1996 में "थेरेपी"।

कोशिका झिल्ली वह संरचना है जो कोशिका के बाहर को कवर करती है। इसे साइटोलेम्मा या प्लास्मोल्मा भी कहा जाता है।

यह गठन एक बिलीपिड परत (द्विपरत) से निर्मित होता है जिसमें प्रोटीन एम्बेडेड होता है। प्लाज्मालेम्मा बनाने वाले कार्बोहाइड्रेट एक बाध्य अवस्था में होते हैं।

प्लाज्मालेम्मा के मुख्य घटकों का वितरण इस प्रकार है: आधे से अधिक रासायनिक संरचना प्रोटीन पर पड़ती है, एक चौथाई फॉस्फोलिपिड द्वारा कब्जा कर लिया जाता है, और दसवां कोलेस्ट्रॉल होता है।

कोशिका झिल्ली और उसके प्रकार

कोशिका झिल्ली एक पतली फिल्म है, जो लिपोप्रोटीन और प्रोटीन की परतों पर आधारित होती है।

स्थानीयकरण द्वारा, झिल्ली वाले जीवों को प्रतिष्ठित किया जाता है, जिनमें पौधे और पशु कोशिकाओं में कुछ विशेषताएं होती हैं:

• माइटोकॉन्ड्रिया;
• केंद्रक;
• अन्तः प्रदव्ययी जलिका;
• गॉल्गी कॉम्प्लेक्स;
• लाइसोसोम;
• क्लोरोप्लास्ट (पौधे कोशिकाओं में)।

एक आंतरिक और बाहरी (प्लास्मोल्मा) कोशिका झिल्ली भी होती है।

कोशिका झिल्ली की संरचना

कोशिका झिल्ली में कार्बोहाइड्रेट होते हैं जो इसे ग्लाइकोकैलिक्स के रूप में कवर करते हैं। यह एक सुप्रा-झिल्ली संरचना है जो एक बाधा कार्य करती है। यहां स्थित प्रोटीन मुक्त अवस्था में होते हैं। अनबाउंड प्रोटीन एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाओं में शामिल होते हैं, पदार्थों के बाह्य कोशिकीय विघटन प्रदान करते हैं।

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के प्रोटीन ग्लाइकोप्रोटीन द्वारा दर्शाए जाते हैं। द्वारा रासायनिक संरचनालिपिड परत में शामिल प्रोटीन को पूरी तरह से (पूरे) स्रावित करें - अभिन्न प्रोटीन। इसके अलावा परिधीय, प्लास्मालेम्मा की सतहों में से एक तक नहीं पहुंचना।

रिसेप्टर्स के रूप में पूर्व कार्य, न्यूरोट्रांसमीटर, हार्मोन और अन्य पदार्थों के लिए बाध्यकारी। आयन चैनलों के निर्माण के लिए सम्मिलन प्रोटीन आवश्यक हैं जिसके माध्यम से आयनों और हाइड्रोफिलिक सब्सट्रेट्स को ले जाया जाता है। उत्तरार्द्ध एंजाइम हैं जो इंट्रासेल्युलर प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं।

प्लाज्मा झिल्ली के मूल गुण

लिपिड बाइलेयर पानी के प्रवेश को रोकता है। लिपिड हाइड्रोफोबिक यौगिक होते हैं जो कोशिका में फॉस्फोलिपिड के रूप में मौजूद होते हैं। फॉस्फेट समूह बाहर की ओर होता है और इसमें दो परतें होती हैं: बाहरी एक, बाह्य वातावरण को निर्देशित, और आंतरिक एक, इंट्रासेल्युलर सामग्री का परिसीमन।

पानी में घुलनशील क्षेत्रों को हाइड्रोफिलिक हेड्स कहा जाता है। फैटी एसिड साइटों को हाइड्रोफोबिक पूंछ के रूप में, कोशिका के अंदर निर्देशित किया जाता है। हाइड्रोफोबिक भाग पड़ोसी लिपिड के साथ संपर्क करता है, जो एक दूसरे से उनका लगाव सुनिश्चित करता है। दोहरी परत में विभिन्न क्षेत्रों में चयनात्मक पारगम्यता होती है।

तो, बीच में, झिल्ली ग्लूकोज और यूरिया के लिए अभेद्य है, हाइड्रोफोबिक पदार्थ यहां स्वतंत्र रूप से गुजरते हैं: कार्बन डाइऑक्साइड, ऑक्सीजन, शराब। महत्त्वकोलेस्ट्रॉल है, बाद की सामग्री प्लाज्मा झिल्ली की चिपचिपाहट निर्धारित करती है।

कोशिका की बाहरी झिल्ली के कार्य

कार्यों की विशेषताओं को संक्षेप में तालिका में सूचीबद्ध किया गया है:

झिल्ली समारोह	विवरण
बाधा भूमिका	प्लाज्मालेम्मा एक सुरक्षात्मक कार्य करता है, जो कोशिका की सामग्री को विदेशी एजेंटों के प्रभाव से बचाता है। प्रोटीन, लिपिड, कार्बोहाइड्रेट के विशेष संगठन के कारण, प्लाज्मा झिल्ली की अर्ध-पारगम्यता सुनिश्चित होती है।
रिसेप्टर समारोह	कोशिका झिल्ली के माध्यम से, जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ रिसेप्टर्स को बाध्य करने की प्रक्रिया में सक्रिय होते हैं। इस प्रकार, कोशिका झिल्ली पर स्थानीयकृत कोशिकाओं के रिसेप्टर तंत्र द्वारा विदेशी एजेंटों की मान्यता के माध्यम से प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं की मध्यस्थता की जाती है।
परिवहन समारोह	प्लाज़्मालेम्मा में छिद्रों की उपस्थिति आपको कोशिका में पदार्थों के प्रवाह को नियंत्रित करने की अनुमति देती है। कम आणविक भार वाले यौगिकों के लिए स्थानांतरण प्रक्रिया निष्क्रिय रूप से (ऊर्जा खपत के बिना) आगे बढ़ती है। सक्रिय हस्तांतरण एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) के टूटने के दौरान जारी ऊर्जा के खर्च से जुड़ा है। यह विधि कार्बनिक यौगिकों के स्थानांतरण के लिए होती है।
पाचन की प्रक्रियाओं में भागीदारी	पदार्थ कोशिका झिल्ली (सोरप्शन) पर जमा होते हैं। रिसेप्टर्स सब्सट्रेट से बंधते हैं, इसे सेल के अंदर ले जाते हैं। एक पुटिका बनती है, जो कोशिका के अंदर स्वतंत्र रूप से पड़ी रहती है। विलय, ऐसे पुटिका हाइड्रोलाइटिक एंजाइमों के साथ लाइसोसोम बनाते हैं।
एंजाइमेटिक फ़ंक्शन	एंजाइम, इंट्रासेल्युलर पाचन के आवश्यक घटक। जिन प्रतिक्रियाओं में उत्प्रेरक की भागीदारी की आवश्यकता होती है, वे एंजाइमों की भागीदारी के साथ आगे बढ़ती हैं।

कोशिका झिल्ली का क्या महत्व है

कोशिका में प्रवेश करने और छोड़ने वाले पदार्थों की उच्च चयनात्मकता के कारण कोशिका झिल्ली होमोस्टैसिस को बनाए रखने में शामिल होती है (जीव विज्ञान में इसे चयनात्मक पारगम्यता कहा जाता है)।

प्लास्मोल्मा के बहिर्गमन कोशिका को कुछ कार्यों को करने के लिए जिम्मेदार डिब्बों (डिब्बों) में विभाजित करते हैं। द्रव-मोज़ेक योजना के अनुरूप विशेष रूप से व्यवस्थित झिल्ली, कोशिका की अखंडता को सुनिश्चित करते हैं।

कोशिका झिल्ली -आणविक संरचना जो लिपिड और प्रोटीन से बनी होती है। इसके मुख्य गुण और कार्य:

• किसी भी सेल की सामग्री को बाहरी वातावरण से अलग करना, इसकी अखंडता सुनिश्चित करना;
• पर्यावरण और सेल के बीच विनिमय का प्रबंधन और समायोजन;
• इंट्रासेल्युलर झिल्ली कोशिका को विशेष डिब्बों में विभाजित करती है: ऑर्गेनेल या डिब्बे।

लैटिन में "झिल्ली" शब्द का अर्थ है "फिल्म"। यदि हम कोशिका झिल्ली के बारे में बात करते हैं, तो यह दो फिल्मों का एक संयोजन है जिसमें अलग-अलग गुण होते हैं।

जैविक झिल्ली में शामिल हैं तीन प्रकार के प्रोटीन:

1. परिधीय - फिल्म की सतह पर स्थित;
2. अभिन्न - झिल्ली को पूरी तरह से भेदना;
3. अर्ध-अभिन्न - एक छोर पर बिलीपिड परत में घुसना।

कोशिका झिल्ली के कार्य क्या हैं

1. कोशिका भित्ति - कोशिका का एक मजबूत खोल, जो साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के बाहर स्थित होता है। यह सुरक्षात्मक, परिवहन और संरचनात्मक कार्य करता है। कई पौधों, बैक्टीरिया, कवक और आर्किया में मौजूद है।

2. बाहरी वातावरण के साथ एक बाधा कार्य प्रदान करता है, जो कि चयनात्मक, विनियमित, सक्रिय और निष्क्रिय चयापचय है।

3. सूचना प्रसारित और संग्रहीत करने में सक्षम, और प्रजनन की प्रक्रिया में भी भाग लेता है।

4. एक परिवहन कार्य करता है जो झिल्ली के माध्यम से पदार्थों को कोशिका में और बाहर ले जा सकता है।

5. कोशिका झिल्ली में एकतरफा चालकता होती है। इसके कारण, पानी के अणु बिना देरी किए कोशिका झिल्ली से गुजर सकते हैं, और अन्य पदार्थों के अणु चुनिंदा रूप से प्रवेश करते हैं।

6. कोशिका झिल्ली की सहायता से जल, ऑक्सीजन और पोषक तत्व प्राप्त होते हैं और इसके द्वारा कोशिकीय उपापचय के उत्पाद निकल जाते हैं।

7. झिल्लियों में सेल एक्सचेंज करता है, और उन्हें 3 मुख्य प्रकार की प्रतिक्रियाओं के माध्यम से निष्पादित कर सकता है: पिनोसाइटोसिस, फागोसाइटोसिस, एक्सोसाइटोसिस।

8. झिल्ली अंतरकोशिकीय संपर्कों की विशिष्टता प्रदान करती है।

9. झिल्ली में कई रिसेप्टर्स होते हैं जो रासायनिक संकेतों को समझने में सक्षम होते हैं - मध्यस्थ, हार्मोन और कई अन्य जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ। तो वह कोशिका की चयापचय गतिविधि को बदलने में सक्षम है।

10. कोशिका झिल्ली के मुख्य गुण और कार्य:

• आव्यूह
• रुकावट
• यातायात
• ऊर्जा
• यांत्रिक
• एंजाइमी
• रिसेप्टर
• रक्षात्मक
• अंकन
• बायोपोटेंशियल

कोशिका में प्लाज्मा झिल्ली का क्या कार्य है?

1. सेल की सामग्री को सीमित करता है;
2. कोशिका में पदार्थों के प्रवाह को वहन करता है;
3. सेल से कई पदार्थों को हटाने प्रदान करता है।

कोशिका झिल्ली संरचना

कोशिका की झिल्लियाँ 3 वर्गों के लिपिड शामिल करें:

• ग्लाइकोलिपिड्स;
• फास्फोलिपिड्स;
• कोलेस्ट्रॉल।

मूल रूप से, कोशिका झिल्ली में प्रोटीन और लिपिड होते हैं, और इसकी मोटाई 11 एनएम से अधिक नहीं होती है। सभी लिपिडों में से 40 से 90% फॉस्फोलिपिड होते हैं। ग्लाइकोलिपिड्स को नोट करना भी महत्वपूर्ण है, जो झिल्ली के मुख्य घटकों में से एक हैं।

कोशिका झिल्ली की संरचना त्रिस्तरीय होती है। एक सजातीय तरल बिलीपिड परत केंद्र में स्थित है, और प्रोटीन इसे दोनों तरफ (मोज़ेक की तरह) से ढकते हैं, आंशिक रूप से मोटाई में घुसते हैं। झिल्ली को कोशिकाओं के अंदर से गुजरने और उनमें से विशेष पदार्थों को बाहर निकालने के लिए प्रोटीन भी आवश्यक हैं जो वसा की परत में प्रवेश नहीं कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, सोडियम और पोटेशियम आयन।

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