प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स की कोशिका संरचना की तुलनात्मक विशेषताएं। प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स की तुलना यूकेरियोट्स के विभिन्न साम्राज्यों की कोशिकाओं की तुलना तालिका 9

बैक्टीरिया, पौधों और जानवरों की कोशिका संरचना की तुलना सेलुलर संरचनाकार्य बैक्टीरिया पौधे पशु नाभिक वंशानुगत जानकारी का भंडारण, आरएनए संश्लेषण नहीं हाँ हाँ गुणसूत्र वंशानुगत सामग्री जिसमें रैखिक डीएनए शामिल है नहीं हाँ ... विकिपीडिया

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कोशिका सभी जीवित जीवों की संरचना और महत्वपूर्ण गतिविधि की एक प्राथमिक इकाई है (वायरस को छोड़कर, जिन्हें अक्सर जीवन के गैर-सेलुलर रूपों के रूप में जाना जाता है), इसका अपना चयापचय होता है, जो स्वतंत्र अस्तित्व में सक्षम है, ... ... विकिपीडिया

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प्रत्येक कोशिका में अनेक होते हैं रासायनिक तत्वविभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं में शामिल। किसी कोशिका में होने वाली रासायनिक प्रक्रियाएं उसके जीवन, विकास और कामकाज के लिए मुख्य स्थितियों में से एक हैं। कोशिका में कुछ रासायनिक तत्व... विकिपीडिया

उत्पत्ति की एकता के बावजूद, इन संरचनाओं में महत्वपूर्ण अंतर हैं।

कोशिका संरचना की सामान्य योजना

कोशिकाओं पर विचार करते समय सबसे पहले उनके विकास और संरचना के मूल पैटर्न को याद रखना आवश्यक है। उनके पास है सामान्य सुविधाएंसंरचनाएं, और सतह संरचनाओं, साइटोप्लाज्म और स्थायी संरचनाओं - ऑर्गेनेल से मिलकर बनती हैं। जीवन गतिविधि के परिणामस्वरूप, वे संग्रह करते हैं कार्बनिक पदार्थ, जिन्हें समावेशन कहा जाता है। मातृ कोशिकाओं के विभाजन के परिणामस्वरूप नई कोशिकाएँ उत्पन्न होती हैं। इस प्रक्रिया के दौरान, एक मूल संरचना से दो या दो से अधिक युवा संरचनाएं बनाई जा सकती हैं, जो मूल संरचनाओं की सटीक आनुवंशिक प्रति होती हैं। कोशिकाएँ, अपनी संरचनात्मक विशेषताओं और कार्यों में एकसमान होकर, ऊतकों में संयुक्त हो जाती हैं। इन्हीं संरचनाओं से अंगों और उनकी प्रणालियों का निर्माण होता है।

पौधे और पशु कोशिकाओं की तुलना: तालिका

तालिका पर आप दोनों श्रेणियों की कोशिकाओं में सभी समानताएं और अंतर आसानी से देख सकते हैं।

मुख्य अंतर

पौधे की तुलना और पशु सेलउनकी संरचना की विशेषताओं और इसलिए जीवन प्रक्रियाओं में कई अंतरों को इंगित करता है। तो, एकता के बावजूद सामान्य योजना, उनका सतह उपकरण रासायनिक संरचना में भिन्न होता है। सेलूलोज़, जो पौधों की कोशिका भित्ति का हिस्सा है, उन्हें देता है स्थायी रूप. इसके विपरीत, पशु ग्लाइकोकैलिक्स एक पतली लोचदार परत है। हालाँकि, इन कोशिकाओं और उनके द्वारा बनाए गए जीवों के बीच सबसे महत्वपूर्ण बुनियादी अंतर उनके भोजन करने का तरीका है। पौधों के कोशिका द्रव्य में हरे प्लास्टिड होते हैं जिन्हें क्लोरोप्लास्ट कहा जाता है। उनकी आंतरिक सतह पर, एक जटिल रासायनिक प्रतिक्रिया होती है, जो पानी और कार्बन डाइऑक्साइड को मोनोसेकेराइड में परिवर्तित करती है। यह प्रक्रिया केवल सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में ही संभव है और इसे प्रकाश संश्लेषण कहा जाता है। प्रतिक्रिया का उपोत्पाद ऑक्सीजन है।

निष्कर्ष

इसलिए, हमने पौधों और जानवरों की कोशिकाओं, उनकी समानताओं और अंतरों की तुलना की है। सामान्य विशेषताएं संरचना योजना, रासायनिक प्रक्रियाएं और संरचना, विभाजन और हैं जेनेटिक कोड. साथ ही, पौधों और जानवरों की कोशिकाएं अपने द्वारा बनाए गए जीवों को पोषण देने के तरीके में मौलिक रूप से भिन्न होती हैं।

यद्यपि अधिकांश कोशिकाओं के बुनियादी संरचनात्मक तत्व समान हैं, जीवित प्रकृति के विभिन्न साम्राज्यों के प्रतिनिधियों की कोशिकाओं की संरचना में कुछ अंतर हैं।

संयंत्र कोशिकाओं:

• उनमें उनके लिए अद्वितीय विशेषताएं शामिल हैं प्लास्टिड- क्लोरोप्लास्ट, ल्यूकोप्लास्ट और क्रोमोप्लास्ट;
• घने से घिरा हुआ कोशिका भित्तिसेलूलोज़ से;
• पास होना कोशिका रस के साथ रिक्तिकाएँ.

रिक्तिका

इस रिक्तिका के खोल को टोनोप्लास्ट कहा जाता है, और इसकी सामग्री कोशिका रस होती है।

प्लास्टिड- ये पादप कोशिकाओं के अंग हैं दोहरी झिल्लीसंरचना (माइटोकॉन्ड्रिया की तरह)। माइटोकॉन्ड्रिया की तरह, प्लास्टिड में अपने स्वयं के डीएनए अणु होते हैं। इसलिए, वे कोशिका विभाजन की परवाह किए बिना स्वतंत्र रूप से प्रजनन करने में भी सक्षम हैं।

उनके रंग के आधार पर प्लास्टिडों को विभाजित किया जाता है ल्यूकोप्लास्ट, क्लोरोप्लास्टऔर क्रोमोप्लास्ट.
ल्यूकोप्लास्ट रंगहीन होते हैं और आमतौर पर पौधों के अप्रकाशित भागों में पाए जाते हैं (उदाहरण के लिए, आलू के कंदों में)। इनमें स्टार्च जमा हो जाता है। प्रकाश के संपर्क में आने पर, ल्यूकोप्लास्ट में हरा वर्णक क्लोरोफिल बनता है, जिसके कारण आलू के कंद हरे हो जाते हैं।

क्लोरोप्लास्ट - हरे प्लास्टिड जो प्रकाश संश्लेषक यूकेरियोट्स (पौधों) की कोशिकाओं में पाए जाते हैं। आमतौर पर, पौधे की पत्ती की एक कोशिका में 20 से 100 क्लोरोप्लास्ट होते हैं। क्लोरोप्लास्ट में क्लोरोफिल होता है और यह उनमें पाया जाता है प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया(यानी, सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा का एटीपी के मैक्रोर्जिक बांड की ऊर्जा में रूपांतरण और इस ऊर्जा का उपयोग करके हवा में कार्बन डाइऑक्साइड से कार्बोहाइड्रेट का संश्लेषण)।
क्लोरोप्लास्ट की चिकनी बाहरी झिल्ली के नीचे एक मुड़ी हुई आंतरिक झिल्ली होती है। आंतरिक क्लोरोप्लास्ट झिल्ली की परतों के बीच ढेर होते हैं ( अनाज) फ्लैट झिल्ली थैली ( थायलाकोइड्स). थायलाकोइड झिल्ली में क्लोरोफिल होता है, जिसमें एक विशेष रासायनिक संरचना होती है जो इसे प्रकाश क्वांटा को पकड़ने की अनुमति देती है।

ध्यान देना!

क्लोरोफिल प्रकाश ऊर्जा को एटीपी की रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए आवश्यक है।

ग्रेना के बीच क्लोरोप्लास्ट के आंतरिक स्थान में, कार्बोहाइड्रेट संश्लेषण होता है, जिसके लिए एटीपी ऊर्जा की खपत होती है।

क्रोमोप्लास्ट में लाल, नारंगी, बैंगनी रंग के वर्णक होते हैं। पीले फूल. ये प्लास्टिड विशेष रूप से फूलों की पंखुड़ियों और फलों के छिलकों की कोशिकाओं में असंख्य होते हैं।

पादप कोशिकाओं का मुख्य भण्डार पदार्थ है स्टार्च.

यू जानवरोंकोशिकाओंकोई सघन कोशिका भित्ति नहीं. वे घिरे हुए हैं कोशिका झिल्ली, जिसके माध्यम से पर्यावरण के साथ पदार्थों का आदान-प्रदान होता है। उनके बाहर प्लाज्मा झिल्लीस्थित glycocalyx.

glycocalyx- सुपरमेम्ब्रेन कॉम्प्लेक्स, पशु कोशिकाओं की विशेषता, कोशिकाओं के बीच संपर्कों के निर्माण में भाग लेना।

इसके अलावा, जानवरों की कोशिकाओं में कोई बड़ी रिक्तिकाएं नहीं होती हैं, लेकिन उनमें सेंट्रीओल्स होते हैं (कोशिका केंद्र में)और लाइसोसोम.

लाइसोसोम, सक्रिय रूप से पचाने की क्षमता रखते हैं पोषक तत्व, जीवन के दौरान मरने वाले कोशिका भागों, संपूर्ण कोशिकाओं और अंगों को हटाने में भाग लेते हैं।

कभी-कभी लाइसोसोम उसी कोशिका को नष्ट कर देते हैं जिसमें वे बने थे।

उदाहरण:

उदाहरण के लिए, लाइसोसोम धीरे-धीरे टैडपोल की पूंछ की सभी कोशिकाओं को पचा लेता है क्योंकि यह मेंढक में बदल जाता है। इस प्रकार, पोषक तत्वनष्ट नहीं होते, बल्कि मेंढक में नए अंगों के निर्माण पर खर्च होते हैं।

आंदोलन के अंग.कई पशु कोशिकाएँ गति करने में सक्षम हैं, उदाहरण के लिए, सिलिअट स्लिपर, ग्रीन यूग्लीना और बहुकोशिकीय जानवरों के शुक्राणु। इनमें से कुछ जीव विशेष लोकोमोटर ऑर्गेनेल का उपयोग करके चलते हैं - पलकेंऔर कशाभिका, जो कोशिका केंद्र के सेंट्रीओल्स के समान सूक्ष्मनलिकाएं द्वारा बनते हैं। फ्लैगेल्ला और सिलिया की गति सूक्ष्मनलिकाएं के एक-दूसरे से फिसलने के कारण होती है, जिससे ये अंग मुड़ जाते हैं। प्रत्येक सिलियम या फ्लैगेलम के आधार पर एक बेसल शरीर होता है, जो कोशिका के साइटोप्लाज्म में उन्हें मजबूत करता है। फ्लैगेल्ला और सिलिया के काम के लिए एटीपी ऊर्जा की खपत होती है।

कोशिका भित्ति: यूकेरियोट्स पौधों, कवक में पाया जाता है; पशुओं में पशुओं में अनुपस्थित। सेलूलोज़ (पौधों में) या चिटिन (कवक में) से मिलकर बनता है प्रोकैरियोट्स: हाँ। पॉलिमरिक प्रोटीन-कार्बोहाइड्रेट अणुओं से मिलकर बनता है

कोशिका (प्लाज्मा) झिल्ली।

केन्द्रक: यूकेरियोट्स में मौजूद और एक झिल्ली से घिरा हुआ। कोई परमाणु झिल्ली नहीं

प्रो और यूकेरियोट्स में साइटोप्लाज्म होता है

गुणसूत्रों में प्रोटीन होता है। प्रतिलेखन नाभिक में होता है, अनुवाद साइटोप्लाज्म.प्रोकैरियोट्स.रिंग में होता है; वस्तुतः कोई प्रोटीन नहीं होता। प्रतिलेखन और अनुवाद कोशिका द्रव्य में होता है

यूकेरियोट्स में एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ईआर) हाँ प्रोकैरियोट्स में नहीं

यूकेरियोट्स में राइबोसोम होते हैं, लेकिन वे आकार में छोटे होते हैं।

यूकेरियोट्स में गोल्गी कॉम्प्लेक्स हाँ प्रोकैरियोट्स में नहीं

यूकेरियोट्स में लाइसोसोम नहीं।

यूकेरियोट्स में माइटोकॉन्ड्रिया हाँ प्रोकैरियोट्स में नहीं

यूकेरियोट्स में अधिकांश कोशिकाओं में रिक्तिकाएँ नहीं होती हैं

यूकेरियोट्स में सिलिया और फ्लैगेल्ला उच्च पौधों को छोड़कर सभी जीवों में पाए जाते हैं, कुछ बैक्टीरिया में पाए जाते हैं

यूकेरियोट्स में क्लोरोप्लास्ट में ये होते हैं। हरे और बैंगनी रंग का प्रकाश संश्लेषण बैक्टीरियोक्लोरोफिल (वर्णक) में होता है

यूकेरियोट्स में माइक्रोट्यूब्यूल्स, माइक्रोफिलामेंट्स हाँ प्रोकैरियोट्स में नहीं

10. कोशिका की रासायनिक संरचना

कोशिकाओं में लगभग 60 तत्व पाये गये आवर्त सारणीमेंडेलीव, जो निर्जीव प्रकृति में भी पाए जाते हैं। यह सजीव और निर्जीव प्रकृति की समानता का एक प्रमाण है। जीवित जीवों में, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, कार्बन और नाइट्रोजन सबसे प्रचुर मात्रा में हैं, जो कोशिकाओं के द्रव्यमान का लगभग 98% बनाते हैं। यह हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, कार्बन और नाइट्रोजन के रासायनिक गुणों की ख़ासियत के कारण है, जिसके परिणामस्वरूप वे अणुओं के निर्माण के लिए सबसे उपयुक्त साबित हुए हैं। जैविक कार्य. ये चार तत्व दो परमाणुओं से संबंधित इलेक्ट्रॉनों को जोड़कर बहुत मजबूत सहसंयोजक बंधन बनाने में सक्षम हैं। सहसंयोजक रूप से बंधे कार्बन परमाणु अनगिनत विभिन्न कार्बनिक अणुओं की रूपरेखा बना सकते हैं। चूँकि कार्बन परमाणु आसानी से ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन और सल्फर के साथ सहसंयोजक बंधन बनाते हैं, कार्बनिक अणु असाधारण जटिलता और संरचनात्मक विविधता प्राप्त करते हैं।

ध्यान देने योग्य मात्रा में कोशिका में चार मुख्य तत्वों के अलावा (10 एसऔर 100 एस(प्रतिशत के अंश) में लोहा, पोटेशियम, सोडियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम, क्लोरीन, फॉस्फोरस और सल्फर होते हैं। अन्य सभी तत्व (जस्ता, तांबा, आयोडीन, फ्लोरीन, कोबाल्ट, मैंगनीज, आदि) कोशिका में बहुत कम मात्रा में पाए जाते हैं और इसलिए उन्हें सूक्ष्म तत्व कहा जाता है।

रासायनिक तत्व अकार्बनिक और कार्बनिक यौगिकों का हिस्सा हैं। को अकार्बनिक यौगिकपानी शामिल करें, खनिज लवण, कार्बन डाइऑक्साइड, अम्ल और क्षार। कार्बनिक यौगिक प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, कार्बोहाइड्रेट, वसा (लिपिड) और लिपोइड हैं। इनमें ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, कार्बन और नाइट्रोजन के अलावा अन्य तत्व भी हो सकते हैं। कुछ प्रोटीनों में सल्फर होता है। एक अभिन्न अंगन्यूक्लिक अम्ल फॉस्फोरस है। हीमोग्लोबिन अणु में लोहा शामिल होता है, मैग्नीशियम क्लोरोफिल अणु के निर्माण में शामिल होता है। सूक्ष्म तत्व, जीवित जीवों में उनकी बेहद कम सामग्री के बावजूद, जीवन प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। आयोडीन हार्मोन का हिस्सा है थाइरॉयड ग्रंथि- थायरोक्सिन, कोबाल्ट - विटामिन बी की संरचना में 12 . अग्न्याशय के आइलेट भाग के हार्मोन - इंसुलिन - में जिंक होता है। कुछ मछलियों में, ऑक्सीजन ले जाने वाले वर्णक अणुओं में तांबा लोहे की जगह ले लेता है।

11,अकार्बनिक पदार्थ

एन 2 O जीवित जीवों में सबसे आम यौगिक है। इसकी सामग्री में विभिन्न कोशिकाएँकाफी व्यापक रूप से भिन्न होता है: दांत के इनेमल में 10% से लेकर जेलिफ़िश के शरीर में 98% तक, लेकिन औसतन यह शरीर के वजन का लगभग 80% होता है। जीवन प्रक्रियाओं को सहारा देने में जल की अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका इसी के कारण है भौतिक और रासायनिक गुण. अणुओं की ध्रुवीयता और हाइड्रोजन बांड बनाने की क्षमता पानी को बड़ी संख्या में पदार्थों के लिए एक अच्छा विलायक बनाती है। किसी कोशिका में होने वाली अधिकांश रासायनिक प्रतिक्रियाएँ केवल में ही हो सकती हैं जलीय घोल. जल कई रासायनिक परिवर्तनों में भी शामिल होता है।

कुल गणनापानी के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बंधन टी के आधार पर बदलते हैं °. टी पर ° जब बर्फ पिघलती है, तो लगभग 15% हाइड्रोजन बांड नष्ट हो जाते हैं, t° 40°C पर - आधा। जब जा रहा हूँ गैसीय अवस्थासभी हाइड्रोजन बांड टूट गए हैं। यह उच्च की व्याख्या करता है विशिष्ट ऊष्मापानी। t° बदलते समय बाहरी वातावरणहाइड्रोजन बांड के टूटने या नए बनने के कारण पानी गर्मी को अवशोषित या छोड़ता है। इस प्रकार, कोशिका के अंदर तापमान में उतार-चढ़ाव अंदर की तुलना में छोटा हो जाता है पर्यावरण. वाष्पीकरण की उच्च ऊष्मा पौधों और जानवरों में ऊष्मा स्थानांतरण के कुशल तंत्र का आधार बनती है।

पानी एक विलायक के रूप में परासरण की घटना में भाग लेता है, जो शरीर की कोशिकाओं के जीवन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। ऑस्मोसिस किसी पदार्थ के घोल में अर्ध-पारगम्य झिल्ली के माध्यम से विलायक अणुओं का प्रवेश है। अर्ध-पारगम्य झिल्ली वे हैं जो विलायक अणुओं को गुजरने की अनुमति देती हैं, लेकिन विलेय अणुओं (या आयनों) को गुजरने की अनुमति नहीं देती हैं। इसलिए, परासरण समाधान की दिशा में पानी के अणुओं का एकतरफा प्रसार है।

खनिज लवण।

अधिकांश अकार्बनिक इन-इन कोशिकाएंविघटित अथवा ठोस अवस्था में लवण के रूप में पाया जाता है। कोशिका और उसके वातावरण में धनायनों और ऋणायनों की सांद्रता समान नहीं होती है। कोशिका में काफी मात्रा में K और काफी मात्रा में Na होता है। बाह्य कोशिकीय वातावरण में, उदाहरण के लिए रक्त प्लाज्मा में, में समुद्र का पानीइसके विपरीत, इसमें बहुत अधिक सोडियम और थोड़ा पोटेशियम होता है। कोशिका चिड़चिड़ापन Na+, K+, Ca2+, Mg2+ आयनों की सांद्रता के अनुपात पर निर्भर करता है। बहुकोशिकीय जानवरों के ऊतकों में, K बहुकोशिकीय पदार्थ का हिस्सा है जो कोशिकाओं के सामंजस्य और उनकी व्यवस्थित व्यवस्था को सुनिश्चित करता है। कोशिका में आसमाटिक दबाव और इसके बफरिंग गुण काफी हद तक लवण की सांद्रता पर निर्भर करते हैं। बफ़रिंग एक कोशिका की अपनी सामग्री की थोड़ी क्षारीय प्रतिक्रिया को स्थिर स्तर पर बनाए रखने की क्षमता है। कोशिका के अंदर बफरिंग मुख्य रूप से H2PO4 और HPO42- आयनों द्वारा प्रदान की जाती है। बाह्य कोशिकीय तरल पदार्थ और रक्त में, बफर की भूमिका H2CO3 और HCO3- द्वारा निभाई जाती है। आयन H आयनों और हाइड्रॉक्साइड आयनों (OH-) को बांधते हैं, जिसके कारण बाह्य तरल पदार्थों की कोशिका के अंदर की प्रतिक्रिया लगभग अपरिवर्तित रहती है। अघुलनशील खनिज लवण (उदाहरण के लिए, सीए फॉस्फेट) ताकत प्रदान करते हैं हड्डी का ऊतककशेरुक और मोलस्क के गोले।

12.कोशिका के कार्बनिक पदार्थ

गिलहरियाँ।

कोशिका के कार्बनिक पदार्थों में, प्रोटीन मात्रा (कोशिका के कुल द्रव्यमान का 10 - 12%) और महत्व दोनों में पहले स्थान पर हैं। प्रोटीन उच्च आणविक भार पॉलिमर हैं (साथ)। आणविक वजन 6000 से 1 मिलियन और उससे अधिक), जिसके मोनोमर्स अमीनो एसिड होते हैं। जीवित जीव 20 अमीनो एसिड का उपयोग करते हैं, हालांकि कई और भी हैं। किसी भी अमीनो एसिड में एक अमीनो समूह (-NH2) होता है, जिसमें मूल गुण होते हैं, और एक कार्बोक्सिल समूह (-COOH) होता है, जिसमें अम्लीय गुण होते हैं। दो अमीनो एसिड एक एचएन-सीओ बंधन स्थापित करके एक अणु में संयोजित होते हैं, जिससे एक पानी का अणु निकलता है। एक अमीनो एसिड के अमीनो समूह और दूसरे के कार्बोक्सिल समूह के बीच के बंधन को पेप्टाइड बंधन कहा जाता है। प्रोटीन पॉलीपेप्टाइड होते हैं जिनमें दसियों और सैकड़ों अमीनो एसिड होते हैं। विभिन्न प्रोटीनों के अणु आणविक भार, संख्या, अमीनो एसिड की संरचना और पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में उनके स्थान के क्रम में एक दूसरे से भिन्न होते हैं। इसलिए यह स्पष्ट है कि प्रोटीन अत्यंत विविध हैं, सभी प्रकार के जीवित जीवों में उनकी संख्या 1010 - 1012 अनुमानित है।

एक विशिष्ट क्रम में पेप्टाइड बांड द्वारा सहसंयोजक रूप से जुड़ी अमीनो एसिड इकाइयों की श्रृंखला को प्रोटीन की प्राथमिक संरचना कहा जाता है। कोशिकाओं में, प्रोटीन सर्पिल रूप से मुड़े हुए रेशों या गेंदों (ग्लोब्यूल्स) की तरह दिखते हैं। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि प्राकृतिक प्रोटीन में पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला को कड़ाई से परिभाषित तरीके से निर्धारित किया जाता है रासायनिक संरचनाइसके घटक अमीनो एसिड.

सबसे पहले, पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला एक सर्पिल में मुड़ जाती है। पड़ोसी मोड़ों के परमाणुओं के बीच आकर्षण होता है और हाइड्रोजन बांड बनते हैं, विशेष रूप से, NH- और के बीच सीओ समूह, आसन्न मोड़ों पर स्थित है। सर्पिल के रूप में मुड़ी हुई अमीनो एसिड की एक श्रृंखला प्रोटीन की द्वितीयक संरचना बनाती है। हेलिक्स के और अधिक मुड़ने के परिणामस्वरूप, प्रत्येक प्रोटीन के लिए विशिष्ट विन्यास उत्पन्न होता है, जिसे तृतीयक संरचना कहा जाता है। तृतीयक संरचना कुछ अमीनो एसिड में मौजूद हाइड्रोफोबिक रेडिकल्स और अमीनो एसिड सिस्टीन (एस-एस बांड) के एसएच समूहों के बीच सहसंयोजक बंधनों के बीच एकजुट बलों की कार्रवाई के कारण होती है। हाइड्रोफोबिक रेडिकल और सिस्टीन के साथ अमीनो एसिड की संख्या, साथ ही पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में उनकी व्यवस्था का क्रम, प्रत्येक प्रोटीन के लिए विशिष्ट है। नतीजतन, प्रोटीन की तृतीयक संरचना की विशेषताएं इसकी प्राथमिक संरचना से निर्धारित होती हैं। प्रोटीन केवल तृतीयक संरचना के रूप में जैविक गतिविधि प्रदर्शित करता है। इसलिए, पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में एक भी अमीनो एसिड को बदलने से प्रोटीन के विन्यास में बदलाव हो सकता है और इसकी जैविक गतिविधि में कमी या हानि हो सकती है।

कुछ मामलों में, प्रोटीन अणु एक दूसरे के साथ जुड़ते हैं और केवल कॉम्प्लेक्स के रूप में अपना कार्य कर सकते हैं। इस प्रकार, हीमोग्लोबिन चार अणुओं का एक जटिल है और केवल इसी रूप में यह ऑक्सीजन को जोड़ने और परिवहन करने में सक्षम है। ऐसे समुच्चय प्रोटीन की चतुर्धातुक संरचना का प्रतिनिधित्व करते हैं।

उनकी संरचना के आधार पर, प्रोटीन को दो मुख्य वर्गों में विभाजित किया जाता है - सरल और जटिल। सरल प्रोटीन में केवल अमीनो एसिड, न्यूक्लिक एसिड (न्यूक्लियोटाइड्स), लिपिड (लिपोप्रोटीन), मी (मेटालोप्रोटीन), पी (फॉस्फोप्रोटीन) होते हैं।

कोशिका में प्रोटीन के कार्य अत्यंत विविध होते हैं। सबसे महत्वपूर्ण में से एक निर्माण कार्य है: प्रोटीन सभी कोशिका झिल्ली और कोशिका अंग के साथ-साथ इंट्रासेल्युलर संरचनाओं के निर्माण में शामिल होते हैं। केवल महत्वपूर्णइसमें प्रोटीन की एंजाइमेटिक (उत्प्रेरक) भूमिका होती है। एन्जाइम तेज हो जाते हैं रासायनिक प्रतिक्रिएं, कोशिका में 10 और 100 मिलियन बार घटित होता है। मोटर फंक्शनविशेष सिकुड़ा प्रोटीन द्वारा प्रदान किया गया। ये प्रोटीन सभी प्रकार की गतिविधियों में शामिल होते हैं जो कोशिकाएं और जीव करने में सक्षम होते हैं: सिलिया की झिलमिलाहट और प्रोटोजोआ में फ्लैगेल्ला की धड़कन, जानवरों में मांसपेशियों का संकुचन, पौधों में पत्तियों की गति आदि। परिवहन कार्यप्रोटीन में रासायनिक तत्वों का योग होता है (उदाहरण के लिए, हीमोग्लोबिन O जोड़ता है) या जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ(हार्मोन) और उन्हें शरीर के ऊतकों और अंगों तक पहुंचाते हैं। शरीर में विदेशी प्रोटीन या कोशिकाओं के प्रवेश के जवाब में सुरक्षात्मक कार्य विशेष प्रोटीन के उत्पादन के रूप में व्यक्त किया जाता है, जिसे एंटीबॉडी कहा जाता है। एंटीबॉडीज़ बांधती हैं और बेअसर करती हैं विदेशी पदार्थ. प्रोटीन ऊर्जा के स्रोत के रूप में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। पूर्ण विभाजन के साथ 1 ग्रा. 17.6 kJ (~4.2 kcal) प्रोटीन निकलते हैं।

कार्बोहाइड्रेट।

कार्बोहाइड्रेट, या सैकेराइड, कार्बनिक पदार्थ हैं सामान्य सूत्र(CH2O)एन. अधिकांश कार्बोहाइड्रेट में पानी के अणुओं की तुलना में H परमाणुओं की संख्या O परमाणुओं की संख्या से दोगुनी होती है। इसीलिए इन पदार्थों को कार्बोहाइड्रेट कहा गया।

एक जीवित कोशिका में, कार्बोहाइड्रेट 1-2, कभी-कभी 5% (यकृत में, मांसपेशियों में) से अधिक मात्रा में नहीं पाए जाते हैं। पौधों की कोशिकाएं कार्बोहाइड्रेट में सबसे समृद्ध होती हैं, जहां कुछ मामलों में उनकी सामग्री शुष्क पदार्थ द्रव्यमान (बीज, आलू कंद, आदि) के 90% तक पहुंच जाती है।

कार्बोहाइड्रेट सरल और जटिल होते हैं। सरल कार्बोहाइड्रेटमोनोसैकेराइड कहलाते हैं। अणु में कार्बोहाइड्रेट परमाणुओं की संख्या के आधार पर, मोनोसेकेराइड को ट्रायोसेस, टेट्रोसेस, पेंटोज़ या हेक्सोज़ कहा जाता है। छह कार्बन मोनोसेकेराइड - हेक्सोज - में से सबसे महत्वपूर्ण ग्लूकोज, फ्रुक्टोज और गैलेक्टोज हैं। रक्त में ग्लूकोज (0.1-0.12%) होता है। पेंटोज़ राइबोज़ और डीऑक्सीराइबोज़ न्यूक्लिक एसिड और एटीपी में पाए जाते हैं। यदि दो मोनोसैकेराइड एक अणु में संयोजित होते हैं, तो यौगिक को डिसैकराइड कहा जाता है। गन्ने या चुकंदर से प्राप्त टेबल चीनी में ग्लूकोज का एक अणु और फ्रुक्टोज का एक अणु होता है, दूध की चीनी - ग्लूकोज और गैलेक्टोज का।

काम्प्लेक्स कार्बोहाइड्रेट्स अनेक मोनोसैकेराइडों द्वारा निर्मित पॉलीसैकेराइड कहलाते हैं। स्टार्च, ग्लाइकोजन, सेलूलोज़ जैसे पॉलीसेकेराइड का मोनोमर ग्लूकोज है।

कार्बोहाइड्रेट दो मुख्य कार्य करते हैं: निर्माण और ऊर्जा। सेलूलोज़ पादप कोशिकाओं की दीवारें बनाता है। जटिल पॉलीसेकेराइड चिटिन आर्थ्रोपोड्स के एक्सोस्केलेटन के मुख्य संरचनात्मक घटक के रूप में कार्य करता है। काइटिन कवक में निर्माण कार्य भी करता है। कार्बोहाइड्रेट कोशिका में ऊर्जा के मुख्य स्रोत की भूमिका निभाते हैं। ऑक्सीकरण प्रक्रिया के दौरान 1g. 17.6 kJ (~4.2 kcal) कार्बोहाइड्रेट निकलते हैं। पौधों में स्टार्च और जानवरों में ग्लाइकोजन कोशिकाओं में जमा होते हैं और ऊर्जा भंडार के रूप में काम करते हैं।

न्यूक्लिक एसिड।

कोशिका में न्यूक्लिक अम्ल का महत्व बहुत अधिक है। उनकी रासायनिक संरचना की विशिष्टताएं व्यक्तिगत विकास के एक निश्चित चरण में प्रत्येक ऊतक में संश्लेषित प्रोटीन अणुओं की संरचना के बारे में बेटी कोशिकाओं को जानकारी संग्रहीत करने, स्थानांतरित करने और विरासत में लेने की संभावना प्रदान करती हैं। चूँकि कोशिकाओं के अधिकांश गुण और विशेषताएँ प्रोटीन के कारण होती हैं, इसलिए यह स्पष्ट है कि न्यूक्लिक एसिड की स्थिरता होती है सबसे महत्वपूर्ण शर्तकोशिकाओं और संपूर्ण जीवों का सामान्य कामकाज। कोशिका संरचना या गतिविधि में कोई भी परिवर्तन शारीरिक प्रक्रियाएंउनमें, इस प्रकार जीवन गतिविधि प्रभावित होती है। न्यूक्लिक एसिड की संरचना का अध्ययन जीवों में लक्षणों की विरासत और व्यक्तिगत कोशिकाओं और सेलुलर प्रणालियों - ऊतकों और अंगों दोनों के कामकाज के पैटर्न को समझने के लिए बेहद महत्वपूर्ण है।

न्यूक्लिक एसिड 2 प्रकार के होते हैं - डीएनए और आरएनए।

डीएनए एक बहुलक है जिसमें दो न्यूक्लियोटाइड हेलिकॉप्टर होते हैं जो एक डबल हेलिक्स बनाने के लिए व्यवस्थित होते हैं। डीएनए अणुओं के मोनोमर्स न्यूक्लियोटाइड होते हैं जिनमें एक नाइट्रोजनस बेस (एडेनिन, थाइमिन, गुआनिन या साइटोसिन), एक कार्बोहाइड्रेट (डीऑक्सीराइबोज) और एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होता है। डीएनए अणु में नाइट्रोजनस आधार असमान संख्या में एच-बॉन्ड द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं और जोड़े में व्यवस्थित होते हैं: एडेनिन (ए) हमेशा थाइमिन (टी) के खिलाफ होता है, गुआनिन (जी) साइटोसिन (सी) के खिलाफ होता है। डीएनए अणु में न्यूक्लियोटाइड की व्यवस्था को योजनाबद्ध रूप से निम्नानुसार चित्रित किया जा सकता है:

आरेख से पता चलता है कि न्यूक्लियोटाइड एक दूसरे से यादृच्छिक रूप से नहीं, बल्कि चयनात्मक रूप से जुड़े हुए हैं। थाइमिन के साथ एडेनिन और साइटोसिन के साथ ग्वानिन की चयनात्मक अंतःक्रिया की क्षमता को पूरकता कहा जाता है। कुछ न्यूक्लियोटाइड्स की पूरक अंतःक्रिया को उनके अणुओं में परमाणुओं की स्थानिक व्यवस्था की विशिष्टताओं द्वारा समझाया जाता है, जो उन्हें करीब आने और एच-बॉन्ड बनाने की अनुमति देता है। पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में, पड़ोसी न्यूक्लियोटाइड चीनी (डीऑक्सीराइबोज) और फॉस्फोरिक एसिड अवशेष के माध्यम से एक दूसरे से जुड़े होते हैं।

आरएनए, डीएनए की तरह, एक बहुलक है जिसके मोनोमर्स न्यूक्लियोटाइड हैं। तीन न्यूक्लियोटाइड के नाइट्रोजनस आधार डीएनए (ए, जी, सी) बनाने वाले समान हैं; चौथा - यूरैसिल (यू) - थाइमिन के बजाय आरएनए अणु में मौजूद है। आरएनए न्यूक्लियोटाइड्स डीएनए न्यूक्लियोटाइड्स से कार्बोहाइड्रेट की संरचना में भिन्न होते हैं (डीऑक्सीराइबोज के बजाय राइबोज)।

आरएनए की एक श्रृंखला में, न्यूक्लियोटाइड एक न्यूक्लियोटाइड के राइबोज और दूसरे के फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों के बीच सहसंयोजक बंधन बनाकर जुड़े होते हैं।

दो-फंसे हुए आरएनए के बीच संरचना भिन्न होती है। डबल-स्ट्रैंडेड आरएनए कई वायरस में आनुवंशिक जानकारी के संरक्षक हैं, यानी। ये गुणसूत्रों का कार्य करते हैं। एकल-फंसे हुए आरएनए प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी गुणसूत्र से उनके संश्लेषण के स्थान पर स्थानांतरित करते हैं और प्रोटीन संश्लेषण में भाग लेते हैं।

एकल-फंसे हुए आरएनए कई प्रकार के होते हैं। उनके नाम कोशिका में उनके कार्य या स्थान से निर्धारित होते हैं। साइटोप्लाज्म में अधिकांश आरएनए (80-90% तक) राइबोसोमल आरएनए (आरआरएनए) है, जो राइबोसोम में निहित होता है। आरआरएनए अणु अपेक्षाकृत छोटे होते हैं और इनमें औसतन 10 न्यूक्लियोटाइड होते हैं। एक अन्य प्रकार का आरएनए (एमआरएनए) जो प्रोटीन में अमीनो एसिड के अनुक्रम के बारे में जानकारी रखता है जिसे राइबोसोम में संश्लेषित किया जाना चाहिए। इन आरएनए का आकार डीएनए क्षेत्र की लंबाई पर निर्भर करता है जहां से उन्हें संश्लेषित किया गया था। स्थानांतरण आरएनए कई कार्य करते हैं। वे प्रोटीन संश्लेषण स्थल पर अमीनो एसिड पहुंचाते हैं, स्थानांतरित अमीनो एसिड के अनुरूप त्रिक और आरएनए को "पहचानते हैं" (संपूरकता के सिद्धांत द्वारा), और राइबोसोम पर अमीनो एसिड का सटीक अभिविन्यास करते हैं।

वसा और लिपोइड.

वसा उच्च आणविक फैटी एसिड और ट्राइहाइड्रिक अल्कोहल ग्लिसरॉल के यौगिक हैं। वसा पानी में नहीं घुलते - वे हाइड्रोफोबिक होते हैं। कोशिका में हमेशा अन्य जटिल हाइड्रोफोबिक वसा जैसे पदार्थ होते हैं जिन्हें लिपोइड कहा जाता है।

वसा का एक मुख्य कार्य ऊर्जा है। विभाजन के दौरान 1 ग्रा. वसा से CO2 और H2O निकलते हैं एक बड़ी संख्या कीऊर्जा - 38.9 kJ (~9.3 kcal)। कोशिका में वसा की मात्रा शुष्क पदार्थ द्रव्यमान के 5-15% तक होती है। जीवित ऊतक कोशिकाओं में वसा की मात्रा 90% तक बढ़ जाती है। जानवरों के वसा ऊतकों की कोशिकाओं, पौधों के बीजों और फलों में जमा होकर वसा ऊर्जा के आरक्षित स्रोत के रूप में कार्य करता है।

वसा और लिपिड भी एक निर्माण कार्य करते हैं; वे कोशिका झिल्ली का हिस्सा हैं। खराब तापीय चालकता के कारण वसा सक्षम है सुरक्षात्मक कार्य. कुछ जानवरों (सील, व्हेल) में यह चमड़े के नीचे के वसा ऊतक में जमा हो जाता है, जिससे 1 मीटर तक मोटी परत बन जाती है। कुछ लिपोइड्स का निर्माण कई हार्मोनों के संश्लेषण से पहले होता है। नतीजतन, ये पदार्थ चयापचय प्रक्रियाओं को विनियमित करने का कार्य भी करते हैं।

18.चरण ऊर्जा उपापचय : ऊर्जा चयापचय की एकीकृत प्रक्रिया को तीन क्रमिक चरणों में विभाजित किया जा सकता है:

उनमें से पहला प्रारंभिक है। इस स्तर पर, साइटोप्लाज्म में उच्च-आणविक कार्बनिक पदार्थ, उपयुक्त एंजाइमों की कार्रवाई के तहत, छोटे अणुओं में टूट जाते हैं: प्रोटीन - अमीनो एसिड में, पॉलीसेकेराइड (स्टार्च, ग्लाइकोजन) - मोनोसेकेराइड (ग्लूकोज) में, वसा - ग्लिसरॉल में और वसा अम्ल, न्यूक्लिक एसिड - न्यूक्लियोटाइड में, आदि। इस चरण के दौरान, थोड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है और गर्मी के रूप में नष्ट हो जाती है।

दूसरा चरण ऑक्सीजन रहित या अधूरा है। पर गठित प्रारंभिक चरणपदार्थ - ग्लूकोज, अमीनो एसिड, आदि - ऑक्सीजन तक पहुंच के बिना आगे एंजाइमेटिक टूटने से गुजरते हैं। एक उदाहरण ग्लूकोज (ग्लाइकोलाइसिस) का एंजाइमैटिक ऑक्सीकरण है, जो सभी जीवित कोशिकाओं के लिए ऊर्जा के मुख्य स्रोतों में से एक है। ग्लाइकोलाइसिस एनारोबिक (ऑक्सीजन मुक्त) स्थितियों के तहत ग्लूकोज के पाइरुविक एसिड (पीवीए) और फिर लैक्टिक, एसिटिक, ब्यूटिरिक एसिड या एथिल अल्कोहल में टूटने की एक बहु-चरण प्रक्रिया है, जो कोशिका के साइटोप्लाज्म में होती है। इन रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन का वाहक निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड (एनएडी) और इसका कम रूप एनएडी * एच है। ग्लाइकोलाइसिस के उत्पाद हैं पाइरुविक तेजाब, NADH के रूप में हाइड्रोजन और ATP के रूप में ऊर्जा।
पर अलग - अलग प्रकारकिण्वन आगे भाग्यग्लाइकोलाइसिस के उत्पाद भिन्न होते हैं। पशु कोशिकाओं और असंख्य जीवाणुओं में, पीवीके लैक्टिक एसिड में कम हो जाता है। प्रसिद्ध लैक्टिक एसिड किण्वन (दूध के निपटान के दौरान, खट्टा क्रीम, केफिर, आदि का निर्माण) लैक्टिक एसिड कवक और बैक्टीरिया के कारण होता है।
अल्कोहलिक किण्वन के दौरान, ग्लाइकोलाइसिस के उत्पाद होते हैं इथेनॉलऔर CO2. अन्य सूक्ष्मजीवों के लिए, किण्वन उत्पाद ब्यूटाइल अल्कोहल, एसीटोन, हो सकते हैं। एसीटिक अम्लवगैरह।
ऑक्सीजन मुक्त विखंडन के दौरान, जारी ऊर्जा का कुछ हिस्सा गर्मी के रूप में नष्ट हो जाता है, और कुछ एटीपी अणुओं में जमा हो जाता है।

ऊर्जा चयापचय का तीसरा चरण - ऑक्सीजन टूटने का चरण, या एरोबिक श्वसन, माइटोकॉन्ड्रिया में होता है। इस स्तर पर, इलेक्ट्रॉन-स्थानांतरण एंजाइम ऑक्सीकरण प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वे संरचनाएँ जो तीसरे चरण के पारित होने को सुनिश्चित करती हैं, इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला कहलाती हैं। इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला ऊर्जा वाहक अणुओं को प्राप्त करती है जिन्हें ग्लूकोज ऑक्सीकरण के दूसरे चरण में ऊर्जा चार्ज प्राप्त होता है। अणुओं से इलेक्ट्रॉन - ऊर्जा वाहक, एक श्रृंखला के लिंक के साथ उच्च ऊर्जा स्तर से निचले स्तर तक चरणों में चलते हैं। जारी ऊर्जा एटीपी अणुओं को चार्ज करने पर खर्च की जाती है। ऊर्जा वाहक अणुओं के इलेक्ट्रॉन, जिन्होंने एटीपी को "चार्ज" करने के लिए ऊर्जा छोड़ दी, अंततः ऑक्सीजन के साथ जुड़ जाते हैं। इसके फलस्वरूप जल का निर्माण होता है। इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में, ऑक्सीजन इलेक्ट्रॉनों का अंतिम रिसीवर है। इस प्रकार, सभी जीवित चीजों को इलेक्ट्रॉनों के लिए अंतिम सिंक के रूप में ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है। ऑक्सीजन इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में एक संभावित अंतर प्रदान करती है और, जैसे कि, ऊपर से इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करती है उर्जा स्तरअणु - ऊर्जा वाहक अपने निम्न-ऊर्जा स्तर तक। रास्ते में, ऊर्जा से भरपूर एटीपी अणुओं का संश्लेषण होता है।

15. त्रिगुण - कोड की एक सार्थक इकाई तीन न्यूक्लियोटाइड्स (ट्रिपलेट, या कोडन) का संयोजन है।

निरंतरता - त्रिक के बीच कोई विराम चिह्न नहीं है, यानी जानकारी लगातार पढ़ी जाती है।

गैर अतिव्यापी - एक ही न्यूक्लियोटाइड एक साथ दो या दो से अधिक त्रिक का हिस्सा नहीं हो सकता है (कुछ अतिव्यापी जीन वायरस, माइटोकॉन्ड्रिया और बैक्टीरिया के लिए नहीं देखा गया है जो कई फ्रेमशिफ्ट प्रोटीन को एन्कोड करते हैं)।

अस्पष्टता (विशिष्टता)- एक विशिष्ट कोडन केवल एक अमीनो एसिड से मेल खाता है (हालांकि, यूप्लॉट्स क्रैसस में यूजीए कोडन दो अमीनो एसिड - सिस्टीन और सेलेनोसिस्टीन को एनकोड करता है)

अध:पतन (अतिरेक)- कई कोडन एक ही अमीनो एसिड के अनुरूप हो सकते हैं।

बहुमुखी प्रतिभा- आनुवंशिक कोड जटिलता के विभिन्न स्तरों के जीवों में समान रूप से काम करता है - वायरस से मनुष्यों तक (तरीके इसी पर आधारित हैं) जेनेटिक इंजीनियरिंग; कई अपवाद हैं, जो नीचे मानक आनुवंशिक कोड अनुभाग में विविधताओं की तालिका में दिखाए गए हैं)।

शोर उन्मुक्ति- न्यूक्लियोटाइड प्रतिस्थापन के उत्परिवर्तन जो एन्कोडेड अमीनो एसिड के वर्ग में परिवर्तन नहीं करते हैं, रूढ़िवादी कहलाते हैं; न्यूक्लियोटाइड प्रतिस्थापन उत्परिवर्तन जो एन्कोडेड अमीनो एसिड के वर्ग में परिवर्तन का कारण बनते हैं, रेडिकल कहलाते हैं। आनुवंशिक कोड सभी जीवित जीवों की विशेषता वाले न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम का उपयोग करके प्रोटीन के अमीनो एसिड अनुक्रम को एन्कोड करने की एक विधि है।

डीएनए चार नाइट्रोजनस आधारों का उपयोग करता है - एडेनिन (ए), गुआनिन (जी), साइटोसिन (सी), थाइमिन (टी), जो रूसी साहित्य में ए, जी, सी और टी अक्षरों द्वारा निर्दिष्ट हैं। ये अक्षर वर्णमाला बनाते हैं आनुवंशिक कोड. आरएनए उसी न्यूक्लियोटाइड का उपयोग करता है, थाइमिन के अपवाद के साथ, जिसे एक समान न्यूक्लियोटाइड - यूरैसिल द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, जिसे अक्षर यू (रूसी साहित्य में यू) द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है। डीएनए और आरएनए अणुओं में, न्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं में व्यवस्थित होते हैं और इस प्रकार, आनुवंशिक अक्षरों के अनुक्रम प्राप्त होते हैं।

जेनेटिक कोड

लगभग सभी जीवित जीवों के प्रोटीन का निर्माण केवल 20 प्रकार के अमीनो एसिड से होता है। इन अमीनो एसिड को कैनोनिकल कहा जाता है। प्रत्येक प्रोटीन अमीनो एसिड की एक श्रृंखला या कई श्रृंखलाएं होती हैं जो कड़ाई से परिभाषित अनुक्रम में जुड़ी होती हैं। यह क्रम प्रोटीन की संरचना और इसलिए उसके सभी जैविक गुणों को निर्धारित करता है।

जीवित कोशिकाओं में आनुवंशिक जानकारी का कार्यान्वयन (अर्थात, जीन द्वारा एन्कोड किए गए प्रोटीन का संश्लेषण) दो मैट्रिक्स प्रक्रियाओं का उपयोग करके किया जाता है: प्रतिलेखन (अर्थात, डीएनए मैट्रिक्स पर एमआरएनए का संश्लेषण) और आनुवंशिक कोड का अनुवाद एक अमीनो एसिड अनुक्रम में (एमआरएनए पर एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का संश्लेषण)। लगातार तीन न्यूक्लियोटाइड 20 अमीनो एसिड को एन्कोड करने के लिए पर्याप्त हैं, साथ ही प्रोटीन अनुक्रम के अंत का संकेत देने वाला स्टॉप सिग्नल भी पर्याप्त है। तीन न्यूक्लियोटाइडों के समूह को त्रिक कहा जाता है। स्वीकृत संक्षिप्तीकरण, अमीनो एसिड और कोडन के अनुरूप, चित्र में दिखाए गए हैं।

डीएनए अणुओं के गुण

सभी कोशिकाओं में आनुवंशिक जानकारी डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम के रूप में एन्कोड की गई है। इस जानकारी को लागू करने का पहला चरण डीएनए से संबंधित अणु - राइबोन्यूक्लिक एसिड का निर्माण है, जो बदले में विशिष्ट प्रोटीन के संश्लेषण में भाग लेता है। फेनोटाइपिक लक्षणकिसी भी जीव का अंततः डीएनए द्वारा एन्कोड किए गए प्रोटीन की विविधता और संख्या में प्रकट होता है। आनुवंशिक तंत्र के अणुओं के बीच सूचना संबंध - डीएनए, आरएनए और प्रोटीन।

आनुवंशिक जानकारी को कोशिकाओं की एक पीढ़ी से अगली पीढ़ी तक पारित करने के लिए, डीएनए प्रतिकृति होनी चाहिए, एक प्रक्रिया जिसमें मूल डीएनए अणुओं को दोहराया जाता है और फिर संतानों के बीच वितरित किया जाता है। इस प्रक्रिया को बहुत सटीकता से किया जाना चाहिए, और प्रतिकृति चक्रों के दौरान या उसके बीच डीएनए में होने वाली क्षति या यादृच्छिक त्रुटियों को वंशजों के जीनोम में समाप्त होने से पहले ठीक किया जाना चाहिए। इसके अलावा, फेनोटाइप बनाने के लिए आनुवंशिक जानकारी को व्यक्त किया जाना चाहिए। हर किसी के पास सेलुलर जीवजीन अभिव्यक्ति में आरएनए बनाने के लिए डीएनए की प्रतिलिपि बनाना और उसके बाद आरएनए का प्रोटीन में अनुवाद शामिल है। प्रतिलेखन कई प्रकार के आरएनए का उत्पादन करता है। उनमें से कुछ, मैसेंजर आरएनए, प्रोटीन को एनकोड करते हैं, अन्य संपूर्ण प्रोटीन के संयोजन के लिए आवश्यक विभिन्न प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं। डीएनए न केवल कोशिका के एंजाइमैटिक तंत्र को एन्कोड करता है; यह क्षतिपूर्ति प्रक्रियाओं में भाग लेता है, और कब कुछ शर्तेंइसके भीतर परिवर्तन हो सकते हैं. डीएनए प्रतिकृति, मरम्मत और पुनर्व्यवस्था प्रमुख प्रक्रियाएं हैं जिनके द्वारा जीव अपने विशिष्ट फेनोटाइप को बनाए रखते हैं और संशोधित करते हैं।

कई वायरस के डीएनए में आनुवंशिक जानकारी भी कोडित होती है। वायरल डीएनए की प्रतिकृति, मरम्मत, पुनर्व्यवस्था और अभिव्यक्ति के तंत्र अन्य जीवों की कोशिकाओं द्वारा उपयोग किए जाने वाले तंत्र के समान हैं। कुछ वायरस का जीनोम DNA नहीं, बल्कि RNA होता है। ऐसे वायरस के जीनोमिक आरएनए को या तो सीधे प्रोटीन में अनुवादित किया जाता है या आरएनए अणुओं के संश्लेषण के लिए आवश्यक आनुवंशिक जानकारी होती है, जो बदले में प्रोटीन में अनुवादित होती है। वे वायरस जिनके जीनोम का प्रतिनिधित्व आरएनए द्वारा किया जाता है जीवन चक्र, संतान वायरल कणों का उत्पादन करने के लिए उन्हें स्वयं पैतृक आरएनए की प्रतिकृति बनानी होगी। रेट्रोवायरस का एक वर्ग है जिसका प्रजनन चक्र इस तथ्य से शुरू होता है कि उनकी आनुवंशिक जानकारी तथाकथित रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन के दौरान डीएनए भाषा में अनुवादित होती है। डीएनए की परिणामी प्रतियां, या प्रोवायरस, कोशिका के क्रोमोसोमल डीएनए में एकीकरण के बाद ही प्रतिकृति और अभिव्यक्ति में सक्षम होती हैं। इस एकीकृत रूप में, वायरल जीनोम मेजबान कोशिका के डीएनए के साथ दोहराते हैं, और वे वायरल प्रोटीन को संश्लेषित करने के लिए आवश्यक वायरल जीनोम और एमआरएनए की एक नई पीढ़ी का उत्पादन करने के लिए सेल की ट्रांसक्रिप्शनल मशीनरी का उपयोग करते हैं।

मुख्य बिंदुन्यूक्लिक एसिड के बीच आनुवंशिक जानकारी के हस्तांतरण में, चाहे प्रतिकृति, प्रतिलेखन या रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन द्वारा, न्यूक्लिक एसिड अणु का उपयोग समान या संबंधित संरचनाओं के निर्देशित संयोजन में एक टेम्पलेट के रूप में किया जाता है। जहां तक ​​ज्ञात है, प्रोटीन में संग्रहीत जानकारी का उपयोग संबंधित न्यूक्लिक एसिड को इकट्ठा करने के लिए नहीं किया जाता है, अर्थात। कोई उलटा अनुवाद नहीं पाया गया. हालाँकि, प्रोटीन न्यूक्लिक एसिड और न्यूक्लिक एसिड से प्रोटीन दोनों के बीच सूचना हस्तांतरण की प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

डीएनए की संरचना और व्यवहार डीएनए अणु के घटक और उन्हें जोड़ना रासायनिक बन्धकेमिकल की मदद से और भौतिक तरीकेयह स्थापित किया गया है कि डीएनए एक बहुलक है जिसमें चार अलग-अलग लेकिन संबंधित मोनोमर्स शामिल हैं। प्रत्येक मोनोमर - न्यूक्लियोटाइड - में चार हेटरोसाइक्लिक नाइट्रोजनस आधारों में से एक होता है: एडेनिन, गुआनिन, साइटोसिन या थाइमिन, जो डीऑक्सीराइबोज फॉस्फेट से जुड़ा होता है। फॉस्फोडिएस्टर बांड का उपयोग करके पड़ोसी न्यूक्लियोटाइड के डीऑक्सीराइबोज अवशेषों को जोड़कर लंबी पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएं बनाई जाती हैं। प्रत्येक फॉस्फेट एक न्यूक्लियोटाइड के 3-कार्बन डीऑक्सीराइबोज परमाणु पर एक हाइड्रॉक्सिल समूह को आसन्न न्यूक्लियोटाइड के 5-कार्बन डीऑक्सीराइबोज परमाणु पर एक ओएच समूह से जोड़ता है।

एक निश्चित पड़ोस में बैक्टीरिया, बैक्टीरियोफेज और यीस्ट के डीएनए में किन्हीं दो आधारों की घटना की आवृत्ति डीएनए में इन आधारों की मात्रात्मक सामग्री पर निर्भर करती है। प्रोकैरियोटिक डीएनए में 5"-सीजी-3" और 5"-जीसी-3" की घटना की आवृत्ति लगभग समान है और यादृच्छिक के करीब है; डाइन्यूक्लियोटाइड्स 5"-जीए-3" और 5"-एजी-3" के बारे में भी यही कहा जा सकता है। हालाँकि, जानवरों, जानवरों और पौधों के वायरस के डीएनए में, 5"-CG-3" की घटना की आवृत्ति 5"-GC-3" की आवृत्तियों के 1/2 से 1/5 तक होती है। इस प्रकार, उच्च यूकेरियोट्स के डीएनए में 5"-सीजी-3" अनुक्रम काफी दुर्लभ है; यह इस डाइन्यूक्लियोटाइड की मिथाइलेशन के लक्ष्य के रूप में काम करने की क्षमता और जीन अभिव्यक्ति के नियमन में इसकी भूमिका के कारण है।

डीएनए संश्लेषण चक्र की समाप्ति के बाद, कुछ प्यूरीन और पाइरीमिडीन आधार रासायनिक संशोधन से गुजर सकते हैं। परिणामस्वरूप, कुछ डीएनए में 5-मिथाइलसिटोसिन, 5-हाइड्रॉक्सीमेथाइलसिटोसिन, 5-हाइड्रॉक्सीमेथाइल्यूरैसिल और एन-मिथाइलडेनिन होते हैं। कुछ बैक्टीरियोफेज के डीएनए में, मोनो- या डिसैकराइड एक ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड का उपयोग करके हाइड्रोक्सीमिथाइलसिटोसिन के हाइड्रॉक्सीमेथाइल समूह से जुड़े होते हैं। अधिकांश निचले यूकेरियोट्स और अकशेरुकी जीवों के डीएनए में अपेक्षाकृत कम 5-मिथाइलसिटोसिन और एन"-मिथाइलडेनिन होता है। हालांकि, कशेरुकियों में, बेस मिथाइलेशन एक सामान्य घटना है, जिसमें 5-मिथाइलसिटोसिन सबसे आम है। यह दिखाया गया है कि 95% से अधिक कशेरुक डीएनए में मिथाइल समूह शायद ही कभी पाए जाने वाले सीजी डाइन्यूक्लियोटाइड्स के साइटोसिन अवशेषों में पाए जाते हैं, और इनमें से 50% से अधिक डाइन्यूक्लियोटाइड्स मिथाइलेटेड होते हैं, इस बात के स्पष्ट प्रमाण हैं कि कुछ सीजी-युक्त अनुक्रमों के मिथाइलेशन की डिग्री एक महत्वपूर्ण कारक है पौधों में कुछ जीनों की अभिव्यक्ति का विनियमन, 5-मिथाइलसिटोसिन सीजी डाइन्यूक्लियोटाइड्स और सीएनजी ट्रिन्यूक्लियोटाइड्स में पाया जा सकता है।

वह विज्ञान जो कोशिकाओं की संरचना और कार्य का अध्ययन करता है - कोशिका विज्ञान .

कोशिकाएँ आकार, संरचना और कार्य में एक दूसरे से भिन्न हो सकती हैं, हालाँकि अधिकांश कोशिकाओं के मूल संरचनात्मक तत्व समान होते हैं। कोशिकाओं के व्यवस्थित समूह - प्रोकार्योटिक और यूकेरियोटिक (सुपरकिंगडोम्स प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स) .

प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में एक सच्चा केंद्रक और कई अंगक (कुचलित कोशिका का साम्राज्य) नहीं होते हैं।
यूकेरियोटिक कोशिकाओं में एक केंद्रक होता है जिसमें जीव का वंशानुगत तंत्र स्थित होता है (सुपरकिंगडोम्स कवक, पौधे, जानवर)।

कोई भी जीव एक कोशिका से विकसित होता है।
यह उन जीवों पर लागू होता है जो प्रजनन के अलैंगिक और लैंगिक दोनों तरीकों के परिणामस्वरूप पैदा हुए थे। इसीलिए कोशिका को जीव की वृद्धि एवं विकास की इकाई माना जाता है।

पोषण की विधि और कोशिका संरचना के अनुसार इन्हें विभाजित किया गया है राज्यों :

• ड्रोब्यांकी;
• मशरूम;
• पौधे;
• जानवरों।

जीवाणु कोशिकाएं (किंगडम ड्रोब्यंका) में: एक सघन कोशिका भित्ति, एक गोलाकार डीएनए अणु (न्यूक्लियॉइड), राइबोसोम होते हैं। इन कोशिकाओं में यूकेरियोटिक पौधे, पशु और कवक कोशिकाओं की विशेषता वाले कई अंगकों का अभाव होता है। उनकी भोजन विधि के आधार पर, जीवाणुओं को फोटोट्रॉफ़, केमोट्रॉफ़ और हेटरोट्रॉफ़ में विभाजित किया जाता है।

कवक कोशिकाएं एक कोशिका भित्ति से ढका हुआ है जो भिन्न है रासायनिक संरचनापौधों की कोशिका दीवारों से. इसमें मुख्य घटक के रूप में चिटिन, पॉलीसेकेराइड, प्रोटीन और वसा होते हैं। कवक एवं जन्तु कोशिकाओं का आरक्षित पदार्थ ग्लाइकोजन है।

संयंत्र कोशिकाओं शामिल हैं: क्लोरोप्लास्ट, ल्यूकोप्लास्ट और क्रोमोप्लास्ट; वे सेलूलोज़ की घनी कोशिका भित्ति से घिरे होते हैं और उनमें कोशिका रस के साथ रिक्तिकाएँ भी होती हैं। सभी हरे पौधे स्वपोषी जीव हैं।

यू पशु कोशिकाएँ कोई सघन कोशिका भित्ति नहीं. वे एक कोशिका झिल्ली से घिरे होते हैं जिसके माध्यम से पर्यावरण के साथ पदार्थों का आदान-प्रदान होता है।

विषयगत कार्य

भाग ए

ए 1. निम्नलिखित में से कौन कोशिका सिद्धांत के अनुरूप है?
1) कोशिका आनुवंशिकता की एक प्राथमिक इकाई है
2) कोशिका प्रजनन की एक इकाई है
3) सभी जीवों की कोशिकाएँ अपनी संरचना में भिन्न होती हैं
4) सभी जीवों की कोशिकाओं की रासायनिक संरचना अलग-अलग होती है

ए2. प्रीसेलुलर जीवन रूपों में शामिल हैं:
1) ख़मीर
2) पेनिसिलियम
3) बैक्टीरिया
4) वायरस

ए3. पादप कोशिका संरचना में कवक कोशिका से भिन्न होती है:
1) कोर
2) माइटोकॉन्ड्रिया
3) कोशिका भित्ति
4) राइबोसोम

ए4. एक कोशिका में शामिल हैं:
1) इन्फ्लूएंजा वायरस और अमीबा
2) म्यूकर मशरूम और कोयल सन
3) प्लेनेरिया और वॉल्वॉक्स
4) हरी यूग्लीना और स्लिपर सिलिअट्स

ए5. प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में होता है:
1) कोर
2) माइटोकॉन्ड्रिया
3) गॉल्जी उपकरण
4) राइबोसोम

ए6. कोशिका की प्रजाति को निम्न द्वारा दर्शाया गया है:
1) कोर आकार
2) गुणसूत्रों की संख्या
3) झिल्ली संरचना
4) प्राथमिक संरचनागिलहरी

ए7. विज्ञान में कोशिका सिद्धांत की भूमिका है
1) कोशिका केन्द्रक का खुलना
2) सेल खोलना
3) जीवों की संरचना के बारे में ज्ञान का सामान्यीकरण
4) चयापचय तंत्र की खोज

भाग बी

पहले में. केवल पादप कोशिकाओं की विशेषता वाली विशेषताओं का चयन करें
1) माइटोकॉन्ड्रिया और राइबोसोम हैं
2) कोशिका भित्ति सेल्युलोज से बनी होती है
3) क्लोरोप्लास्ट हैं
4) भंडारण पदार्थ - ग्लाइकोजन
5) आरक्षित पदार्थ - स्टार्च
6) केन्द्रक दोहरी झिल्ली से घिरा होता है

दो पर. उन विशेषताओं का चयन करें जो बैक्टीरिया के साम्राज्य को जैविक दुनिया के बाकी साम्राज्यों से अलग करती हैं।
1) पोषण की विषमपोषी विधि
2) पोषण की स्वपोषी विधि
3) एक न्यूक्लियॉइड की उपस्थिति
4) माइटोकॉन्ड्रिया की अनुपस्थिति
5) कोर की अनुपस्थिति
6) राइबोसोम की उपस्थिति

वीजेड. कोशिका की संरचनात्मक विशेषताओं और उन राज्यों के बीच एक पत्राचार खोजें जिनसे ये कोशिकाएँ संबंधित हैं

भाग सी

सी 1. यूकेरियोटिक कोशिकाओं के उदाहरण दीजिए जिनमें केन्द्रक नहीं होता है।
सी2. साबित करें कि कोशिका सिद्धांत ने कई जैविक खोजों को सामान्यीकृत किया और नई खोजों की भविष्यवाणी की।