कोशिका झिल्ली की संरचना. कोशिका झिल्ली: संरचना और कार्य

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

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

कोशिकाओं में मशरूमप्लाज़्मालेम्मा के ऊपर - एक घनी परत काइटिन.

यू जीवाणु – मुरैना.

जैविक झिल्लियों के गुण

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

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

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

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

बाहरी कोशिका झिल्ली (प्लाज्मालेम्मा) के कार्य

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

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

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

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

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

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

नकारात्मक परिवहन,

सक्रिय ट्रांसपोर्ट।

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

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

सरल प्रसार के साथनमक आयन और पानी चुनिंदा चैनलों के माध्यम से प्रवेश कर सकते हैं। ये चैनल कुछ ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन द्वारा निर्मित होते हैं जो अंत-से-अंत परिवहन मार्ग बनाते हैं जो स्थायी रूप से या केवल थोड़े समय के लिए खुले होते हैं। चैनलों के अनुरूप आकार और आवेश के विभिन्न अणु चयनात्मक चैनलों के माध्यम से प्रवेश करते हैं।

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

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

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

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

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

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

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

ATPases नामक एंजाइम का उपयोग करना;

झिल्ली पैकेजिंग (एंडोसाइटोसिस) में परिवहन।

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

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

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

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

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

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

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

सोडियम-पोटेशियम पंप के समुचित कार्य का उल्लंघन विभिन्न गंभीर बीमारियों को जन्म देता है।

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

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

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

कोशिका झिल्ली में रिसेप्टर्स के कारण अवशोषित पदार्थ का स्वागत;

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

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

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

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

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

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

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 करना;

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। एन्डोसाइटोसिस (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 कोशिका से विभिन्न पदार्थों को निकालने की प्रक्रिया है। एक्सोसाइटोसिस के दौरान, पुटिका, या रिक्तिका की झिल्ली, बाहरी साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के साथ विलीन हो जाती है। पुटिका की सामग्री 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। इलेक्ट्रोकेमिकल ग्रेडिएंट. 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 सतही 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 प्रक्रियाओं 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।

कोशिकाओं के यांत्रिक गुण प्रदान करता है - 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। जब अंगक कुछ विशेष प्रकार की कोशिकाओं की विशेषता रखते हैं, तो उन्हें विशेष अंगक कहा जाता है (उदाहरण के लिए, मायोफाइब्रिल्स जो मांसपेशी फाइबर को सिकोड़ते 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 वह संरचना है जो कोशिका के बाहरी भाग को ढकती है। इसे साइटोलेम्मा या प्लाज़्मालेम्मा भी कहा जाता है।

यह गठन एक बिलीपिड परत (बाईलेयर) से निर्मित होता है जिसमें प्रोटीन का निर्माण होता है। प्लाज़्मालेम्मा बनाने वाले कार्बोहाइड्रेट एक बाध्य अवस्था में होते हैं।

प्लाज़्मालेम्मा के मुख्य घटकों का वितरण इस प्रकार है: आधे से अधिक रासायनिक संरचना प्रोटीन है, एक चौथाई फॉस्फोलिपिड्स द्वारा कब्जा कर लिया गया है, और दसवां हिस्सा कोलेस्ट्रॉल है।

कोशिका झिल्ली और उसके प्रकार

कोशिका झिल्ली एक पतली फिल्म होती है, जिसका आधार लिपोप्रोटीन और प्रोटीन की परतों से बना होता है।

स्थानीयकरण के अनुसार, झिल्ली अंगकों को प्रतिष्ठित किया जाता है, जिनमें पौधों और जानवरों की कोशिकाओं में कुछ विशेषताएं होती हैं:

• माइटोकॉन्ड्रिया;
• मुख्य;
• अन्तः प्रदव्ययी जलिका;
• गॉल्गी कॉम्प्लेक्स;
• लाइसोसोम;
• क्लोरोप्लास्ट (पौधों की कोशिकाओं में)।

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

कोशिका झिल्ली की संरचना

कोशिका झिल्ली में कार्बोहाइड्रेट होते हैं जो इसे ग्लाइकोकैलिक्स के रूप में ढकते हैं। यह एक सुप्रा-झिल्ली संरचना है जो अवरोधक कार्य करती है। यहां स्थित प्रोटीन मुक्त अवस्था में हैं। अनबाउंड प्रोटीन एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हैं, जिससे पदार्थों का बाह्य कोशिकीय विघटन होता है।

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के प्रोटीन को ग्लाइकोप्रोटीन द्वारा दर्शाया जाता है। उनकी रासायनिक संरचना के आधार पर, प्रोटीन जो पूरी तरह से लिपिड परत (इसकी पूरी लंबाई के साथ) में शामिल होते हैं, उन्हें अभिन्न प्रोटीन के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। इसके अलावा परिधीय, प्लाज़्मालेम्मा की सतहों में से एक तक नहीं पहुंचना।

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

प्लाज्मा झिल्ली के मूल गुण

लिपिड बाईलेयर पानी के प्रवेश को रोकता है। लिपिड हाइड्रोफोबिक यौगिक हैं जो कोशिका में फॉस्फोलिपिड्स द्वारा दर्शाए जाते हैं। फॉस्फेट समूह का मुख बाहर की ओर होता है और इसमें दो परतें होती हैं: बाहरी एक, बाह्य कोशिकीय वातावरण की ओर निर्देशित, और आंतरिक एक, अंतःकोशिकीय सामग्री का परिसीमन करती है।

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

तो, बीच में झिल्ली ग्लूकोज और यूरिया के लिए अभेद्य है; हाइड्रोफोबिक पदार्थ यहां से स्वतंत्र रूप से गुजरते हैं: कार्बन डाइऑक्साइड, ऑक्सीजन, अल्कोहल। कोलेस्ट्रॉल महत्वपूर्ण है; बाद की सामग्री प्लाज़्मालेम्मा की चिपचिपाहट निर्धारित करती है।

बाहरी कोशिका झिल्ली के कार्य

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

कोशिका झिल्ली का क्या महत्व है?

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

प्लाज़्मालेम्मा की वृद्धि कोशिका को कुछ कार्यों को करने के लिए जिम्मेदार डिब्बों (डिब्बों) में विभाजित करती है। द्रव-मोज़ेक पैटर्न के अनुरूप विशेष रूप से डिज़ाइन की गई झिल्ली कोशिका की अखंडता सुनिश्चित करती 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)