वे कोशिका झिल्ली प्रोटीन नहीं हैं. जैविक कोशिका झिल्ली की संरचना और गुण

कक्ष- यह न केवल तरल, एंजाइम और अन्य पदार्थ हैं, बल्कि अत्यधिक संगठित संरचनाएं भी हैं जिन्हें इंट्रासेल्युलर ऑर्गेनेल कहा जाता है। किसी कोशिका के लिए अंगक उसके रासायनिक घटकों से कम महत्वपूर्ण नहीं हैं। इस प्रकार, माइटोकॉन्ड्रिया जैसे ऑर्गेनेल की अनुपस्थिति में, ऊर्जा की आपूर्ति निकाली जाती है पोषक तत्व, तुरंत 95% कम हो जाएगा।

कोशिका के अधिकांश अंगक ढके हुए होते हैं झिल्लीमुख्य रूप से लिपिड और प्रोटीन से युक्त। कोशिकाओं की झिल्ली, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, माइटोकॉन्ड्रिया, लाइसोसोम और गोल्गी तंत्र हैं।

लिपिडपानी में अघुलनशील होते हैं, इसलिए वे कोशिका में एक अवरोध पैदा करते हैं जो पानी और पानी में घुलनशील पदार्थों को एक डिब्बे से दूसरे डिब्बे में जाने से रोकता है। हालाँकि, प्रोटीन अणु झिल्ली को पारगम्य बनाते हैं विभिन्न पदार्थछिद्र नामक विशेष संरचनाओं के माध्यम से। कई अन्य झिल्ली प्रोटीन एंजाइम होते हैं जो कई रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं, जिनकी चर्चा अगले अध्यायों में की जाएगी।

कोशिका (या प्लाज्मा) झिल्लीयह एक पतली, लचीली और लचीली संरचना है जिसकी मोटाई केवल 7.5-10 एनएम 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%।

लिपिड परत कोशिका झिल्ली पानी के प्रवेश को रोकता है. झिल्ली का आधार एक लिपिड बाईलेयर है - एक पतली लिपिड फिल्म जिसमें दो मोनोलेयर होते हैं और कोशिका को पूरी तरह से कवर करते हैं। प्रोटीन बड़े ग्लोब्यूल्स के रूप में पूरी झिल्ली में स्थित होते हैं।

कोशिका झिल्ली का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व, इसके मुख्य तत्वों को दर्शाता है
- फॉस्फोलिपिड बाइलेयर और एक बड़ी संख्या कीप्रोटीन अणु झिल्ली की सतह के ऊपर उभरे हुए होते हैं।
कार्बोहाइड्रेट श्रृंखलाएं बाहरी सतह पर प्रोटीन से जुड़ी होती हैं
और कोशिका के अंदर अतिरिक्त प्रोटीन अणुओं के लिए (चित्र में नहीं दिखाया गया है)।

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

इस तथ्य के कारण कि अणु का हाइड्रोफोबिक भाग फॉस्फोलिपिडपानी को विकर्षित करता है, लेकिन समान अणुओं के समान भागों की ओर आकर्षित होता है, फॉस्फोलिपिड्स में झिल्ली की मोटाई में एक दूसरे से जुड़ने का प्राकृतिक गुण होता है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 2-3. फॉस्फेट समूह के साथ हाइड्रोफिलिक भाग दो झिल्ली सतह बनाता है: बाहरी एक, जो बाह्य कोशिकीय तरल पदार्थ के संपर्क में है, और आंतरिक एक, जो इंट्रासेल्युलर तरल पदार्थ के संपर्क में है।

लिपिड परत के मध्यग्लूकोज और यूरिया के आयनों और जलीय घोलों के लिए अभेद्य। ऑक्सीजन सहित वसा में घुलनशील पदार्थ, कार्बन डाईऑक्साइडइसके विपरीत, शराब, झिल्ली के इस क्षेत्र में आसानी से प्रवेश कर जाती है।

अणुओंकोलेस्ट्रॉल, जो झिल्ली का हिस्सा है, स्वभाव से लिपिड से भी संबंधित है, क्योंकि उनका स्टेरॉयड समूह वसा में अत्यधिक घुलनशील होता 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 झिल्लियों की पारगम्यता (या अभेद्यता) को विनियमित करना है। इसके अलावा, कोलेस्ट्रॉल झिल्ली की चिपचिपाहट का मुख्य नियामक है।

कोशिका झिल्ली प्रोटीन. चित्र में, गोलाकार कण लिपिड बाईलेयर में दिखाई दे रहे हैं - ये झिल्ली प्रोटीन हैं, जिनमें से अधिकांश ग्लाइकोप्रोटीन हैं। झिल्ली प्रोटीन दो प्रकार के होते हैं: (1) अभिन्न, जो झिल्ली में प्रवेश करते हैं; (2) परिधीय, जो दूसरी सतह तक पहुंचे बिना केवल इसकी एक सतह के ऊपर फैला होता है।

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

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

अभिन्न झिल्ली प्रोटीनपेप्टाइड हार्मोन सहित पानी में घुलनशील पदार्थों के लिए रिसेप्टर के रूप में भी काम कर सकता है, क्योंकि झिल्ली उनके लिए अभेद्य है। एक विशिष्ट लिगैंड के साथ एक रिसेप्टर प्रोटीन की परस्पर क्रिया से प्रोटीन अणु में गठनात्मक परिवर्तन होता है, जो बदले में, प्रोटीन अणु के इंट्रासेल्युलर खंड की एंजाइमेटिक गतिविधि को उत्तेजित करता है या रिसेप्टर से सेल में सिग्नल के संचरण को उत्तेजित करता है। दूसरा संदेशवाहक. इस प्रकार, कोशिका झिल्ली में एम्बेडेड अभिन्न प्रोटीन कोशिका में बाहरी वातावरण के बारे में जानकारी प्रसारित करने की प्रक्रिया में शामिल होते हैं।

परिधीय झिल्ली प्रोटीन के अणुअक्सर अभिन्न प्रोटीन से जुड़ा होता है। अधिकांश परिधीय प्रोटीन एंजाइम होते हैं या झिल्ली छिद्रों के माध्यम से पदार्थों के परिवहन के डिस्पैचर की भूमिका निभाते हैं।

परिसीमनात्मक ( रुकावट) - सेलुलर सामग्री को अलग करें बाहरी वातावरण;

कोशिका और पर्यावरण के बीच आदान-प्रदान को विनियमित करें;

वे कोशिकाओं को कुछ विशेष चयापचय मार्गों के लिए डिब्बों या डिब्बों में विभाजित करते हैं ( डिवाइडिंग);

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

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

परिवहन- ट्रांसमेम्ब्रेन परिवहन करता है।

रिसेप्टर- रिसेप्टर साइटों का स्थान है जो बाहरी उत्तेजनाओं को पहचानते हैं।

पदार्थों का परिवहनझिल्ली के माध्यम से - झिल्ली के प्रमुख कार्यों में से एक, कोशिका और बाहरी वातावरण के बीच पदार्थों के आदान-प्रदान को सुनिश्चित करना। पदार्थों के स्थानांतरण के लिए ऊर्जा खपत के आधार पर, उन्हें प्रतिष्ठित किया जाता है:

निष्क्रिय परिवहन, या सुगम प्रसार;

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

झिल्ली पैकेजिंग में परिवहन। एंडोसाइटोसिस (कोशिका में) और एक्सोसाइटोसिस (कोशिका से बाहर) होते हैं - ऐसे तंत्र जो झिल्ली के माध्यम से बड़े कणों और मैक्रोमोलेक्यूल्स को ले जाते हैं। एन्डोसाइटोसिस के दौरान, प्लाज्मा झिल्ली एक अंतःक्षेपण बनाती है, इसके किनारे विलीन हो जाते हैं, और एक पुटिका साइटोप्लाज्म में निकल जाती है। पुटिका को साइटोप्लाज्म से एक एकल झिल्ली द्वारा सीमांकित किया जाता है, जो बाहरी साइटोप्लाज्मिक झिल्ली का हिस्सा है। फागोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस हैं। फागोसाइटोसिस बड़े कणों का अवशोषण है जो काफी कठोर होते हैं। उदाहरण के लिए, लिम्फोसाइटों, प्रोटोजोआ आदि का फागोसाइटोसिस। पिनोसाइटोसिस इसमें घुले पदार्थों के साथ तरल की बूंदों को पकड़ने और अवशोषित करने की प्रक्रिया है।

एक्सोसाइटोसिस उन्मूलन की प्रक्रिया है विभिन्न पदार्थकोशिका से. एक्सोसाइटोसिस के दौरान, पुटिका, या रिक्तिका की झिल्ली, बाहरी साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के साथ विलीन हो जाती है। पुटिका की सामग्री कोशिका की सतह से परे हटा दी जाती 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 अंतर में निहित है, अर्थात। विद्युत रसायन प्रवणता. पदार्थ उच्च ढाल वाले क्षेत्र से निचले ढाल वाले क्षेत्र की ओर चले जायेंगे। परिवहन की गति ग्रेडियेंट में अंतर पर निर्भर करती है।

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

झिल्ली चैनलों के माध्यम से प्रसार आवेशित अणुओं और आयनों (ना, के, सीए, सीएल) का परिवहन है जो 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 का उपयोग करके पदार्थों का परिवहन है। प्रत्येक प्रोटीन एक कड़ाई से परिभाषित अणु या संबंधित अणुओं के समूह के लिए जिम्मेदार होता है, इसके साथ संपर्क करता है और झिल्ली के माध्यम से चलता है। उदाहरण के लिए, शर्करा, अमीनो एसिड, न्यूक्लियोटाइड और अन्य ध्रुवीय अणु।

सक्रिय ट्रांसपोर्टऊर्जा की खपत के साथ, विद्युत रासायनिक प्रवणता के विरुद्ध वाहक प्रोटीन (ATPase) द्वारा किया जाता है। इसका स्रोत एटीपी अणु हैं। उदाहरण के लिए, सोडियम एक पोटेशियम पंप है।

कोशिका के अंदर पोटेशियम की सांद्रता उसके बाहर की तुलना में बहुत अधिक होती है, और सोडियम - इसके विपरीत। इसलिए, पोटेशियम और सोडियम धनायन एक सांद्रता प्रवणता के साथ झिल्ली के जल छिद्रों के माध्यम से निष्क्रिय रूप से फैलते हैं। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि पोटेशियम आयनों के लिए झिल्ली की पारगम्यता सोडियम आयनों की तुलना में अधिक है। तदनुसार, सोडियम की तुलना में पोटेशियम कोशिका से तेजी से कोशिका में फैलता है। हालाँकि, सामान्य कोशिका 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 सक्रिय रूप से कोशिका से सोडियम और पोटेशियम को कोशिका में पंप करता है। यह पंप एक ट्रांसमेम्ब्रेन झिल्ली प्रोटीन है जो गठनात्मक पुनर्व्यवस्था में सक्षम है। इसलिए, यह पोटेशियम और सोडियम आयन (एंटीपोर्ट) दोनों को अपने साथ जोड़ सकता है। यह प्रक्रिया ऊर्जा गहन है:

झिल्ली के अंदर से, सोडियम आयन और एक एटीपी अणु पंप प्रोटीन में प्रवेश करते हैं, और पोटेशियम आयन बाहर से आते हैं।

सोडियम आयन एक प्रोटीन अणु के साथ जुड़ते 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 होती है।

एटीपी हाइड्रोलिसिस के दौरान जारी फॉस्फेट प्रोटीन से जुड़ जाता है, यानी। प्रोटीन को फास्फोराइलेट करता है।

फॉस्फोराइलेशन प्रोटीन में गठनात्मक परिवर्तन का कारण बनता है; यह सोडियम आयनों को बनाए रखने में असमर्थ हो जाता है। वे मुक्त हो जाते हैं और कोशिका से बाहर चले जाते हैं।

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

पोटेशियम आयनों के जुड़ने से प्रोटीन का डिफॉस्फोराइलेशन होता है। यह फिर से अपनी संरचना बदल देता है।

प्रोटीन संरचना में बदलाव से कोशिका के अंदर पोटेशियम आयनों की रिहाई होती है।

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

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

कोशिका द्रव्य- कोशिका का एक अनिवार्य घटक, कोशिका के सतह तंत्र और केन्द्रक के बीच स्थित होता है। यह एक जटिल विषम संरचनात्मक परिसर है जिसमें निम्न शामिल हैं:

हाइलोप्लाज्मा

अंगक (साइटोप्लाज्म के स्थायी घटक)

समावेशन साइटोप्लाज्म के अस्थायी घटक हैं।

साइटोप्लाज्मिक मैट्रिक्स(हाइलोप्लाज्म) कोशिका की आंतरिक सामग्री है - एक रंगहीन, गाढ़ा और पारदर्शी कोलाइडल घोल। साइटोप्लाज्मिक मैट्रिक्स के घटक कोशिका में जैवसंश्लेषण प्रक्रिया को अंजाम देते हैं और इसमें ऊर्जा उत्पादन के लिए आवश्यक एंजाइम होते हैं, जो मुख्य रूप से एनारोबिक ग्लाइकोलाइसिस के कारण होता है।

साइटोप्लाज्मिक मैट्रिक्स के मूल गुण।

कोशिका के कोलाइडल गुण निर्धारित करता है। रसधानी तंत्र की अंतःकोशिकीय झिल्लियों के साथ, इसे अत्यधिक विषमांगी या बहुचरणीय कोलाइडल प्रणाली माना जा सकता है।

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

क्रोमैटोफोरस में साइक्लोसिस, अमीबॉइड गति, कोशिका विभाजन और वर्णक की गति प्रदान करता है।

इंट्रासेल्युलर घटकों के स्थान की ध्रुवीयता निर्धारित करता है।

प्रदान यांत्रिक विशेषताएंकोशिकाएँ - लोच, विलय करने की क्षमता, कठोरता।

अंगों- स्थायी सेलुलर संरचनाएं जो यह सुनिश्चित करती हैं कि कोशिका विशिष्ट कार्य करे। संरचनात्मक विशेषताओं के आधार पर, ये हैं:

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

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

सामान्य प्रयोजन अंगक सभी कोशिकाओं की विशेषता हैं: नाभिक, माइटोकॉन्ड्रिया, कोशिका केंद्र, गोल्गी तंत्र, राइबोसोम, ईपीएस, लाइसोसोम। यदि ऑर्गेनेल की विशेषता है ख़ास तरह केकोशिकाएं, उन्हें विशेष अंगक कहा जाता है (उदाहरण के लिए, मायोफाइब्रिल्स जो मांसपेशी फाइबर को अनुबंधित करते हैं)।

अन्तः प्रदव्ययी जलिका- एक एकल सतत संरचना, जिसकी झिल्ली कई आक्रमणों और सिलवटों का निर्माण करती है जो नलिकाओं, माइक्रोवैक्यूल्स और बड़े कुंडों की तरह दिखती हैं। ईआर झिल्ली, एक ओर, कोशिका साइटोप्लाज्मिक झिल्ली से जुड़ी होती है, और दूसरी ओर, परमाणु झिल्ली के बाहरी आवरण से जुड़ी होती है।

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। चिकनी या दानेदार ईआर का राइबोसोम से कोई संबंध नहीं है। यह झिल्ली का भीतरी भाग है।

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

कोशिका झिल्ली का कार्य एवं भूमिका

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

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

एन्डोसाइटोसिस में, पदार्थ अवशोषित होने पर कोशिका झिल्ली से लिपिड और प्रोटीन हटा दिए जाते हैं। एक्सोसाइटोसिस के दौरान, लिपिड और प्रोटीन युक्त पुटिकाएं कोशिका झिल्ली के साथ विलीन हो जाती हैं, जिससे कोशिका का आकार बढ़ जाता है। , और कवक कोशिकाओं में प्लाज्मा झिल्ली होती है। उदाहरण के लिए, आंतरिक झिल्ली भी सुरक्षात्मक झिल्लियों में संलग्न होती हैं।

कोशिका झिल्ली संरचना

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

झिल्ली लिपिड

फॉस्फोलिपिड मुख्य घटक हैं प्लाज्मा झिल्ली. वे एक लिपिड बाईलेयर बनाते हैं जिसमें हाइड्रोफिलिक (जल-आकर्षित) सिर क्षेत्र जलीय साइटोसोल और बाह्य कोशिकीय तरल पदार्थ का सामना करने के लिए स्वचालित रूप से व्यवस्थित होते हैं, जबकि हाइड्रोफोबिक (जल-प्रतिकर्षित) पूंछ क्षेत्र साइटोसोल और बाह्य कोशिकीय तरल पदार्थ से दूर होते हैं। लिपिड बाईलेयर अर्धपारगम्य है, जो केवल कुछ अणुओं को झिल्ली में फैलने की अनुमति देता है।

कोलेस्ट्रॉल पशु कोशिका झिल्ली का एक अन्य लिपिड घटक है। कोलेस्ट्रॉल के अणु झिल्ली फॉस्फोलिपिड्स के बीच चयनात्मक रूप से फैले हुए होते हैं। यह फॉस्फोलिपिड्स को बहुत अधिक सघन होने से रोककर कोशिका झिल्ली की कठोरता को बनाए रखने में मदद करता है। पौधों की कोशिका झिल्लियों में कोलेस्ट्रॉल अनुपस्थित होता है।

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

झिल्ली प्रोटीन

कोशिका झिल्ली में दो प्रकार के संबद्ध प्रोटीन होते हैं। परिधीय झिल्ली के प्रोटीन बाहरी होते हैं और अन्य प्रोटीन के साथ परस्पर क्रिया करके इससे जुड़े होते हैं। इंटीग्रल झिल्ली प्रोटीन को झिल्ली में पेश किया जाता है और अधिकांश गुजरते हैं। इन ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन के भाग इसके दोनों ओर स्थित होते हैं।

प्लाज्मा झिल्ली प्रोटीन के कई अलग-अलग कार्य होते हैं। संरचनात्मक प्रोटीन कोशिकाओं को समर्थन और आकार प्रदान करते हैं। झिल्ली रिसेप्टर प्रोटीन हार्मोन, न्यूरोट्रांसमीटर और अन्य सिग्नलिंग अणुओं का उपयोग करके कोशिकाओं को उनके बाहरी वातावरण के साथ संचार करने में मदद करते हैं। परिवहन प्रोटीन, जैसे गोलाकार प्रोटीन, सुगम प्रसार द्वारा कोशिका झिल्ली में अणुओं का परिवहन करते हैं। ग्लाइकोप्रोटीन में कार्बोहाइड्रेट श्रृंखला जुड़ी होती है। वे कोशिका झिल्ली में अंतर्निहित होते हैं, अणुओं के आदान-प्रदान और परिवहन में सहायता करते हैं।

इसकी कार्यात्मक विशेषताओं के आधार पर, कोशिका झिल्ली को इसके द्वारा किए जाने वाले 9 कार्यों में विभाजित किया जा सकता है।
कोशिका झिल्ली के कार्य:
1. परिवहन. पदार्थों को कोशिका से कोशिका तक पहुँचाता है;
2. बाधा. चयनात्मक पारगम्यता है, आवश्यक चयापचय सुनिश्चित करता है;
3. रिसेप्टर. झिल्ली में पाए जाने वाले कुछ प्रोटीन रिसेप्टर्स होते हैं;
4. यांत्रिक. कोशिका और उसकी यांत्रिक संरचनाओं की स्वायत्तता सुनिश्चित करता है;
5. मैट्रिक्स. मैट्रिक्स प्रोटीन की इष्टतम अंतःक्रिया और अभिविन्यास सुनिश्चित करता है;
6. ऊर्जा. माइटोकॉन्ड्रिया में सेलुलर श्वसन के दौरान झिल्लियों में ऊर्जा हस्तांतरण प्रणालियाँ होती हैं;
7. एंजाइमैटिक. झिल्ली प्रोटीन कभी-कभी एंजाइम होते हैं। उदाहरण के लिए, आंतों की कोशिका झिल्ली;
8. अंकन. झिल्ली में एंटीजन (ग्लाइकोप्रोटीन) होते हैं जो कोशिका की पहचान की अनुमति देते हैं;
9. उत्पन्न करना। जैवक्षमताओं का सृजन और संचालन करता है।

आप किसी पशु कोशिका या पौधे कोशिका की संरचना के उदाहरण का उपयोग करके देख सकते हैं कि कोशिका झिल्ली कैसी दिखती है।

 

चित्र कोशिका झिल्ली की संरचना को दर्शाता है।
कोशिका झिल्ली के घटकों में विभिन्न कोशिका झिल्ली प्रोटीन (गोलाकार, परिधीय, सतह), साथ ही कोशिका झिल्ली लिपिड (ग्लाइकोलिपिड, फॉस्फोलिपिड) शामिल हैं। इसके अलावा कोशिका झिल्ली की संरचना में कार्बोहाइड्रेट, कोलेस्ट्रॉल, ग्लाइकोप्रोटीन और प्रोटीन अल्फा हेलिक्स भी होते हैं।

कोशिका झिल्ली की संरचना

कोशिका झिल्ली की मुख्य संरचना में शामिल हैं:
1. प्रोटीन - झिल्ली के विभिन्न गुणों के लिए जिम्मेदार;
2. लिपिड तीन प्रकार(फॉस्फोलिपिड्स, ग्लाइकोलिपिड्स और कोलेस्ट्रॉल) झिल्ली की कठोरता के लिए जिम्मेदार हैं।
कोशिका झिल्ली प्रोटीन:
1. गोलाकार प्रोटीन;
2. सतही प्रोटीन;
3. परिधीय प्रोटीन.

कोशिका झिल्ली का मुख्य उद्देश्य

कोशिका झिल्ली का मुख्य उद्देश्य:
1. कोशिका और पर्यावरण के बीच आदान-प्रदान को विनियमित करें;
2. किसी भी कोशिका की सामग्री को बाहरी वातावरण से अलग करें, जिससे उसकी अखंडता सुनिश्चित हो सके;
3. इंट्रासेल्युलर झिल्ली कोशिका को विशेष बंद डिब्बों - ऑर्गेनेल या डिब्बों में विभाजित करती है जिनमें कुछ पर्यावरणीय स्थितियाँ बनी रहती हैं।

कोशिका झिल्ली संरचना

कोशिका झिल्ली की संरचना एक तरल फॉस्फोलिपिड मैट्रिक्स में घुले गोलाकार अभिन्न प्रोटीन का द्वि-आयामी समाधान है। झिल्ली संरचना का यह मॉडल 1972 में दो वैज्ञानिकों निकोलसन और सिंगर द्वारा प्रस्तावित किया गया था। इस प्रकार, झिल्लियों का आधार एक द्वि-आणविक लिपिड परत है, जिसमें अणुओं की एक क्रमबद्ध व्यवस्था होती है, जैसा कि आप देख सकते हैं।

कोशिका झिल्ली

कोशिका झिल्ली की छवि. छोटी नीली और सफेद गेंदें फॉस्फोलिपिड्स के हाइड्रोफोबिक "सिर" से मेल खाती हैं, और उनसे जुड़ी रेखाएं हाइड्रोफिलिक "पूंछ" से मेल खाती हैं। यह आंकड़ा केवल अभिन्न झिल्ली प्रोटीन (लाल ग्लोब्यूल्स और पीले हेलिकॉप्टर) दिखाता है। झिल्ली के अंदर पीले अंडाकार बिंदु - कोलेस्ट्रॉल अणु झिल्ली के बाहर मोतियों की पीली-हरी श्रृंखला - ग्लाइकोकैलिक्स बनाने वाले ऑलिगोसेकेराइड की श्रृंखला

एक जैविक झिल्ली में विभिन्न प्रोटीन भी शामिल होते हैं: अभिन्न (झिल्ली के माध्यम से प्रवेश करना), अर्ध-अभिन्न (बाहरी या आंतरिक लिपिड परत में एक छोर पर डूबा हुआ), सतह (झिल्ली के बाहरी या आंतरिक किनारों पर स्थित)। कुछ प्रोटीन कोशिका झिल्ली और कोशिका के अंदर साइटोस्केलेटन और बाहर कोशिका दीवार (यदि कोई हो) के बीच संपर्क के बिंदु होते हैं। कुछ अभिन्न प्रोटीन आयन चैनल, विभिन्न ट्रांसपोर्टर और रिसेप्टर्स के रूप में कार्य करते हैं।

कार्य

• बाधा - पर्यावरण के साथ विनियमित, चयनात्मक, निष्क्रिय और सक्रिय चयापचय सुनिश्चित करता है। उदाहरण के लिए, पेरोक्सीसोम झिल्ली साइटोप्लाज्म को पेरोक्साइड से बचाती है जो कोशिका के लिए खतरनाक होते हैं। चयनात्मक पारगम्यता का अर्थ है कि विभिन्न परमाणुओं या अणुओं के लिए झिल्ली की पारगम्यता उनके आकार, विद्युत आवेश और पर निर्भर करती है रासायनिक गुण. चयनात्मक पारगम्यता कोशिका और सेलुलर डिब्बों को अलग करना सुनिश्चित करती है पर्यावरणऔर उन्हें आवश्यक पदार्थों की आपूर्ति करना।
• परिवहन - कोशिका के अंदर और बाहर पदार्थों का परिवहन झिल्ली के माध्यम से होता है। झिल्लियों के माध्यम से परिवहन सुनिश्चित करता है: पोषक तत्वों की डिलीवरी, अंतिम चयापचय उत्पादों को हटाना, विभिन्न पदार्थों का स्राव, आयन ग्रेडिएंट का निर्माण, कोशिका में इष्टतम आयन सांद्रता का रखरखाव जो सेलुलर एंजाइमों के कामकाज के लिए आवश्यक हैं।
  वे कण जो किसी भी कारण से फॉस्फोलिपिड बाईलेयर को पार करने में असमर्थ हैं (उदाहरण के लिए, हाइड्रोफिलिक गुणों के कारण, क्योंकि अंदर की झिल्ली हाइड्रोफोबिक है और हाइड्रोफिलिक पदार्थों को गुजरने की अनुमति नहीं देती है, या उनके बड़े आकार के कारण), लेकिन कोशिका के लिए आवश्यक हैं , विशेष वाहक प्रोटीन (ट्रांसपोर्टर) और चैनल प्रोटीन या एंडोसाइटोसिस के माध्यम से झिल्ली में प्रवेश कर सकता है।
  निष्क्रिय परिवहन में, पदार्थ प्रसार द्वारा एक सांद्रता प्रवणता के साथ ऊर्जा खर्च किए बिना लिपिड बाईलेयर को पार करते हैं। इस तंत्र के एक प्रकार में प्रसार की सुविधा होती है, जिसमें एक विशिष्ट अणु किसी पदार्थ को झिल्ली से गुजरने में मदद करता है। इस अणु में एक चैनल हो सकता है जो केवल एक प्रकार के पदार्थ को गुजरने की अनुमति देता है।
  सक्रिय परिवहन के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है क्योंकि यह एक सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध होता है। झिल्ली पर ATPase सहित विशेष पंप प्रोटीन होते हैं, जो सक्रिय रूप से पोटेशियम आयनों (K+) को कोशिका में पंप करते हैं और सोडियम आयनों (Na+) को बाहर निकालते हैं।
• मैट्रिक्स - झिल्ली प्रोटीन की एक निश्चित सापेक्ष स्थिति और अभिविन्यास, उनकी इष्टतम बातचीत सुनिश्चित करता है।
• यांत्रिक - कोशिका की स्वायत्तता, इसकी अंतःकोशिकीय संरचनाओं के साथ-साथ अन्य कोशिकाओं (ऊतकों में) के साथ संबंध सुनिश्चित करता है। कोशिका दीवारें यांत्रिक कार्य सुनिश्चित करने में और जानवरों में अंतरकोशिकीय पदार्थ की प्रमुख भूमिका निभाती हैं।
• ऊर्जा - क्लोरोप्लास्ट में प्रकाश संश्लेषण और माइटोकॉन्ड्रिया में सेलुलर श्वसन के दौरान, ऊर्जा हस्तांतरण प्रणालियाँ उनकी झिल्लियों में काम करती हैं, जिसमें प्रोटीन भी भाग लेते हैं;
• रिसेप्टर - झिल्ली में स्थित कुछ प्रोटीन रिसेप्टर्स (अणु जिनकी मदद से कोशिका कुछ संकेतों को समझती है) होते हैं।
  उदाहरण के लिए, रक्त में घूमने वाले हार्मोन केवल लक्ष्य कोशिकाओं पर कार्य करते हैं जिनमें इन हार्मोनों के अनुरूप रिसेप्टर्स होते हैं। न्यूरोट्रांसमीटर (रासायनिक पदार्थ जो तंत्रिका आवेगों के संचालन को सुनिश्चित करते हैं) भी लक्ष्य कोशिकाओं में विशेष रिसेप्टर प्रोटीन से बंधते हैं।
• एंजाइमैटिक - झिल्ली प्रोटीन अक्सर एंजाइम होते हैं। उदाहरण के लिए, आंतों की उपकला कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली में पाचन एंजाइम होते हैं।
• जैवक्षमता के सृजन और संचालन का कार्यान्वयन।
  झिल्ली की मदद से, कोशिका में आयनों की एक निरंतर सांद्रता बनी रहती है: कोशिका के अंदर K+ आयन की सांद्रता बाहर की तुलना में बहुत अधिक होती है, और Na+ की सांद्रता बहुत कम होती है, जो बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह सुनिश्चित करता है झिल्ली पर संभावित अंतर का रखरखाव और तंत्रिका आवेग की उत्पत्ति।
• कोशिका अंकन - झिल्ली पर एंटीजन होते हैं जो मार्कर के रूप में कार्य करते हैं - "लेबल" जो कोशिका की पहचान करने की अनुमति देते हैं। ये ग्लाइकोप्रोटीन हैं (अर्थात, शाखित ऑलिगोसेकेराइड साइड चेन वाले प्रोटीन) जो "एंटीना" की भूमिका निभाते हैं। साइड चेन के असंख्य विन्यासों के कारण, प्रत्येक सेल प्रकार के लिए एक विशिष्ट मार्कर बनाना संभव है। मार्करों की सहायता से, कोशिकाएं अन्य कोशिकाओं को पहचान सकती हैं और उनके साथ मिलकर कार्य कर सकती हैं, उदाहरण के लिए, अंगों और ऊतकों के निर्माण में। यह प्रतिरक्षा प्रणाली को विदेशी एंटीजन को पहचानने की भी अनुमति देता है।

बायोमेम्ब्रेंस की संरचना और संरचना

झिल्ली लिपिड के तीन वर्गों से बनी होती है: फॉस्फोलिपिड, ग्लाइकोलिपिड और कोलेस्ट्रॉल। फॉस्फोलिपिड्स और ग्लाइकोलिपिड्स (कार्बोहाइड्रेट से जुड़े लिपिड) में दो लंबी हाइड्रोफोबिक हाइड्रोकार्बन पूंछ होती हैं जो चार्ज हाइड्रोफिलिक सिर से जुड़ी होती हैं। कोलेस्ट्रॉल लिपिड की हाइड्रोफोबिक पूंछों के बीच खाली जगह घेरकर और उन्हें झुकने से रोककर झिल्ली को कठोरता देता है। इसलिए, कम कोलेस्ट्रॉल सामग्री वाली झिल्ली अधिक लचीली होती है, और उच्च कोलेस्ट्रॉल सामग्री वाली झिल्ली अधिक कठोर और नाजुक होती है। कोलेस्ट्रॉल एक "स्टॉपर" के रूप में भी कार्य करता है जो कोशिका से और कोशिका में ध्रुवीय अणुओं की गति को रोकता है। झिल्ली के एक महत्वपूर्ण भाग में प्रोटीन होते हैं जो इसमें प्रवेश करते हैं और झिल्ली के विभिन्न गुणों के लिए जिम्मेदार होते हैं। विभिन्न झिल्लियों में उनकी संरचना और अभिविन्यास भिन्न-भिन्न होते हैं।

कोशिका झिल्ली अक्सर असममित होती है, अर्थात, परतें लिपिड संरचना में भिन्न होती हैं, एक व्यक्तिगत अणु का एक परत से दूसरे परत में संक्रमण (तथाकथित) फ्लिप फ्लॉप) कठिन है।

झिल्ली अंगक

ये साइटोप्लाज्म के बंद एकल या परस्पर जुड़े हुए खंड होते हैं, जो झिल्लियों द्वारा हाइलोप्लाज्म से अलग होते हैं। एकल-झिल्ली अंगकों में एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, गोल्गी तंत्र, लाइसोसोम, रिक्तिकाएं, पेरोक्सीसोम शामिल हैं; दोहरी झिल्लियों तक - केन्द्रक, माइटोकॉन्ड्रिया, प्लास्टिड। विभिन्न अंगों की झिल्लियों की संरचना लिपिड और झिल्ली प्रोटीन की संरचना में भिन्न होती है।

चयनात्मक पारगम्यता

कोशिका झिल्ली में चयनात्मक पारगम्यता होती है: ग्लूकोज, अमीनो एसिड, फैटी एसिड, ग्लिसरॉल और आयन धीरे-धीरे उनके माध्यम से फैलते हैं, और झिल्ली स्वयं, कुछ हद तक, इस प्रक्रिया को सक्रिय रूप से नियंत्रित करते हैं - कुछ पदार्थ गुजरते हैं, लेकिन अन्य नहीं। कोशिका में पदार्थों के प्रवेश या कोशिका से बाहर तक उनके निष्कासन के लिए चार मुख्य तंत्र हैं: प्रसार, परासरण, सक्रिय परिवहन और एक्सो- या एंडोसाइटोसिस। पहली दो प्रक्रियाएँ प्रकृति में निष्क्रिय हैं, अर्थात उनमें ऊर्जा व्यय की आवश्यकता नहीं होती है; अंतिम दो ऊर्जा खपत से जुड़ी सक्रिय प्रक्रियाएं हैं।

निष्क्रिय परिवहन के दौरान झिल्ली की चयनात्मक पारगम्यता विशेष चैनलों - अभिन्न प्रोटीन के कारण होती है। वे सीधे झिल्ली में प्रवेश करते हैं, एक प्रकार का मार्ग बनाते हैं। K, Na और Cl तत्वों के अपने चैनल हैं। सांद्रण प्रवणता के सापेक्ष, इन तत्वों के अणु कोशिका के अंदर और बाहर गति करते हैं। चिढ़ होने पर, सोडियम आयन चैनल खुल जाते हैं और कोशिका में सोडियम आयनों का अचानक प्रवाह हो जाता है। इस मामले में, झिल्ली क्षमता का असंतुलन होता है। जिसके बाद झिल्ली क्षमता बहाल हो जाती है। पोटेशियम चैनल हमेशा खुले रहते हैं, जिससे पोटेशियम आयन धीरे-धीरे कोशिका में प्रवेश कर पाते हैं।

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साहित्य

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