कोशिका की बाहरी झिल्ली. कोशिका झिल्ली संरचना. प्रोफाइल झिल्ली: विशेषताएं, कार्य और फायदे

जैविक झिल्ली- कार्यात्मक रूप से सक्रिय सतह संरचनाओं का सामान्य नाम जो कोशिकाओं (सेलुलर या प्लाज्मा झिल्ली) और इंट्रासेल्युलर ऑर्गेनेल (माइटोकॉन्ड्रिया, नाभिक, लाइसोसोम, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, आदि की झिल्ली) को बांधता है। उनमें लिपिड, प्रोटीन, विषम अणु (ग्लाइकोप्रोटीन, ग्लाइकोलिपिड) होते हैं और, प्रदर्शन किए गए कार्य के आधार पर, कई छोटे घटक होते हैं: कोएंजाइम, न्यूक्लिक एसिड, एंटीऑक्सिडेंट, कैरोटीनॉयड, अकार्बनिक आयन, आदि।

झिल्ली प्रणालियों की समन्वित कार्यप्रणाली - रिसेप्टर्स, एंजाइम, परिवहन तंत्र - कोशिका होमियोस्टैसिस को बनाए रखने में मदद करती है और साथ ही बाहरी वातावरण में होने वाले परिवर्तनों पर तुरंत प्रतिक्रिया करती है।

को जैविक झिल्लियों के बुनियादी कार्य जिम्मेदार ठहराया जा सकता:

· कोशिका को पर्यावरण से अलग करना और अंतःकोशिकीय डिब्बों (डिब्बों) का निर्माण;

· झिल्लियों के माध्यम से विभिन्न प्रकार के पदार्थों के परिवहन का नियंत्रण और विनियमन;

· अंतरकोशिकीय संपर्क सुनिश्चित करने, कोशिका में संकेत संचारित करने में भागीदारी;

· खाद्य कार्बनिक पदार्थों की ऊर्जा को एटीपी अणुओं के रासायनिक बंधों की ऊर्जा में परिवर्तित करना।

प्लाज्मा (सेलुलर) झिल्ली का आणविक संगठन सभी कोशिकाओं में लगभग समान होता है: इसमें लिपिड अणुओं की दो परतें होती हैं जिनमें कई विशिष्ट प्रोटीन शामिल होते हैं। कुछ झिल्ली प्रोटीन में एंजाइमेटिक गतिविधि होती है, जबकि अन्य पर्यावरण से पोषक तत्वों को बांधते हैं और उन्हें झिल्ली के पार कोशिका में ले जाते हैं। झिल्ली प्रोटीन झिल्ली संरचनाओं के साथ उनके संबंध की प्रकृति से भिन्न होते हैं। कुछ प्रोटीनों को बुलाया गया बाहरी या परिधीय , झिल्ली की सतह से शिथिल रूप से बंधे होते हैं, अन्य, कहलाते हैं आंतरिक या अभिन्न , झिल्ली के अंदर डूबा हुआ। परिधीय प्रोटीन आसानी से निकाले जाते हैं, जबकि अभिन्न प्रोटीन को केवल डिटर्जेंट या कार्बनिक सॉल्वैंट्स का उपयोग करके अलग किया जा सकता है। चित्र में. चित्र 4 प्लाज्मा झिल्ली की संरचना को दर्शाता है।

कई कोशिकाओं की बाहरी या प्लाज्मा झिल्ली, साथ ही इंट्रासेल्युलर ऑर्गेनेल की झिल्ली, उदाहरण के लिए, माइटोकॉन्ड्रिया, क्लोरोप्लास्ट, को मुक्त रूप में अलग किया गया और उनकी आणविक संरचना का अध्ययन किया गया। सभी झिल्लियों में उनके द्रव्यमान के 20 से 80% तक की मात्रा में ध्रुवीय लिपिड होते हैं, जो झिल्ली के प्रकार पर निर्भर करता है, बाकी मुख्य रूप से प्रोटीन होता है; इस प्रकार, पशु कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली में, प्रोटीन और लिपिड की मात्रा, एक नियम के रूप में, लगभग समान होती है; आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में लगभग 80% प्रोटीन और केवल 20% लिपिड होते हैं, जबकि इसके विपरीत, मस्तिष्क कोशिकाओं की माइलिन झिल्ली में लगभग 80% लिपिड और केवल 20% प्रोटीन होते हैं।

चावल। 4. प्लाज्मा झिल्ली की संरचना

झिल्ली का लिपिड भाग विभिन्न प्रकार के ध्रुवीय लिपिडों का मिश्रण होता है। ध्रुवीय लिपिड, जिसमें फॉस्फोग्लिसरोलिपिड्स, स्फिंगोलिपिड्स और ग्लाइकोलिपिड्स शामिल हैं, वसा कोशिकाओं में संग्रहीत नहीं होते हैं, बल्कि कोशिका झिल्ली में एकीकृत होते हैं, और कड़ाई से परिभाषित अनुपात में होते हैं।

चयापचय प्रक्रिया के दौरान झिल्लियों में सभी ध्रुवीय लिपिड लगातार नवीनीकृत होते रहते हैं, सामान्य परिस्थितियों में कोशिका में एक गतिशील स्थिर अवस्था स्थापित हो जाती है, जिसमें लिपिड संश्लेषण की दर उनके क्षय की दर के बराबर होती है।

पशु कोशिकाओं की झिल्लियों में मुख्य रूप से फॉस्फोग्लिसरोलिपिड्स और कुछ हद तक स्फिंगोलिपिड्स होते हैं; ट्राईसिलग्लिसरॉल्स केवल अल्प मात्रा में पाए जाते हैं। पशु कोशिकाओं की कुछ झिल्लियों, विशेष रूप से बाहरी प्लाज्मा झिल्ली, में महत्वपूर्ण मात्रा में कोलेस्ट्रॉल और इसके एस्टर होते हैं (चित्र 5)।

चित्र.5. झिल्ली लिपिड

वर्तमान में, झिल्ली संरचना का आम तौर पर स्वीकृत मॉडल द्रव मोज़ेक मॉडल है, जिसे 1972 में एस. सिंगर और जे. निकोलसन द्वारा प्रस्तावित किया गया था।

इसके अनुसार, प्रोटीन की तुलना लिपिड समुद्र में तैरते हिमखंडों से की जा सकती है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, झिल्ली प्रोटीन 2 प्रकार के होते हैं: अभिन्न और परिधीय। अभिन्न प्रोटीन वे झिल्ली के माध्यम से प्रवेश करते हैं; उभयचर अणु. परिधीय प्रोटीन झिल्ली में प्रवेश नहीं करते हैं और इससे कम मजबूती से बंधे होते हैं। झिल्ली का मुख्य सतत भाग, यानी इसका मैट्रिक्स, ध्रुवीय लिपिड बाईलेयर है। सामान्य सेल तापमान पर, मैट्रिक्स एक तरल अवस्था में होता है, जो ध्रुवीय लिपिड की हाइड्रोफोबिक पूंछ में संतृप्त और असंतृप्त फैटी एसिड के बीच एक निश्चित अनुपात द्वारा सुनिश्चित किया जाता है।

तरल-मोज़ेक मॉडल यह भी मानता है कि झिल्ली में स्थित अभिन्न प्रोटीन की सतह पर अमीनो एसिड अवशेषों के आर-समूह (मुख्य रूप से हाइड्रोफोबिक समूह) होते हैं, जिसके कारण प्रोटीन बाइलेयर के केंद्रीय हाइड्रोफोबिक भाग में "घुलने" लगते हैं ). इसी समय, परिधीय, या बाहरी प्रोटीन की सतह पर, मुख्य रूप से हाइड्रोफिलिक आर-समूह होते हैं, जो इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों के कारण लिपिड के हाइड्रोफिलिक चार्ज ध्रुवीय प्रमुखों की ओर आकर्षित होते हैं। इंटीग्रल प्रोटीन, जिसमें एंजाइम और ट्रांसपोर्ट प्रोटीन शामिल हैं, केवल तभी सक्रिय होते हैं जब वे बाइलेयर के हाइड्रोफोबिक भाग के अंदर स्थित होते हैं, जहां वे गतिविधि की अभिव्यक्ति के लिए आवश्यक स्थानिक विन्यास प्राप्त करते हैं (चित्र 6)। इस बात पर एक बार फिर से जोर दिया जाना चाहिए कि सहसंयोजक बंधन या तो बाइलेयर में अणुओं के बीच या बाइलेयर के प्रोटीन और लिपिड के बीच नहीं बनते हैं।

चित्र 6. झिल्ली प्रोटीन

झिल्ली प्रोटीन पार्श्व तल में स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं। परिधीय प्रोटीन वस्तुतः द्विपरत "समुद्र" की सतह पर तैरते हैं, जबकि अभिन्न प्रोटीन, जैसे हिमखंड, लगभग पूरी तरह से हाइड्रोकार्बन परत में डूबे होते हैं।

अधिकांश भाग में, झिल्लियाँ असममित होती हैं, अर्थात उनकी भुजाएँ असमान होती हैं। यह विषमता निम्नलिखित में प्रकट होती है:

· सबसे पहले, बैक्टीरिया और पशु कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली के आंतरिक और बाहरी हिस्से ध्रुवीय लिपिड की संरचना में भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, मानव लाल रक्त कोशिका झिल्ली की आंतरिक लिपिड परत में मुख्य रूप से फॉस्फेटिडाइलथेनॉलमाइन और फॉस्फेटिडिलसेरिन होते हैं, और बाहरी परत में फॉस्फेटिडिलकोलाइन और स्फिंगोमाइलिन होते हैं।

दूसरे, झिल्लियों में कुछ परिवहन प्रणालियाँ केवल एक ही दिशा में कार्य करती हैं। उदाहरण के लिए, एरिथ्रोसाइट्स की झिल्लियों में एक परिवहन प्रणाली ("पंप") होती है जो एटीपी हाइड्रोलिसिस के दौरान जारी ऊर्जा के कारण कोशिका से Na + आयनों को पर्यावरण में और K + आयनों को कोशिका में पंप करती है।

· तीसरा, प्लाज्मा झिल्ली की बाहरी सतह पर बहुत बड़ी संख्या में ऑलिगोसैकेराइड समूह होते हैं, जो ग्लाइकोलिपिड सिर और ग्लाइकोप्रोटीन की ऑलिगोसेकेराइड साइड चेन होते हैं, जबकि प्लाज्मा झिल्ली की आंतरिक सतह पर व्यावहारिक रूप से कोई ऑलिगोसैकेराइड समूह नहीं होते हैं।

जैविक झिल्लियों की विषमता इस तथ्य के कारण बनी रहती है कि व्यक्तिगत फॉस्फोलिपिड अणुओं का लिपिड बाईलेयर के एक तरफ से दूसरी तरफ स्थानांतरण ऊर्जा कारणों से बहुत मुश्किल है। एक ध्रुवीय लिपिड अणु द्विपरत के अपने तरफ स्वतंत्र रूप से घूमने में सक्षम है, लेकिन दूसरी तरफ कूदने की उसकी क्षमता सीमित है।

लिपिड गतिशीलता मौजूद असंतृप्त फैटी एसिड की सापेक्ष सामग्री और प्रकार पर निर्भर करती है। फैटी एसिड श्रृंखलाओं की हाइड्रोकार्बन प्रकृति झिल्ली को तरलता और गतिशीलता के गुण प्रदान करती है। सीआईएस-असंतृप्त फैटी एसिड की उपस्थिति में, श्रृंखलाओं के बीच सामंजस्य बल अकेले संतृप्त फैटी एसिड की तुलना में कमजोर होते हैं, और लिपिड कम तापमान पर भी अत्यधिक गतिशील रहते हैं।

झिल्लियों के बाहर विशिष्ट पहचान क्षेत्र होते हैं, जिनका कार्य कुछ आणविक संकेतों को पहचानना है। उदाहरण के लिए, यह झिल्ली के माध्यम से होता है कि कुछ बैक्टीरिया किसी पोषक तत्व की सांद्रता में मामूली बदलाव महसूस करते हैं, जो भोजन स्रोत की ओर उनकी गति को उत्तेजित करता है; इस घटना को कहा जाता है कीमोटैक्सिस.

विभिन्न कोशिकाओं और अंतःकोशिकीय अंगों की झिल्लियों में उनकी संरचना, रासायनिक संरचना और कार्यों के कारण एक निश्चित विशिष्टता होती है। यूकेरियोटिक जीवों में झिल्लियों के निम्नलिखित मुख्य समूह प्रतिष्ठित हैं:

प्लाज़्मा झिल्ली (बाहरी कोशिका झिल्ली, प्लाज़्मालेम्मा),

· आणविक झिल्ली,

अन्तः प्रदव्ययी जलिका,

गोल्गी तंत्र की झिल्लियाँ, माइटोकॉन्ड्रिया, क्लोरोप्लास्ट, माइलिन आवरण,

उत्तेजक झिल्ली.

प्रोकैरियोटिक जीवों में, प्लाज्मा झिल्ली के अलावा, हेटरोट्रॉफ़िक प्रोकैरियोट्स में इंट्रासाइटोप्लाज्मिक झिल्ली संरचनाएं होती हैं; मेसोसोम.उत्तरार्द्ध बाहरी कोशिका झिल्ली के आक्रमण से बनते हैं और कुछ मामलों में इसके साथ संपर्क बनाए रखते हैं।

लाल रक्त कोशिका झिल्लीइसमें प्रोटीन (50%), लिपिड (40%) और कार्बोहाइड्रेट (10%) होते हैं। अधिकांश कार्बोहाइड्रेट (93%) प्रोटीन से जुड़े होते हैं, बाकी लिपिड से। झिल्ली में, लिपिड को मिसेल में सममित व्यवस्था के विपरीत, असममित रूप से व्यवस्थित किया जाता है। उदाहरण के लिए, सेफेलिन मुख्य रूप से आंतरिक लिपिड परत में पाया जाता है। यह विषमता स्पष्ट रूप से झिल्ली में फॉस्फोलिपिड्स के अनुप्रस्थ आंदोलन, झिल्ली प्रोटीन की मदद से और चयापचय ऊर्जा के कारण बनी रहती है। एरिथ्रोसाइट झिल्ली की आंतरिक परत में मुख्य रूप से स्फिंगोमाइलिन, फॉस्फेटिडाइलथेनॉलमाइन, फॉस्फेटिडिलसेरिन होता है, और बाहरी परत में फॉस्फेटिडिलकोलाइन होता है। लाल रक्त कोशिका झिल्ली में एक अभिन्न ग्लाइकोप्रोटीन होता है ग्लाइकोफोरिन, जिसमें 131 अमीनो एसिड अवशेष शामिल हैं और झिल्ली में प्रवेश करते हैं, और तथाकथित बैंड 3 प्रोटीन, जिसमें 900 अमीनो एसिड अवशेष शामिल हैं। ग्लाइकोफोरिन के कार्बोहाइड्रेट घटक इन्फ्लूएंजा वायरस, फाइटोहेमाग्लगुटिनिन और कई हार्मोन के लिए रिसेप्टर कार्य करते हैं। एरिथ्रोसाइट झिल्ली में एक और अभिन्न प्रोटीन पाया गया, जिसमें कुछ कार्बोहाइड्रेट होते हैं और झिल्ली में प्रवेश करते हैं। उसे बुलाया गया है सुरंग प्रोटीन(घटक ए), क्योंकि ऐसा माना जाता है कि यह आयनों के लिए एक चैनल बनाता है। एरिथ्रोसाइट झिल्ली के अंदरूनी हिस्से से जुड़ा एक परिधीय प्रोटीन है स्पेक्ट्रिन.

माइलिन झिल्ली , न्यूरॉन्स के अक्षतंतु के आसपास, बहुस्तरीय होते हैं, उनमें बड़ी मात्रा में लिपिड होते हैं (लगभग 80%, उनमें से आधे फॉस्फोलिपिड होते हैं)। इन झिल्लियों के प्रोटीन एक दूसरे के ऊपर पड़े झिल्ली लवणों को ठीक करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

क्लोरोप्लास्ट झिल्ली. क्लोरोप्लास्ट दो परत वाली झिल्ली से ढके होते हैं। बाहरी झिल्ली में माइटोकॉन्ड्रिया के साथ कुछ समानताएँ होती हैं। इस सतह झिल्ली के अलावा, क्लोरोप्लास्ट में एक आंतरिक झिल्ली प्रणाली होती है - लामेल्ले. लैमेला या तो चपटी पुटिकाओं का निर्माण करती हैं - थायलाकोइड्स, जो एक के ऊपर एक स्थित होते हैं, पैक्स (ग्रैनास) में एकत्र होते हैं या एक स्ट्रोमल झिल्ली प्रणाली (स्ट्रोमल लैमेला) बनाते हैं। थायलाकोइड झिल्ली के बाहरी तरफ ग्रैना और स्ट्रोमा की लैमेला केंद्रित हाइड्रोफिलिक समूह, गैलेक्टो- और सल्फोलिपिड हैं। क्लोरोफिल अणु का फाइटोल भाग ग्लोब्यूल में डूबा हुआ है और प्रोटीन और लिपिड के हाइड्रोफोबिक समूहों के संपर्क में है। क्लोरोफिल के पोर्फिरिन नाभिक मुख्य रूप से ग्रैना थायलाकोइड्स की संपर्क झिल्लियों के बीच स्थित होते हैं।

बैक्टीरिया की आंतरिक (साइटोप्लाज्मिक) झिल्लीइसकी संरचना क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्लियों के समान है। श्वसन श्रृंखला और सक्रिय परिवहन के एंजाइम इसमें स्थानीयकृत होते हैं; झिल्ली घटकों के निर्माण में शामिल एंजाइम। जीवाणु झिल्लियों का प्रमुख घटक प्रोटीन है: प्रोटीन/लिपिड अनुपात (वजन के अनुसार) 3:1 है। साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की तुलना में ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया की बाहरी झिल्ली में विभिन्न फॉस्फोलिपिड और प्रोटीन की कम मात्रा होती है। दोनों झिल्लियाँ लिपिड संरचना में भिन्न होती हैं। बाहरी झिल्ली में प्रोटीन होते हैं जो कई कम-आणविक पदार्थों के प्रवेश के लिए छिद्र बनाते हैं। बाहरी झिल्ली का एक विशिष्ट घटक एक विशिष्ट लिपोपॉलीसेकेराइड भी है। कई बाहरी झिल्ली प्रोटीन फ़ेज के लिए रिसेप्टर्स के रूप में कार्य करते हैं।

विषाणु झिल्ली.वायरस में, झिल्ली संरचनाएं न्यूक्लियोकैप्सिड युक्त होती हैं, जिनमें प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड होते हैं। वायरस का यह "कोर" एक झिल्ली (आवरण) से घिरा होता है। इसमें मुख्य रूप से झिल्ली की सतह पर स्थित एम्बेडेड ग्लाइकोप्रोटीन के साथ एक लिपिड बाईलेयर भी होता है। कई वायरस (माइक्रोवायरस) में, सभी प्रोटीन का 70-80% झिल्ली में निहित होता है; शेष प्रोटीन न्यूक्लियोकैप्सिड में निहित होते हैं।

इस प्रकार, कोशिका झिल्ली बहुत जटिल संरचनाएँ हैं; उनके घटक आणविक परिसर एक क्रमबद्ध द्वि-आयामी मोज़ेक बनाते हैं, जो झिल्ली की सतह को जैविक विशिष्टता प्रदान करता है।

कोशिका का बाहरी भाग लगभग 6-10 एनएम मोटी प्लाज़्मा झिल्ली (या बाहरी कोशिका झिल्ली) से ढका होता है।

कोशिका झिल्ली प्रोटीन और लिपिड (मुख्य रूप से फॉस्फोलिपिड) की एक घनी फिल्म है। लिपिड अणुओं को एक व्यवस्थित तरीके से व्यवस्थित किया जाता है - सतह पर लंबवत, दो परतों में, ताकि उनके भाग जो पानी के साथ गहन रूप से संपर्क करते हैं (हाइड्रोफिलिक) बाहर की ओर निर्देशित होते हैं, और उनके पानी में निष्क्रिय भाग (हाइड्रोफोबिक) अंदर की ओर निर्देशित होते हैं।

प्रोटीन अणु दोनों तरफ लिपिड ढांचे की सतह पर एक गैर-निरंतर परत में स्थित होते हैं। उनमें से कुछ लिपिड परत में डूबे हुए हैं, और कुछ इसके माध्यम से गुजरते हैं, जिससे पानी के लिए पारगम्य क्षेत्र बनते हैं। ये प्रोटीन विभिन्न कार्य करते हैं - उनमें से कुछ एंजाइम हैं, अन्य परिवहन प्रोटीन हैं जो पर्यावरण से साइटोप्लाज्म तक और विपरीत दिशा में कुछ पदार्थों के स्थानांतरण में शामिल होते हैं।

कोशिका झिल्ली के बुनियादी कार्य

जैविक झिल्लियों का एक मुख्य गुण चयनात्मक पारगम्यता (अर्ध-पारगम्यता) है- कुछ पदार्थ कठिनाई से उनके बीच से गुजरते हैं, अन्य आसानी से और यहां तक ​​कि उच्च सांद्रता की ओर भी, इस प्रकार, अधिकांश कोशिकाओं के अंदर Na आयनों की सांद्रता पर्यावरण की तुलना में काफी कम होती है। विपरीत संबंध K आयनों के लिए विशिष्ट है: कोशिका के अंदर उनकी सांद्रता बाहर की तुलना में अधिक होती है। इसलिए, Na आयन हमेशा कोशिका में प्रवेश करते हैं, और K आयन हमेशा बाहर निकलते हैं। इन आयनों की सांद्रता के बराबर होने को एक विशेष प्रणाली की झिल्ली में उपस्थिति से रोका जाता है जो एक पंप की भूमिका निभाता है, जो Na आयनों को कोशिका से बाहर पंप करता है और साथ ही K आयनों को अंदर पंप करता है।

Na आयनों की बाहर से अंदर की ओर जाने की प्रवृत्ति का उपयोग शर्करा और अमीनो एसिड को कोशिका में ले जाने के लिए किया जाता है। कोशिका से Na आयनों के सक्रिय निष्कासन के साथ, इसमें ग्लूकोज और अमीनो एसिड के प्रवेश के लिए स्थितियाँ बनती हैं।

कई कोशिकाओं में, पदार्थ फागोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस द्वारा भी अवशोषित होते हैं। पर phagocytosisलचीली बाहरी झिल्ली एक छोटा गड्ढा बनाती है जिसमें पकड़ा गया कण गिर जाता है। यह अवकाश बढ़ता है, और, बाहरी झिल्ली के एक भाग से घिरा हुआ, कण कोशिका के साइटोप्लाज्म में डूब जाता है। फागोसाइटोसिस की घटना अमीबा और कुछ अन्य प्रोटोजोआ के साथ-साथ ल्यूकोसाइट्स (फागोसाइट्स) की विशेषता है। कोशिकाएँ कोशिका के लिए आवश्यक पदार्थों से युक्त तरल पदार्थों को इसी प्रकार अवशोषित करती हैं। इस घटना को कहा गया पिनोसाइटोसिस.

विभिन्न कोशिकाओं की बाहरी झिल्लियाँ उनके प्रोटीन और लिपिड की रासायनिक संरचना और उनकी सापेक्ष सामग्री दोनों में काफी भिन्न होती हैं। ये विशेषताएं ही विभिन्न कोशिकाओं की झिल्लियों की शारीरिक गतिविधि में विविधता और कोशिकाओं और ऊतकों के जीवन में उनकी भूमिका को निर्धारित करती हैं।

कोशिका का एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम बाहरी झिल्ली से जुड़ा होता है। बाहरी झिल्लियों की मदद से, विभिन्न प्रकार के अंतरकोशिकीय संपर्क किए जाते हैं, अर्थात। व्यक्तिगत कोशिकाओं के बीच संचार.

कई प्रकार की कोशिकाओं की विशेषता उनकी सतह पर बड़ी संख्या में उभार, सिलवटों और माइक्रोविली की उपस्थिति होती है। वे कोशिका सतह क्षेत्र में उल्लेखनीय वृद्धि और चयापचय में सुधार के साथ-साथ व्यक्तिगत कोशिकाओं और एक-दूसरे के बीच मजबूत संबंध दोनों में योगदान करते हैं।

पादप कोशिकाओं में कोशिका झिल्ली के बाहर मोटी झिल्ली होती है, जो ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के नीचे स्पष्ट रूप से दिखाई देती है, जिसमें फाइबर (सेलूलोज़) होता है। वे पौधों के ऊतकों (लकड़ी) के लिए एक मजबूत सहारा बनाते हैं।

कुछ जंतु कोशिकाओं में कोशिका झिल्ली के शीर्ष पर कई बाहरी संरचनाएँ भी स्थित होती हैं और उनकी प्रकृति सुरक्षात्मक होती है। एक उदाहरण कीट पूर्णांक कोशिकाओं का चिटिन है।

कोशिका झिल्ली के कार्य (संक्षेप में)

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 एक झिल्ली की पारगम्यता उनके आकार, विद्युत आवेश और रासायनिक गुणों पर निर्भर करती है। चयनात्मक पारगम्यता यह सुनिश्चित करती है कि कोशिका और सेलुलर डिब्बों को पर्यावरण से अलग किया जाए और आवश्यक पदार्थों की आपूर्ति की जाए।
• 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 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 का एक प्रकार सुगम प्रसार 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 उसमें से 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 एक 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 हैं, 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।

यह सभी देखें

साहित्य

• एंटोनोव वी.एफ., स्मिरनोवा ई.एन., शेवचेंको ई.वी.चरण संक्रमण के दौरान लिपिड झिल्ली। - एम.: नौका, 1994।
• जेनिस आर.बायोमेम्ब्रेन। आणविक संरचना और कार्य: अंग्रेजी से अनुवाद। = बायोमेम्ब्रेंस. आणविक संरचना और कार्य (रॉबर्ट बी. गेनिस द्वारा)। - पहला संस्करण। - एम.: मीर, 1997. - आईएसबीएन 5-03-002419-0
• इवानोव वी.जी., बेरेस्टोव्स्की टी.एन.जैविक झिल्लियों की लिपिड बाईलेयर। - एम.: नौका, 1982।
• रुबिन ए.बी.बायोफिज़िक्स, 2 खंडों में पाठ्यपुस्तक। - तीसरा संस्करण, संशोधित और विस्तारित। - एम.: मॉस्को यूनिवर्सिटी पब्लिशिंग हाउस, 2004. -

कोशिका झिल्ली की छवि. छोटी नीली और सफेद गेंदें लिपिड के हाइड्रोफिलिक सिर से मेल खाती हैं, और उनसे जुड़ी रेखाएं हाइड्रोफोबिक 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।

बायोमेम्ब्रेंस के 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 एक झिल्ली की पारगम्यता उनके आकार, विद्युत आवेश और रासायनिक गुणों पर निर्भर करती है। चयनात्मक पारगम्यता यह सुनिश्चित करती है कि कोशिका और सेलुलर डिब्बों को पर्यावरण से अलग किया जाए और आवश्यक पदार्थों की आपूर्ति की जाए।

• 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, चयापचय के अंतिम उत्पादों को हटाना, विभिन्न पदार्थों का स्राव, आयन ग्रेडिएंट का निर्माण, कोशिका में उचित पीएच और आयनिक एकाग्रता का रखरखाव, जो सेलुलर एंजाइमों के कामकाज के लिए आवश्यक हैं।

वे कण जो किसी कारण से फॉस्फोलिपिड बाईलेयर को पार करने में सक्षम नहीं 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 इसके लिए आवश्यक हैं कोशिका, विशेष वाहक प्रोटीन (ट्रांसपोर्टर्स) और चैनल प्रोटीन या एंडोसाइटोसिस के माध्यम से झिल्ली में प्रवेश कर सकती है।

निष्क्रिय परिवहन के दौरान, पदार्थ प्रसार द्वारा, ऊर्जा की खपत के बिना लिपिड बाईलेयर को पार करते हैं। इस तंत्र का एक प्रकार सुगम प्रसार 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 उसमें से 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 एक 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 हैं, 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। कोशिका का बाहरी भाग तथाकथित प्लाज्मा झिल्ली से घिरा होता है। 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 एक प्रकार का मार्ग बनाते हुए, झिल्ली में प्रवेश करते 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।

लिंक

• ब्रूस अल्बर्ट्स, और अन्य।कोशिका का आणविक जीवविज्ञान। - 5वां संस्करण। - न्यूयॉर्क: गारलैंड साइंस, 2007। - आईएसबीएन 0-8153-3218-1 - अंग्रेजी में आणविक जीव विज्ञान पर पाठ्यपुस्तक। भाषा

• रुबिन ए.बी.बायोफिज़िक्स, 2 खंडों में पाठ्यपुस्तक। . - तीसरा संस्करण, संशोधित और विस्तारित। - मॉस्को: मॉस्को यूनिवर्सिटी पब्लिशिंग हाउस, 2004। - आईएसबीएन 5-211-06109-8

• जेनिस आर.बायोमेम्ब्रेन। आणविक संरचना और कार्य: अंग्रेजी से अनुवाद। = बायोमेम्ब्रेंस. आणविक संरचना और कार्य (रॉबर्ट बी. गेनिस द्वारा)। - पहला संस्करण। - मॉस्को: मीर, 1997. - आईएसबीएन 5-03-002419-0

• इवानोव वी.जी., बेरेस्टोव्स्की टी.एन.जैविक झिल्लियों की लिपिड बाईलेयर। - मॉस्को: विज्ञान, 1982।

• एंटोनोव वी.एफ., स्मिरनोवा ई.एन., शेवचेंको ई.वी.चरण संक्रमण के दौरान लिपिड झिल्ली। - मॉस्को: विज्ञान, 1994।

यह सभी देखें

• व्लादिमीरोव यू., रोग प्रक्रियाओं के दौरान जैविक झिल्लियों के घटकों को नुकसान

विकिमीडिया फ़ाउंडेशन. 2010.

कक्ष- ऊतकों और अंगों की एक स्व-विनियमन संरचनात्मक और कार्यात्मक इकाई। अंगों और ऊतकों की संरचना का सेलुलर सिद्धांत 1839 में श्लेडेन और श्वान द्वारा विकसित किया गया था। इसके बाद, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और अल्ट्रासेंट्रीफ्यूजेशन की मदद से, जानवरों और पौधों की कोशिकाओं के सभी मुख्य अंगों की संरचना को स्पष्ट करना संभव हो गया (चित्र)। 1).

चावल। 1. पशु कोशिका की संरचना की योजना

कोशिका के मुख्य भाग साइटोप्लाज्म और केन्द्रक हैं। प्रत्येक कोशिका एक बहुत पतली झिल्ली से घिरी होती है जो इसकी सामग्री को सीमित करती है।

कोशिका झिल्ली कहलाती है प्लाज्मा झिल्लीऔर चयनात्मक पारगम्यता की विशेषता है। यह गुण आवश्यक पोषक तत्वों और रासायनिक तत्वों को कोशिका में प्रवेश करने और अतिरिक्त उत्पादों को इसे छोड़ने की अनुमति देता है। प्लाज्मा झिल्ली में विशिष्ट प्रोटीन युक्त लिपिड अणुओं की दो परतें होती हैं। मुख्य झिल्लीदार लिपिड फॉस्फोलिपिड हैं। इनमें फॉस्फोरस, एक ध्रुवीय सिर और लंबी श्रृंखला वाले फैटी एसिड की दो गैर-ध्रुवीय पूंछ होती हैं। झिल्ली लिपिड में कोलेस्ट्रॉल और कोलेस्ट्रॉल एस्टर शामिल हैं। संरचना के तरल मोज़ेक मॉडल के अनुसार, झिल्लियों में प्रोटीन और लिपिड अणुओं का समावेश होता है जो बाइलेयर के सापेक्ष मिश्रित हो सकते हैं। किसी भी पशु कोशिका की प्रत्येक प्रकार की झिल्ली की अपनी अपेक्षाकृत स्थिर लिपिड संरचना होती है।

झिल्ली प्रोटीन को उनकी संरचना के अनुसार दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है: अभिन्न और परिधीय। परिधीय प्रोटीन को झिल्ली को नष्ट किए बिना उससे हटाया जा सकता है। झिल्ली प्रोटीन चार प्रकार के होते हैं: परिवहन प्रोटीन, एंजाइम, रिसेप्टर्स और संरचनात्मक प्रोटीन। कुछ झिल्ली प्रोटीन में एंजाइमेटिक गतिविधि होती है, अन्य कुछ पदार्थों को बांधते हैं और कोशिका में उनके परिवहन की सुविधा प्रदान करते हैं। प्रोटीन झिल्लियों में पदार्थों की आवाजाही के लिए कई रास्ते प्रदान करते हैं: वे कई प्रोटीन उपइकाइयों से मिलकर बड़े छिद्र बनाते हैं जो पानी के अणुओं और आयनों को कोशिकाओं के बीच स्थानांतरित करने की अनुमति देते हैं; कुछ शर्तों के तहत झिल्ली में कुछ प्रकार के आयनों की आवाजाही के लिए विशेषीकृत आयन चैनल बनाते हैं। संरचनात्मक प्रोटीन आंतरिक लिपिड परत से जुड़े होते हैं और कोशिका के साइटोस्केलेटन प्रदान करते हैं। साइटोस्केलेटन कोशिका झिल्ली को यांत्रिक शक्ति प्रदान करता है। विभिन्न झिल्लियों में, प्रोटीन द्रव्यमान का 20 से 80% तक होता है। झिल्ली प्रोटीन पार्श्व तल में स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं।

झिल्ली में कार्बोहाइड्रेट भी होते हैं जो सहसंयोजक रूप से लिपिड या प्रोटीन से बंधे हो सकते हैं। झिल्ली कार्बोहाइड्रेट तीन प्रकार के होते हैं: ग्लाइकोलिपिड्स (गैंग्लियोसाइड्स), ग्लाइकोप्रोटीन और प्रोटीयोग्लाइकेन्स। अधिकांश झिल्लीदार लिपिड तरल अवस्था में होते हैं और उनमें एक निश्चित तरलता होती है, अर्थात। एक क्षेत्र से दूसरे क्षेत्र में जाने की क्षमता। झिल्ली के बाहरी तरफ रिसेप्टर साइटें होती हैं जो विभिन्न हार्मोनों को बांधती हैं। झिल्ली के अन्य विशिष्ट क्षेत्र कुछ प्रोटीन और विभिन्न जैविक रूप से सक्रिय यौगिकों को पहचान और बांध नहीं सकते हैं जो इन कोशिकाओं के लिए विदेशी हैं।

कोशिका का आंतरिक स्थान साइटोप्लाज्म से भरा होता है, जिसमें सेलुलर चयापचय की अधिकांश एंजाइम-उत्प्रेरित प्रतिक्रियाएं होती हैं। साइटोप्लाज्म में दो परतें होती हैं: आंतरिक एक, जिसे एंडोप्लाज्म कहा जाता है, और परिधीय एक, एक्टोप्लाज्म, जिसमें उच्च चिपचिपापन होता है और कणिकाओं से रहित होता है। साइटोप्लाज्म में कोशिका या अंगक के सभी घटक शामिल होते हैं। कोशिकांगों में सबसे महत्वपूर्ण हैं एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, राइबोसोम, माइटोकॉन्ड्रिया, गोल्गी तंत्र, लाइसोसोम, माइक्रोफिलामेंट्स और माइक्रोट्यूब्यूल्स, पेरोक्सीसोम।

अन्तः प्रदव्ययी जलिकापरस्पर जुड़े चैनलों और गुहाओं की एक प्रणाली है जो संपूर्ण साइटोप्लाज्म में प्रवेश करती है। यह पर्यावरण से और कोशिकाओं के अंदर पदार्थों के परिवहन को सुनिश्चित करता है। एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम इंट्रासेल्युलर सीए 2+ आयनों के लिए एक डिपो के रूप में भी कार्य करता है और कोशिका में लिपिड संश्लेषण की मुख्य साइट के रूप में कार्य करता है।

राइबोसोम - 10-25 एनएम व्यास वाले सूक्ष्म गोलाकार कण। राइबोसोम स्वतंत्र रूप से साइटोप्लाज्म में स्थित होते हैं या एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम और परमाणु झिल्ली की झिल्लियों की बाहरी सतह से जुड़े होते हैं। वे दूत के साथ बातचीत करते हैं और आरएनए का परिवहन करते हैं, और उनमें प्रोटीन संश्लेषण होता है। वे प्रोटीन को संश्लेषित करते हैं जो सिस्टर्न या गोल्गी तंत्र में प्रवेश करते हैं और फिर बाहर निकल जाते हैं। राइबोसोम, साइटोप्लाज्म में स्वतंत्र रूप से स्थित होते हैं, कोशिका द्वारा उपयोग के लिए प्रोटीन का संश्लेषण करते हैं, और एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम से जुड़े राइबोसोम प्रोटीन का उत्पादन करते हैं जो कोशिका से उत्सर्जित होता है। राइबोसोम विभिन्न कार्यात्मक प्रोटीनों को संश्लेषित करते हैं: वाहक प्रोटीन, एंजाइम, रिसेप्टर्स, साइटोस्केलेटल प्रोटीन।

गॉल्जीकायनलिकाओं, कुंडों और पुटिकाओं की एक प्रणाली द्वारा निर्मित। यह एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम से जुड़ा हुआ है, और यहां प्रवेश करने वाले जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ स्रावी पुटिकाओं में संकुचित रूप में संग्रहीत होते हैं। उत्तरार्द्ध लगातार गोल्गी तंत्र से अलग हो जाते हैं, कोशिका झिल्ली में ले जाए जाते हैं और इसके साथ विलय हो जाते हैं, और पुटिकाओं में मौजूद पदार्थ एक्सोसाइटोसिस की प्रक्रिया के माध्यम से कोशिका से निकाल दिए जाते हैं।

लाइसोसोम -झिल्ली से घिरे कण 0.25-0.8 माइक्रोन मापते हैं। उनमें प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड, वसा, न्यूक्लिक एसिड, बैक्टीरिया और कोशिकाओं के टूटने में शामिल कई एंजाइम होते हैं।

पेरोक्सीसोम्सचिकनी एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम से निर्मित, लाइसोसोम जैसा दिखता है और इसमें एंजाइम होते हैं जो हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन को उत्प्रेरित करते हैं, जो पेरोक्सीडेस और कैटालेज़ के प्रभाव में टूट जाता है।

माइटोकॉन्ड्रियाइनमें बाहरी और भीतरी झिल्लियाँ होती हैं और ये कोशिका का "ऊर्जा केंद्र" होती हैं। माइटोकॉन्ड्रिया दोहरी झिल्ली वाली गोल या लम्बी संरचनाएँ हैं। आंतरिक झिल्ली माइटोकॉन्ड्रिया - क्राइस्टे में उभरी हुई सिलवटों का निर्माण करती है। उनमें एटीपी संश्लेषण होता है, क्रेब्स चक्र सब्सट्रेट्स का ऑक्सीकरण और कई जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं। माइटोकॉन्ड्रिया में उत्पादित एटीपी अणु कोशिका के सभी भागों में फैल जाते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया में थोड़ी मात्रा में डीएनए, आरएनए और राइबोसोम होते हैं और उनकी भागीदारी से नए माइटोकॉन्ड्रिया का नवीनीकरण और संश्लेषण होता है।

माइक्रोफिलामेंट्सवे मायोसिन और एक्टिन से बने पतले प्रोटीन तंतु होते हैं और कोशिका के संकुचनशील तंत्र का निर्माण करते हैं। माइक्रोफिलामेंट्स कोशिका झिल्ली के सिलवटों या उभारों के निर्माण के साथ-साथ कोशिकाओं के भीतर विभिन्न संरचनाओं की गति में शामिल होते हैं।

सूक्ष्मनलिकाएंसाइटोस्केलेटन का आधार बनाते हैं और उसे मजबूती प्रदान करते हैं। साइटोस्केलेटन कोशिकाओं को उनकी विशिष्ट उपस्थिति और आकार देता है और इंट्रासेल्युलर ऑर्गेनेल और विभिन्न निकायों के जुड़ाव के लिए एक साइट के रूप में कार्य करता है। तंत्रिका कोशिकाओं में, सूक्ष्मनलिकाएं के बंडल कोशिका शरीर से अक्षतंतु के अंत तक पदार्थों के परिवहन में शामिल होते हैं। उनकी भागीदारी से, कोशिका विभाजन के दौरान माइटोटिक स्पिंडल कार्य करता है। वे यूकेरियोट्स में विली और फ्लैगेल्ला में मोटर तत्वों की भूमिका निभाते हैं।

मुख्यकोशिका की मुख्य संरचना है, वंशानुगत विशेषताओं के संचरण और प्रोटीन के संश्लेषण में भाग लेती है। केंद्रक एक परमाणु झिल्ली से घिरा होता है जिसमें कई परमाणु छिद्र होते हैं जिसके माध्यम से केंद्रक और साइटोप्लाज्म के बीच विभिन्न पदार्थों का आदान-प्रदान होता है। इसके अंदर एक न्यूक्लियोलस होता है। राइबोसोमल आरएनए और हिस्टोन प्रोटीन के संश्लेषण में न्यूक्लियोलस की महत्वपूर्ण भूमिका स्थापित की गई है। नाभिक के शेष भागों में क्रोमैटिन होता है, जिसमें डीएनए, आरएनए और कई विशिष्ट प्रोटीन होते हैं।

कोशिका झिल्ली के कार्य

कोशिका झिल्ली अंतःकोशिकीय और अंतरकोशिकीय चयापचय के नियमन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। उनमें चयनात्मक पारगम्यता होती है। उनकी विशिष्ट संरचना उन्हें बाधा, परिवहन और नियामक कार्य प्रदान करने की अनुमति देती है।

बैरियर फ़ंक्शनयह झिल्ली के माध्यम से पानी में घुले यौगिकों के प्रवेश को सीमित करने में प्रकट होता है। झिल्ली बड़े प्रोटीन अणुओं और कार्बनिक आयनों के लिए अभेद्य है।

विनियामक कार्यझिल्ली का काम रासायनिक, जैविक और यांत्रिक प्रभावों के जवाब में इंट्रासेल्युलर चयापचय को विनियमित करना है। एंजाइम गतिविधि में बाद के बदलाव के साथ विशेष झिल्ली रिसेप्टर्स द्वारा विभिन्न प्रभावों को महसूस किया जाता है।

परिवहन कार्यजैविक झिल्लियों के माध्यम से निष्क्रिय रूप से (प्रसार, निस्पंदन, परासरण) या सक्रिय परिवहन का उपयोग करके किया जा सकता है।

प्रसार -किसी गैस या घुलनशील पदार्थ की सांद्रता और विद्युत रासायनिक प्रवणता के साथ गति। प्रसार की दर कोशिका झिल्ली की पारगम्यता, साथ ही अनावेशित कणों के लिए सांद्रण प्रवणता और आवेशित कणों के लिए विद्युत और सांद्रण प्रवणता पर निर्भर करती है। सरल विस्तारलिपिड बाइलेयर या चैनलों के माध्यम से होता है। आवेशित कण विद्युत रासायनिक प्रवणता के अनुसार चलते हैं, और अनावेशित कण रासायनिक प्रवणता के अनुसार चलते हैं। उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन, स्टेरॉयड हार्मोन, यूरिया, अल्कोहल आदि सरल प्रसार द्वारा झिल्ली की लिपिड परत में प्रवेश करते हैं। विभिन्न आयन और कण चैनलों के माध्यम से चलते हैं। आयन चैनल प्रोटीन द्वारा बनते हैं और गेटेड और अनगेटेड चैनल में विभाजित होते हैं। चयनात्मकता के आधार पर, आयन-चयनात्मक केबलों के बीच अंतर किया जाता है, जो केवल एक आयन को गुजरने की अनुमति देते हैं, और जिन चैनलों में चयनात्मकता नहीं होती है। चैनलों में एक छिद्र और एक चयनात्मक फ़िल्टर होता है, और नियंत्रित चैनलों में एक गेट तंत्र होता है।

सुविधा विसरण -एक प्रक्रिया जिसमें पदार्थों को विशेष झिल्ली परिवहन प्रोटीन का उपयोग करके झिल्ली के पार ले जाया जाता है। इस प्रकार, अमीनो एसिड और मोनोसेकेराइड कोशिका में प्रवेश करते हैं। इस प्रकार का परिवहन बहुत तेजी से होता है।

परासरण -झिल्ली के माध्यम से कम आसमाटिक दबाव वाले घोल से उच्च आसमाटिक दबाव वाले घोल की ओर पानी की गति।

सक्रिय ट्रांसपोर्ट -परिवहन ATPases (आयन पंप) का उपयोग करके एक सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध पदार्थों का परिवहन। यह स्थानांतरण ऊर्जा के व्यय के साथ होता है।

Na + /K + -, Ca 2+ - और H + -पंपों का काफी हद तक अध्ययन किया गया है। पंप कोशिका झिल्ली पर स्थित होते हैं।

एक प्रकार का सक्रिय परिवहन है एंडोसाइटोसिसऔर एक्सोसाइटोसिसइन तंत्रों का उपयोग करके, बड़े पदार्थ (प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड, न्यूक्लिक एसिड) जिन्हें चैनलों के माध्यम से नहीं ले जाया जा सकता है, ले जाया जाता है। यह परिवहन आंतों के उपकला कोशिकाओं, वृक्क नलिकाओं और संवहनी एंडोथेलियम में अधिक आम है।

परएन्डोसाइटोसिस में, कोशिका झिल्ली कोशिका में आक्रमण बनाती है, जो मुक्त होने पर पुटिकाओं में बदल जाती है। एक्सोसाइटोसिस के दौरान, पुटिकाओं को उनकी सामग्री के साथ कोशिका झिल्ली में स्थानांतरित कर दिया जाता है और इसके साथ विलय कर दिया जाता है, और पुटिकाओं की सामग्री को बाह्य कोशिकीय वातावरण में छोड़ दिया जाता है।

कोशिका झिल्ली की संरचना एवं कार्य

जीवित कोशिकाओं में विद्युत क्षमता के अस्तित्व को सुनिश्चित करने वाली प्रक्रियाओं को समझने के लिए, आपको सबसे पहले कोशिका झिल्ली की संरचना और उसके गुणों को समझना होगा।

वर्तमान में, सबसे व्यापक रूप से स्वीकृत झिल्ली का तरल मोज़ेक मॉडल है, जिसे 1972 में एस. सिंगर और जी. निकोलसन द्वारा प्रस्तावित किया गया था। झिल्ली फॉस्फोलिपिड्स (बाईलेयर) की दोहरी परत पर आधारित है, जिसके अणु के हाइड्रोफोबिक टुकड़े हैं झिल्ली की मोटाई में डूबे हुए, और ध्रुवीय हाइड्रोफिलिक समूह बाहर की ओर उन्मुख होते हैं। आसपास के जलीय वातावरण में (चित्र 2)।

झिल्ली प्रोटीन झिल्ली की सतह पर स्थानीयकृत होते हैं या हाइड्रोफोबिक क्षेत्र में अलग-अलग गहराई तक एम्बेडेड हो सकते हैं। कुछ प्रोटीन झिल्ली को फैलाते हैं, और एक ही प्रोटीन के विभिन्न हाइड्रोफिलिक समूह कोशिका झिल्ली के दोनों किनारों पर पाए जाते हैं। प्लाज्मा झिल्ली में पाए जाने वाले प्रोटीन बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं: वे आयन चैनलों के निर्माण में भाग लेते हैं, झिल्ली पंप और विभिन्न पदार्थों के ट्रांसपोर्टर की भूमिका निभाते हैं, और एक रिसेप्टर कार्य भी कर सकते हैं।

कोशिका झिल्ली के मुख्य कार्य: बाधा, परिवहन, नियामक, उत्प्रेरक।

बाधा कार्य झिल्ली के माध्यम से पानी में घुलनशील यौगिकों के प्रसार को सीमित करना है, जो कोशिकाओं को विदेशी, विषाक्त पदार्थों से बचाने और कोशिकाओं के अंदर विभिन्न पदार्थों की अपेक्षाकृत स्थिर सामग्री को बनाए रखने के लिए आवश्यक है। इस प्रकार, कोशिका झिल्ली विभिन्न पदार्थों के प्रसार को 100,000-10,000,000 गुना तक धीमा कर सकती है।

चावल। 2. सिंगर-निकोलसन झिल्ली के तरल-मोज़ेक मॉडल का त्रि-आयामी आरेख

लिपिड बाइलेयर में एम्बेडेड गोलाकार अभिन्न प्रोटीन दर्शाए गए हैं। कुछ प्रोटीन आयन चैनल होते हैं, अन्य (ग्लाइकोप्रोटीन) में ऑलिगोसेकेराइड साइड चेन होते हैं जो एक दूसरे के बीच और अंतरकोशिकीय ऊतक में कोशिकाओं की पहचान में शामिल होते हैं। कोलेस्ट्रॉल के अणु फॉस्फोलिपिड शीर्षों से निकटता से जुड़े होते हैं और "पूंछ" के आसन्न वर्गों को ठीक करते हैं। फॉस्फोलिपिड अणु की पूंछ के आंतरिक भाग अपनी गति में सीमित नहीं हैं और झिल्ली की तरलता के लिए जिम्मेदार हैं (ब्रेत्शर, 1985)

झिल्ली में चैनल होते हैं जिनके माध्यम से आयन प्रवेश करते हैं। चैनल वोल्टेज पर निर्भर या संभावित स्वतंत्र हो सकते हैं। वोल्टेज पर निर्भर चैनलजब संभावित अंतर बदलता है तो खोलें, और संभावित स्वतंत्र(हार्मोन-विनियमित) तब खुलता है जब रिसेप्टर्स पदार्थों के साथ बातचीत करते हैं। गेटों की बदौलत चैनल खोले या बंद किए जा सकते हैं। झिल्ली में दो प्रकार के द्वार बने होते हैं: सक्रियण(चैनल की गहराई में) और निष्क्रियता(चैनल की सतह पर). गेट तीन अवस्थाओं में से एक में हो सकता है:

• खुली अवस्था (दोनों प्रकार के द्वार खुले हैं);
• बंद अवस्था (सक्रियण गेट बंद);
• निष्क्रियता अवस्था (निष्क्रियता द्वार बंद)।

झिल्लियों की एक अन्य विशेषता अकार्बनिक आयनों, पोषक तत्वों और विभिन्न चयापचय उत्पादों को चुनिंदा रूप से परिवहन करने की क्षमता है। पदार्थों के निष्क्रिय और सक्रिय स्थानांतरण (परिवहन) की प्रणालियाँ हैं। निष्क्रियपरिवहन आयन चैनलों के माध्यम से वाहक प्रोटीन की मदद से या उसके बिना होता है, और इसकी प्रेरक शक्ति इंट्रा- और बाह्य कोशिकीय स्थान के बीच आयनों की विद्युत रासायनिक क्षमता में अंतर है। आयन चैनलों की चयनात्मकता उसके ज्यामितीय मापदंडों और चैनल की दीवारों और उसके मुंह के अस्तर वाले समूहों की रासायनिक प्रकृति से निर्धारित होती है।

वर्तमान में, सबसे अच्छी तरह से अध्ययन किए गए चैनल वे हैं जो Na +, K +, Ca 2+ आयनों और पानी (तथाकथित एक्वापोरिन) के लिए चुनिंदा रूप से पारगम्य हैं। विभिन्न अध्ययनों के अनुसार, आयन चैनलों का व्यास 0.5-0.7 एनएम है। चैनल की क्षमता अलग-अलग हो सकती है; प्रति सेकंड 10 7 - 10 8 आयन एक आयन चैनल से गुजर सकते हैं।

सक्रियपरिवहन ऊर्जा के व्यय के साथ होता है और तथाकथित आयन पंपों द्वारा किया जाता है। आयन पंप एक झिल्ली में अंतर्निहित आणविक प्रोटीन संरचनाएं हैं जो आयनों को उच्च विद्युत रासायनिक क्षमता की ओर ले जाती हैं।

पंप एटीपी हाइड्रोलिसिस की ऊर्जा का उपयोग करके संचालित होते हैं। वर्तमान में, Na+/K+ - ATPase, Ca 2+ - ATPase, H + - ATPase, H + /K + - ATPase, Mg 2+ - ATPase, जो क्रमशः Na +, K +, Ca 2+ आयनों की गति सुनिश्चित करते हैं। , अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है, H+, Mg 2+ पृथक या संयुग्मित (Na+ और K+; H+ और K+)। सक्रिय परिवहन का आणविक तंत्र पूरी तरह से समझा नहीं गया है।