Книга «Энергия, секс, самоубийство: митохондрии и смысл жизни»

सभी को नमस्कार! हमारे पास नई विज्ञान श्रृंखला से निक लेन की एक अद्भुत पुस्तक है : पुराने

समय से, लोगों ने अपनी आँखों को सितारों की ओर मोड़ दिया है और सोचा है कि हम यहाँ क्यों हैं और क्या हम अकेले ब्रह्मांड में हैं। हम इस बारे में विचार करते हैं कि पौधे और जानवर क्यों मौजूद हैं, हम कहाँ से आए हैं, हमारे पूर्वज कौन थे और आगे क्या है। यद्यपि जीवन के मुख्य प्रश्न का उत्तर, ब्रह्मांड और सामान्य रूप से सब कुछ 42 नहीं है, जैसा कि डगलस एडम्स ने एक बार दावा किया था, लेकिन यह कम संक्षिप्त और रहस्यमय नहीं है - मिटोकोंड्रिया।

वे हमें दिखाते हैं कि हमारे ग्रह पर जीवन कैसे आया। वे बताते हैं कि बैक्टीरिया ने इतने लंबे समय तक इस पर शासन क्यों किया और सबसे अधिक संभावना यह है कि ब्रह्मांड में कहीं भी जीवाणु बलगम के स्तर से ऊपर नहीं उठे। वे यह समझना संभव बनाते हैं कि पहली जटिल कोशिकाएं कैसे उत्पन्न हुईं और कैसे सांसारिक जीवन ने आरोही जटिलता की सीढ़ी को महिमा की ऊंचाइयों तक पहुंचाया। वे हमें दिखाते हैं कि गर्म रक्त वाले जीव क्यों पैदा हुए, जो पर्यावरण की झोंपड़ियों को हिला रहे थे; पुरुषों और महिलाओं का अस्तित्व क्यों है, हम क्यों प्यार करते हैं और बच्चे हैं। वे हमें बताते हैं कि इस दुनिया में हमारे दिन क्यों गिने जाते हैं, हम क्यों बूढ़े हो रहे हैं और मर रहे हैं। वे हमें जीवन के सूर्यास्त वर्ष बिताने का सबसे अच्छा तरीका बता सकते हैं, बुढ़ापे को बोझ और अभिशाप के रूप में बचा सकते हैं। शायद माइटोकॉन्ड्रिया जीवन का अर्थ नहीं समझाते, लेकिन कम से कम यह दिखाते हैं कि यह क्या है। क्या जीवन का अर्थ समझना संभव है,पता नहीं कैसे यह काम करता है?


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माइटोकॉन्ड्रिया एक खुला रहस्य है। एक रास्ता या कोई अन्य, बहुतों ने उनके बारे में सुना है। अखबार के लेखों और कुछ पाठ्य पुस्तकों में उन्हें "जीवन के ऊर्जा केंद्र" कहा जाता है। कोशिकाओं में छिपे ये लघु जनरेटर, लगभग सभी ऊर्जा का उत्पादन करते हैं जिनकी हमें ज़रूरत है। ऑक्सीजन के साथ ऑर्गेनिक जलाने वाले सैकड़ों या हजारों माइटोकॉन्ड्रिया एक कोशिका में हो सकते हैं। वे इतने छोटे होते हैं कि एक अरब रेत के एक दाने में फिट हो जाते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया के आगमन के साथ, जीवन को एक शक्तिशाली इंजन प्राप्त हुआ, जो पहले से ही उच्च गति पर काम कर रहा था और उपयोग के लिए तैयार था। सबसे निष्क्रिय सहित सभी जानवरों में कम से कम कुछ माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं। यहां तक ​​कि अचल पौधे और शैवाल उन्हें अतिरिक्त ऊर्जा के स्रोत के रूप में उपयोग करते हैं, प्रकाश संश्लेषक ऊर्जा के अतिरिक्त जो वे अपने "सौर पैनलों" से प्राप्त करते हैं।

कुछ ने शायद अभिव्यक्ति "माइटोकॉन्ड्रियल ईव" सुना। यह माना जाता है कि वह सभी जीवित लोगों के अंतिम सामान्य पूर्वज, मानव जाति की अग्रणी थी। माइटोकॉन्ड्रियल ईव माना जाता है कि अफ्रीका में रहते हैं (संभवतः 170,000 साल पहले), और इसे अफ्रीकी ईव भी कहा जाता है। हम माइटोकॉन्ड्रियल ईव के लिए अपने आनुवंशिक वंश का पता लगा सकते हैं, संभवतः क्योंकि माइटोकॉन्ड्रिया का अपना छोटा जीनोम है, जो आमतौर पर अगली पीढ़ी में केवल अंडे के माध्यम से प्रसारित होता है, और शुक्राणु के माध्यम से नहीं। इसका मतलब यह है कि माइटोकॉन्ड्रियल जीन महिला रेखा के साथ संचरित एक उपनाम की भूमिका निभाते हैं, जो इस प्रकार पता लगाया जा सकता है; उदाहरण के लिए, कुछ परिवार विलियम कल्कर, नूह, या पैगंबर मुहम्मद को पुरुष लाइन पर अपने कबीले का निर्माण करते हैं। हाल ही में, इस सिद्धांत के कुछ प्रावधान विवादित रहे हैं,लेकिन कुल मिलाकर उसने विरोध किया। बेशक, यह विधि न केवल हमारे पूर्वजों को निर्धारित करने की अनुमति देती है, बल्कि यह समझने की भी है कि हमारा पूर्वज कौन नहीं था। उदाहरण के लिए, माइटोकॉन्ड्रियल जीन के विश्लेषण से पता चलता है कि निएंडरथल ने होमो सेपियन्स के साथ हस्तक्षेप नहीं किया था, लेकिन यूरोप के बाहरी इलाके में भीड़ थी, जहां वे विलुप्त हो गए थे।

माइटोकॉन्ड्रिया भी फोरेंसिक चिकित्सा में अपनी भूमिका के लिए "प्रसिद्ध" हैं। वे अक्सर लोगों, जीवित या मृत लोगों की पहचान करने के लिए उपयोग किए जाते थे, और इनमें से कुछ कहानियों की एक विस्तृत प्रतिध्वनि थी। जैसा कि हमारे पूर्वजों की परिभाषा के मामले में, पहचान विधि इस तथ्य पर आधारित है कि माइटोकॉन्ड्रिया के अपने जीन हैं। अंतिम रूसी सम्राट निकोलस II के अवशेषों की प्रामाणिकता की पुष्टि उनके रिश्तेदारों के माइटोकॉन्ड्रियल जीन के साथ उनके माइटोकॉन्ड्रियल जीन की तुलना करके की गई थी। और बर्लिन में प्रथम विश्व युद्ध के अंत में, एक सत्रह वर्षीय लड़की को नदी से बाहर निकाला गया, जिसने दावा किया कि वह निकोलस II की खोई हुई बेटी अनास्तासिया थी। मानसिक रूप से बीमार लड़की को अस्पताल भेजा गया। 1984 में उसकी मृत्यु के बाद माइटोकॉन्ड्रियल जीन के विश्लेषण ने उसकी सत्तर साल की बहस को समाप्त कर दिया, जिसमें दिखाया गया कि वह निकोलस II की बेटी नहीं थी।

अगर हम हाल के अतीत को देखें, तो माइटोकॉन्ड्रियल विश्लेषण ने मान्यता से परे लोगों के शवों की पहचान करने में मदद की, जो 11 सितंबर, 2001 को न्यूयॉर्क में वर्ल्ड ट्रेड सेंटर टावरों के पतन में आतंकवादी हमले के परिणामस्वरूप मारे गए थे। उसी पद्धति ने "असली" सद्दाम हुसैन को उनके कई समकक्षों से अलग करना संभव बना दिया। माइटोकॉन्ड्रियल जीन के कारणों में से एक इतना उपयोगी है कि उनमें से बड़ी संख्या में प्रतियां हैं। प्रत्येक माइटोकॉन्ड्रिया के जीनोम को 5-10 प्रतियों द्वारा दर्शाया जाता है, और आमतौर पर एक सेल में सैकड़ों माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं, इसलिए उनके जीनोम की कुल संख्या हजारों में अनुमानित है। तुलना के लिए, सेल के जीनोम को केवल दो प्रतियों द्वारा दर्शाया जाता है (जो सेल के "नियंत्रण बिंदु" में स्थित होते हैं - नाभिक)। इसलिए, लगभग किसी भी नमूने से, आप कुछ, यहां तक ​​कि न्यूनतम, माइटोकॉन्ड्रियल जीन की संख्या प्राप्त कर सकते हैं। और तथ्यवे बच्चे, उसकी माँ और मातृ पर सभी रिश्तेदारों में आम हैं, कथित रिश्तेदारी की पुष्टि या इनकार करना संभव बनाता है।

आगे चलते हैं। उम्र बढ़ने का तथाकथित माइटोकॉन्ड्रियल सिद्धांत है। वह तर्क देती है कि मुक्त कण - रासायनिक रूप से सक्रिय अणु जो सामान्य सेलुलर श्वसन की प्रक्रिया में माइटोकॉन्ड्रिया से "लीक" करते हैं, उम्र बढ़ने और इसके साथ जुड़े कई बीमारियों का कारण बनते हैं। समस्या यह है कि माइटोकॉन्ड्रिया में "स्पार्किंग" को पूरी तरह से बाहर नहीं रखा गया है। जब वे ऑक्सीजन के प्रभाव में भोजन को "जला" देते हैं, तो मुक्त कणों के "स्पार्क्स" पड़ोसी संरचनाओं को नुकसान पहुंचा सकते हैं, जिसमें स्वयं माइटोकॉन्ड्रियल जीन और साथ ही सेल नाभिक में अधिक दूर के जीन शामिल हैं। फ्री रेडिकल दिन में हमारी कोशिकाओं में 10,000 से 100,000 बार जीन पर हमला करते हैं - दूसरे शब्दों में, आपको उनसे एक ट्रिक की उम्मीद करनी होगी, जो कि सचमुच दूसरे नंबर पर होगी। किए गए अधिकांश नुकसान तुरंत ठीक हो जाते हैं, लेकिन कुछ हमलों के कारण अपरिवर्तनीय उत्परिवर्तन होता है,यही है, एक जीन के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम में लगातार परिवर्तन। उम्र के साथ, वे शरीर में जमा होते हैं, और सबसे गंभीर चोटों वाली कोशिकाएं मर जाती हैं। लगातार पहनने और आंसू उम्र बढ़ने और संबंधित रोगों से गुजरते हैं। माइटोकॉन्ड्रियल जीन पर मुक्त कणों के हमले से उत्पन्न उत्परिवर्तन कई गंभीर वंशानुगत बीमारियों से भी जुड़े हैं। ये रोग अक्सर एक अजीब और अप्रत्याशित तरीके से विरासत में मिलते हैं, और उनकी गंभीरता पीढ़ी-दर-पीढ़ी बदलती रहती है, लेकिन सामान्य नियम यह है कि वे सभी उम्र के साथ प्रगति करते हैं। आमतौर पर, माइटोकॉन्ड्रियल रोग मांसपेशियों और मस्तिष्क जैसे चयापचय सक्रिय ऊतकों को प्रभावित करते हैं, और बरामदगी, मोटर विकार, अंधापन, बहरापन, और मांसपेशियों के डिस्ट्रोफी हो सकते हैं।उम्र के साथ, वे शरीर में जमा होते हैं, और सबसे गंभीर चोटों वाली कोशिकाएं मर जाती हैं। लगातार पहनने और आंसू उम्र बढ़ने और संबंधित रोगों से गुजरते हैं। माइटोकॉन्ड्रियल जीन पर मुक्त कणों के हमले से उत्पन्न उत्परिवर्तन कई गंभीर वंशानुगत बीमारियों से भी जुड़े हैं। ये रोग अक्सर एक अजीब और अप्रत्याशित तरीके से विरासत में मिलते हैं, और उनकी गंभीरता पीढ़ी-दर-पीढ़ी बदलती रहती है, लेकिन सामान्य नियम यह है कि वे सभी उम्र के साथ प्रगति करते हैं। आमतौर पर, माइटोकॉन्ड्रियल रोग मांसपेशियों और मस्तिष्क जैसे चयापचय सक्रिय ऊतकों को प्रभावित करते हैं, और बरामदगी, मोटर विकार, अंधापन, बहरापन, और मांसपेशियों के डिस्ट्रोफी हो सकते हैं।उम्र के साथ, वे शरीर में जमा होते हैं, और सबसे गंभीर चोटों वाली कोशिकाएं मर जाती हैं। लगातार पहनने और आंसू उम्र बढ़ने और संबंधित रोगों से गुजरते हैं। माइटोकॉन्ड्रियल जीन पर मुक्त कणों के हमले से उत्पन्न उत्परिवर्तन कई गंभीर वंशानुगत बीमारियों से भी जुड़े हैं। ये रोग अक्सर एक अजीब और अप्रत्याशित तरीके से विरासत में मिलते हैं, और उनकी गंभीरता पीढ़ी-दर-पीढ़ी बदलती रहती है, लेकिन सामान्य नियम यह है कि वे सभी उम्र के साथ प्रगति करते हैं। आमतौर पर, माइटोकॉन्ड्रियल रोग मांसपेशियों और मस्तिष्क जैसे चयापचय सक्रिय ऊतकों को प्रभावित करते हैं, और बरामदगी, मोटर विकार, अंधापन, बहरापन, और मांसपेशियों के डिस्ट्रोफी हो सकते हैं।माइटोकॉन्ड्रियल जीन पर मुक्त कणों के हमले के परिणामस्वरूप, कई गंभीर वंशानुगत रोग भी जुड़े हुए हैं। ये रोग अक्सर एक अजीब और अप्रत्याशित तरीके से विरासत में मिलते हैं, और उनकी गंभीरता पीढ़ी-दर-पीढ़ी बदलती रहती है, लेकिन सामान्य नियम यह है कि वे सभी उम्र के साथ प्रगति करते हैं। आमतौर पर, माइटोकॉन्ड्रियल रोग मांसपेशियों और मस्तिष्क जैसे चयापचय सक्रिय ऊतकों को प्रभावित करते हैं, और बरामदगी, मोटर विकार, अंधापन, बहरापन, और मांसपेशियों के डिस्ट्रोफी हो सकते हैं।माइटोकॉन्ड्रियल जीन पर मुक्त कणों के हमले के परिणामस्वरूप, कई गंभीर वंशानुगत रोग भी जुड़े हुए हैं। ये रोग अक्सर एक अजीब और अप्रत्याशित तरीके से विरासत में मिलते हैं, और उनकी गंभीरता पीढ़ी-दर-पीढ़ी बदलती रहती है, लेकिन सामान्य नियम यह है कि वे सभी उम्र के साथ प्रगति करते हैं। आमतौर पर, माइटोकॉन्ड्रियल रोग मांसपेशियों और मस्तिष्क जैसे चयापचय सक्रिय ऊतकों को प्रभावित करते हैं, और बरामदगी, मोटर विकार, अंधापन, बहरापन, और मांसपेशियों के डिस्ट्रोफी हो सकते हैं।कि वे सभी उम्र के साथ प्रगति करते हैं। आमतौर पर, माइटोकॉन्ड्रियल रोग मांसपेशियों और मस्तिष्क जैसे चयापचय सक्रिय ऊतकों को प्रभावित करते हैं, और दौरे, मोटर विकार, अंधापन, बहरापन, और मांसपेशियों के डिस्ट्रोफी हो सकते हैं।कि वे सभी उम्र के साथ प्रगति करते हैं। आमतौर पर, माइटोकॉन्ड्रियल रोग मांसपेशियों और मस्तिष्क जैसे चयापचय सक्रिय ऊतकों को प्रभावित करते हैं, और दौरे, मोटर विकार, अंधापन, बहरापन, और मांसपेशियों के डिस्ट्रोफी हो सकते हैं।

कुछ ने बांझपन के इलाज के तरीकों के संबंध में माइटोकॉन्ड्रिया के बारे में सुना है, जिस पर भयंकर बहस छिड़ी हुई है। इसका सार यह है कि एक स्वस्थ महिला दाता के अंडे से माइटोकॉन्ड्रिया युक्त ओओप्लाज़ का एक टुकड़ा एक बाँझ महिला (तथाकथित ट्रांसप्लांटेशन, या ओप्लाज्म का प्रत्यारोपण) के अंडे में स्थानांतरित हो जाता है। जब इस विधि के बारे में जानकारी पहली बार मीडिया में लीक हुई, तो एक ब्रिटिश अखबार ने आकर्षक शीर्षक के तहत एक लेख प्रकाशित किया: "दो माताओं और एक पिता से बच्चे।" यह कहना नहीं है कि इस पत्रकारिता मजाक में कोई सच्चाई नहीं है। यद्यपि बच्चा "वास्तविक" मां से सभी "साधारण" जीन प्राप्त करता है, वह ओप्लाज्म के एक महिला दाता से एक निश्चित मात्रा में माइटोकॉन्ड्रियल जीन प्राप्त करता है। तो, कड़ाई से बोलते हुए, शिशुओं को वास्तव में दो अलग-अलग महिलाओं से जीन मिला है।इस तथ्य के बावजूद कि इस पद्धति के लिए धन्यवाद 30 से अधिक पूरी तरह से स्वस्थ बच्चे पैदा हुए थे, बाद में इसे यूके और यूएसए में नैतिक और व्यावहारिक दोनों कारणों से प्रतिबंधित कर दिया गया था।

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ऊपर सूचीबद्ध माइटोकॉन्ड्रिया की विशेषताएं लोकप्रिय लेखों और जन संस्कृति द्वारा कई से परिचित हैं। पिछले दस से बीस वर्षों में स्पष्ट किए गए उनके अस्तित्व के कुछ अन्य पहलू, आम जनता के लिए कम स्पष्ट हैं। मुख्य एक एपोप्टोसिस है, या क्रमादेशित कोशिका मृत्यु है। व्यक्तिगत कोशिकाएं सभी के लाभ के लिए आत्महत्या करती हैं - एक संपूर्ण जीव का अस्तित्व। 1990 के दशक के मध्य के आसपास शोधकर्ताओं ने पाया कि एपोप्टोसिस को परमाणु जीन द्वारा विनियमित नहीं किया जाता है, जैसा कि पहले सोचा गया था, लेकिन माइटोकॉन्ड्रियल जीन द्वारा। इस खोज से निष्कर्ष महान चिकित्सा महत्व के हैं, क्योंकि समय पर एपोप्टोसिस के लिए कोशिकाओं की अक्षमता कैंसर का मुख्य कारण है। अब, कार्सिनोजेनेसिस के क्षेत्र में अनुसंधान का ध्यान परमाणु जीनोम नहीं है, लेकिन माइटोकॉन्ड्रियल एक है। लेकिन इस खोज से बहुत गहरे निष्कर्ष निकलते हैं।कैंसर में, व्यक्तिगत कोशिकाएं अचानक "व्यक्तिगत" स्वतंत्रता के लिए लड़ना शुरू कर देती हैं, अपने दायित्वों के बंधनों को पूरे शरीर में छोड़ देती हैं। बहु-सटीक विकास के शुरुआती चरणों में इस तरह के भ्रूणों को थोपना मुश्किल रहा होगा: संभावित रूप से मुक्त जीवित कोशिकाओं को कोशिकाओं के एक बड़े समुदाय में रहने के विशेषाधिकार के लिए अपनी मौत की सजा पर हस्ताक्षर क्यों करना चाहिए, अगर उनके पास अभी भी अकेले रहने का विकल्प है? यह संभव है कि क्रमादेशित कोशिका मृत्यु के बिना, कनेक्शन कभी उत्पन्न नहीं हुए होंगे जो एक जटिल बहुकोशिकीय जीव में कोशिकाओं को एकजुट करते हैं। और चूंकि क्रमादेशित कोशिका मृत्यु माइटोकॉन्ड्रिया पर निर्भर करती है, इसलिए यह बहुत अच्छी तरह से हो सकता है कि बहुकोशिकीय जीव उनके बिना मौजूद नहीं हो सकते। यदि यह तर्क आपको दूरगामी लगता है, तो याद रखें कि निर्विवाद तथ्य,कि माइटोकॉन्ड्रिया सभी बहुकोशिकीय पौधों और जानवरों में मौजूद हैं।

एक और क्षेत्र जिसमें माइटोकॉन्ड्रिया अक्सर पॉप अप होता है, वह है यूकेरियोटिक कोशिकाओं की उत्पत्ति, यानी वे जटिल कोशिकाएँ जो सभी पौधों, जानवरों, शैवाल और कवक को बनाती हैं। शब्द "यूकेरियोटिक" ग्रीक शब्दों से आया है जिसका अर्थ है "वास्तविक कोर।" यह एक नाभिक को संदर्भित करता है जिसमें जीन स्थानीयकृत होते हैं। हालांकि, यह नाम, स्पष्ट रूप से, पूरे सार को प्रतिबिंबित नहीं करता है। वास्तव में, नाभिक के अलावा, यूकेरियोटिक कोशिकाओं की संरचना में कई अलग-अलग तत्व शामिल हैं, जिनमें, महत्वपूर्ण रूप से, मिटोकोंड्रिया शामिल हैं। ऐसी कोशिकाओं का विकास गर्म बहस का विषय है। आम तौर पर स्वीकृत बिंदु यह है कि वे धीरे-धीरे विकसित होते हैं, कदम से कदम, एक दिन तक एक आदिम यूकेरियोटिक कोशिका जीवाणु को पकड़ लेती है, जिसके बाद कई पीढ़ियों की गुलामी पूरी तरह से निर्भर माइटोकॉन्ड्रिया बन गई है।यह सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि सभी यूकेरियोटिक जीवों के पूर्वजों में माइटोकॉन्ड्रिया के बिना कुछ अज्ञात एककोशिकीय यूकेरियोट्स हैं - उन समय के अवशेष जब माइटोकॉन्ड्रिया को पहले "कब्जा" और "कार्रवाई में डाल दिया गया था।" लेकिन अब, पूरी तरह से आनुवंशिक विश्लेषण के दस वर्षों के बाद, ऐसा लगता है कि सभी ज्ञात यूकेरियोटिक कोशिकाओं में या तो माइटोकॉन्ड्रिया है, या एक बार (और फिर उन्हें खो दिया था)। यह निम्नानुसार है कि जटिल कोशिकाओं की उत्पत्ति माइटोकॉन्ड्रिया की उत्पत्ति से अविभाज्य है: ये दो घटनाएं, वास्तव में, एक थीं। यदि ऐसा है, तो माइटोकॉन्ड्रिया न केवल बहुकोशिकीय जीवों के विकास मूल के लिए आवश्यक थे, बल्कि यूकेरियोटिक कोशिकाओं के उनके घटक भी थे। इस प्रकार, माइटोकॉन्ड्रिया के बिना, पृथ्वी पर जीवन का विकास बैक्टीरिया के चरण से आगे नहीं बढ़ा होगा।सभी यूकेरियोटिक जीवों के पूर्वजों में माइटोकॉन्ड्रिया के बिना कुछ अज्ञात एककोशिकीय यूकेरियोट्स होते हैं - उन समय के अवशेष जब माइटोकॉन्ड्रिया को पहले "कब्जा कर लिया गया" और "कार्रवाई में डाल दिया गया।" लेकिन अब, पूरी तरह से आनुवंशिक विश्लेषण के दस वर्षों के बाद, ऐसा लगता है कि सभी ज्ञात यूकेरियोटिक कोशिकाओं में या तो माइटोकॉन्ड्रिया है, या एक बार (और फिर उन्हें खो दिया था)। यह निम्नानुसार है कि जटिल कोशिकाओं की उत्पत्ति माइटोकॉन्ड्रिया की उत्पत्ति से अविभाज्य है: ये दो घटनाएं, वास्तव में, एक थीं। यदि ऐसा है, तो माइटोकॉन्ड्रिया न केवल बहुकोशिकीय जीवों के विकास मूल के लिए आवश्यक थे, बल्कि यूकेरियोटिक कोशिकाओं के उनके घटक भी थे। इस प्रकार, माइटोकॉन्ड्रिया के बिना, पृथ्वी पर जीवन का विकास बैक्टीरिया के चरण से आगे नहीं बढ़ा होगा।सभी यूकेरियोटिक जीवों के पूर्वजों में माइटोकॉन्ड्रिया के बिना कुछ अज्ञात एककोशिकीय यूकेरियोट्स होते हैं - उन समय के अवशेष जब माइटोकॉन्ड्रिया को पहले "कब्जा कर लिया गया" और "कार्रवाई में डाल दिया गया।" लेकिन अब, पूरी तरह से आनुवंशिक विश्लेषण के दस वर्षों के बाद, ऐसा लगता है कि सभी ज्ञात यूकेरियोटिक कोशिकाओं में या तो माइटोकॉन्ड्रिया है, या एक बार (और फिर उन्हें खो दिया था)। यह निम्नानुसार है कि जटिल कोशिकाओं की उत्पत्ति माइटोकॉन्ड्रिया की उत्पत्ति से अविभाज्य है: ये दो घटनाएं, वास्तव में, एक थीं। यदि ऐसा है, तो माइटोकॉन्ड्रिया न केवल बहुकोशिकीय जीवों के विकास मूल के लिए आवश्यक थे, बल्कि यूकेरियोटिक कोशिकाओं के उनके घटक भी थे। इस प्रकार, माइटोकॉन्ड्रिया के बिना, पृथ्वी पर जीवन का विकास बैक्टीरिया के चरण से आगे नहीं बढ़ा होगा।

माइटोकॉन्ड्रिया के अस्तित्व का एक और पहलू, जो कम व्यापक रूप से चर्चा में है, दो लिंगों के बीच के अंतर से संबंधित है, या यहां तक ​​कि, कोई भी कह सकता है कि दो लिंगों के अस्तित्व की बहुत आवश्यकता है। सवाल यह है कि दो लिंगों की आवश्यकता क्यों है एक प्रसिद्ध पहेली के साथ एक प्रसिद्ध जवाब है। तथ्य यह है कि यौन प्रजनन के दौरान, बच्चे को जन्म देने के लिए दो माता-पिता की आवश्यकता होती है, जबकि वनस्पति या पार्थेनोजेनेटिक प्रजनन के दौरान, केवल एक माँ पर्याप्त होती है, और पिता की बिल्कुल भी आवश्यकता नहीं होती है। इसका अस्तित्व न केवल निरर्थक है, बल्कि संसाधनों के एक अक्षम्य भटकाव की ओर भी ले जाता है। इसके अलावा, दो लिंगों की उपस्थिति का मतलब है कि हमें अपने आप में से आधी आबादी से एक यौन साथी का चयन करना चाहिए, कम से कम अगर हम संतान की तलाश में हैं। प्रजनन और किसी अन्य के संदर्भ में, यह बहुत बेहतर होगा,अगर सभी लोग एक ही लिंग के थे या यदि असीमित संख्या में लिंग थे। दो लिंग सबसे खराब संभव विकल्प हैं। 1970 के दशक के उत्तरार्ध में प्रस्तावित इस पहेली का जवाब, वर्तमान में अधिकांश वैज्ञानिकों द्वारा स्वीकार किया जाता है, लेकिन गैर-विशेषज्ञों के लिए लगभग अपरिचित है। जैसा कि आपने अनुमान लगाया होगा, यह माइटोकॉन्ड्रिया से जुड़ा है। दो लिंग आवश्यक हैं क्योंकि उनमें से एक को माइटोकॉन्ड्रिया को संतानों (अंडे में) में स्थानांतरित करने में विशेषज्ञ होना चाहिए, और दूसरे, इसके विपरीत, उन्हें (शुक्राणु में) संचारित नहीं करना चाहिए। ऐसा क्यों होना चाहिए, हम अध्याय 6 में देखेंगे।यह माइटोकॉन्ड्रिया से जुड़ा हुआ है। दो लिंग आवश्यक हैं क्योंकि उनमें से एक को माइटोकॉन्ड्रिया को संतानों (अंडे में) में स्थानांतरित करने में विशेषज्ञ होना चाहिए, और दूसरे, इसके विपरीत उन्हें (शुक्राणु में) संचारित नहीं करना चाहिए। ऐसा क्यों होना चाहिए, हम अध्याय 6 में देखेंगे।यह माइटोकॉन्ड्रिया से जुड़ा हुआ है। दो लिंग आवश्यक हैं क्योंकि उनमें से एक को माइटोकॉन्ड्रिया को संतानों (अंडे में) में स्थानांतरित करने में विशेषज्ञ होना चाहिए, और दूसरे, इसके विपरीत उन्हें (शुक्राणु में) संचारित नहीं करना चाहिए। ऐसा क्यों होना चाहिए, हम अध्याय 6 में देखेंगे।

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मैंने पहले ही कहा है कि माइटोकॉन्ड्रिया एक खुला रहस्य है। फिर भी, नवाबी प्रसिद्धि के बावजूद, वे एक रहस्य बने हुए हैं। माइटोकॉन्ड्रिया से संबंधित कई गंभीर विकास संबंधी मुद्दों को शायद ही कभी उठाया जाता है और यहां तक ​​कि वैज्ञानिक पत्रिकाओं में भी विस्तार से कम चर्चा की जाती है, और माइटोकॉन्ड्रिया से संबंधित अनुसंधान के विभिन्न क्षेत्रों को आमतौर पर प्रत्येक अपनी संकीर्ण दुनिया में बंद कर दिया जाता है। मैं एक उदाहरण दूंगा। झिल्ली के माध्यम से प्रोटॉन परिवहन वह तंत्र है जिसके द्वारा माइटोकॉन्ड्रिया ऊर्जा उत्पन्न करते हैं। यह तंत्र सबसे आदिम जीवाणुओं सहित सभी जीवन रूपों में पाया जाता है, और चरम के लिए अजीब है। जैसा कि एक विशेषज्ञ ने कहा, "डार्विन के बाद पहली बार, आइंस्टीन, हाइजेनबर्ग, या श्रोडिंगर हाइपोथेसिस के रूप में विरोधाभास और सामान्य ज्ञान के विपरीत एक परिकल्पना जीव विज्ञान में दिखाई दी।" हालाँकि, यह परिकल्पना सही निकली,और इसके लेखक पीटर मिशेल को 1978 में नोबेल पुरस्कार मिला। हालांकि, कुछ लोग सवाल पूछते हैं: क्यों, वास्तव में, ऊर्जा उत्पादन का इतना असामान्य तरीका विभिन्न जीवन रूपों के लिए इतना महत्वपूर्ण हो गया है? जैसा कि हम बाद में देखेंगे, इस प्रश्न का उत्तर जीवन की उत्पत्ति पर प्रकाश डालता है।

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इसी तरह के कई सवाल हैं। समय-समय पर व्यावहारिक विद्वान उन्हें वैज्ञानिक लेखों में उठाते हैं, लेकिन ये तर्क शायद ही कभी आम जनता तक पहुंचते हैं। पहली नज़र में, ये सवाल हास्यास्पद रूप से अपमानजनक और निर्बाध लग सकते हैं। हालांकि, उनके उत्तर, एक साथ लिए गए, विकासवादी प्रक्षेपवक्र की पूरी तस्वीर बनाते हैं, जो जीवन की उत्पत्ति से शुरू होता है, जटिल कोशिकाओं और बहुकोशिकीय जीवों के उद्भव के चरणों से गुजरता है और शरीर के आकार, लिंग, गर्म-रक्तपात, उम्र बढ़ने और मृत्यु की उपस्थिति में वृद्धि की ओर जाता है। यह चित्र इस बात पर बिल्कुल ताज़ा नज़र आता है कि हम पृथ्वी पर भी क्यों मौजूद हैं, हम ब्रह्मांड में अकेले क्यों हैं, हमारे पास एक व्यक्ति की भावना क्यों है, हम प्रेम क्यों करते हैं, हमारे पूर्वज कौन थे, हम क्यों बूढ़े हो गए और मर गए। संक्षेप में, यह आपको जीवन के अर्थ को समझने की अनुमति देता है।जैसा कि इतिहासकार फेलिप फर्नांडीज-आर्मस्टो ने लिखा है, '' कहानियां खुद को समझाती हैं; अगर हम जानते हैं कि घटनाओं का विकास कैसे हुआ, तो हम यह समझने लगते हैं कि वे क्यों हुईं। ” और जब पृथ्वी पर जीवन के इतिहास को फिर से बनाना, तो सवाल "कैसे?" और "क्यों?" भी बारीकी से intertwined।

मैं व्यापक दर्शकों के लिए एक पुस्तक लिखना चाहता था, विशेष रूप से विज्ञान और विशेष रूप से जीव विज्ञान में पारंगत नहीं। फिर भी, मुझे यह मानना ​​पड़ा कि पाठक कोशिका जीव विज्ञान की मूल बातों से परिचित है, और कभी-कभी विशेष शब्दावली का सहारा लेते हैं। हालाँकि, पुस्तक के कुछ हिस्से उन लोगों के लिए भी समझना मुश्किल हो सकते हैं जो शब्दावली से पूरी तरह परिचित हैं। लेकिन फिर भी आपको उन्हें पढ़ना चाहिए। विज्ञान का आकर्षण और विशेष आनंद जो आप तब अनुभव करते हैं जब आप कुछ समझना शुरू करते हैं, ऐसे प्रश्नों के विरुद्ध संघर्ष में सामने आते हैं, जिनके स्पष्ट उत्तर नहीं होते हैं। दूर के अतीत की घटनाओं (अरबों साल पहले) को प्रभावित करने वाले कई सवालों के सटीक जवाब देना शायद ही संभव हो। फिर भी, हम उन ज्ञान का उपयोग कर सकते हैं जो हमारे पास हैं, या लगता है कि हमारे पास है, ताकि संभावित उत्तरों की सूची को कम किया जा सके। हर जगह सुराग की चाबी बिखरी पड़ी हैऔर कभी-कभी आप उन्हें सबसे असामान्य स्थानों में पाते हैं। उन्हें खोजने के लिए, आपको आधुनिक आणविक जीव विज्ञान में कुछ ज्ञान की आवश्यकता है, इसलिए कुछ वर्गों की अपरिहार्य जटिलता। हमारे निपटान में इन कुंजियों को रखने के बाद, हम शर्लक होम्स के बाद, कुछ उत्तर विकल्पों को छोड़कर दूसरों पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं। महान जासूस के शब्दों में: "सभी असंभव को छोड़ दो, जो शेष है वह उत्तर होगा, चाहे वह कितना भी अविश्वसनीय क्यों न हो।" यद्यपि विकासवाद की नाक के सामने "असंभव" शब्द लहराते हुए काफी खतरनाक है, आप एक जासूस की अतुलनीय खुशी का अनुभव करते हैं जिसने सबसे संभावित विकासवादी रास्तों को बहाल करने की कोशिश करते समय सही ट्रैक मारा है। मुझे उम्मीद है कि मेरा उत्साह आंशिक रूप से आप पर होगा।इसलिए कुछ वर्गों की अपरिहार्य जटिलता। हमारे निपटान में इन कुंजियों को रखने के बाद, हम शर्लक होम्स के बाद, कुछ उत्तर विकल्पों को छोड़कर दूसरों पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं। महान जासूस के शब्दों में: "सभी असंभव को छोड़ दो, जो शेष है वह उत्तर होगा, चाहे वह कितना भी अविश्वसनीय क्यों न हो।" यद्यपि विकासवाद की नाक के सामने "असंभव" शब्द लहराते हुए काफी खतरनाक है, आप एक जासूस की अतुलनीय खुशी का अनुभव करते हैं जिसने सबसे संभावित विकासवादी रास्तों को बहाल करने की कोशिश करते समय सही ट्रैक मारा है। मुझे उम्मीद है कि मेरा उत्साह आंशिक रूप से आप पर होगा।इसलिए कुछ वर्गों की अपरिहार्य जटिलता। हमारे निपटान में इन कुंजियों को रखने के बाद, हम शर्लक होम्स के बाद, कुछ उत्तर विकल्पों को छोड़कर दूसरों पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं। महान जासूस के शब्दों में: "सभी असंभव को छोड़ दो, जो शेष है वह उत्तर होगा, चाहे वह कितना भी अविश्वसनीय क्यों न हो।" यद्यपि विकासवाद की नाक के सामने "असंभव" शब्द लहराते हुए काफी खतरनाक है, आप एक जासूस की अतुलनीय खुशी का अनुभव करते हैं जिसने सबसे संभावित विकासवादी पथ को बहाल करने की कोशिश करते समय सही ट्रैक मारा है। मुझे उम्मीद है कि मेरा उत्साह आंशिक रूप से आप पर होगा।हालांकि वह अविश्वसनीय लग सकता है। ”१ यद्यपि विकासवाद की नाक के सामने "असंभव" शब्द लहराते हुए काफी खतरनाक है, आप एक जासूस की अतुलनीय खुशी का अनुभव करते हैं जिसने सबसे संभावित विकासवादी पथ को बहाल करने की कोशिश करते समय सही ट्रैक मारा है। मुझे उम्मीद है कि मेरा उत्साह आंशिक रूप से आप पर होगा।हालांकि वह अविश्वसनीय लग सकता है। ”१ यद्यपि विकासवाद की नाक के सामने "असंभव" शब्द लहराते हुए काफी खतरनाक है, आप एक जासूस की अतुलनीय खुशी का अनुभव करते हैं जिसने सबसे संभावित विकासवादी पथ को बहाल करने की कोशिश करते समय सही ट्रैक मारा है। मुझे उम्मीद है कि मेरा उत्साह आंशिक रूप से आप पर होगा।

मैंने शब्दावली में कुछ विशेष शब्दों की संक्षिप्त परिभाषा दी है। फिर भी, आगे बढ़ने से पहले, उन पाठकों के लिए सेल बायोलॉजी की मूल बातें पर थोड़ा बात करना सार्थक हो सकता है जो जीव विज्ञान से बिल्कुल भी परिचित नहीं हैं। एक जीवित कोशिका एक लघु ब्रह्मांड है, जो जीवन का सबसे सरल रूप है, जो स्वतंत्र अस्तित्व में सक्षम है। इसलिए, यह वह है जो जीव विज्ञान की मूल इकाई है। एक कोशिका एक स्वतंत्र जीव हो सकती है (अमीबा को याद रखें या, इस मामले के लिए, बैक्टीरिया)। ऐसे जीवों को एककोशिकीय कहा जाता है। एक बहुकोशिकीय जीव में कई कोशिकाएं होती हैं (हमारे मामले में, उनमें से लाखों लाखों हैं)। कोशिका का अध्ययन करने वाले विज्ञान को ग्रीक शब्द सिट्टो से कोशिका विज्ञान कहा जाता है - एक कोशिका (मूल अर्थ एक पोत, रिसेप्टकल) है। रूट "साइटो" कई शब्दों का हिस्सा है। उदाहरण के लिए, साइटोक्रोम एक सेल में "रंगीन" प्रोटीन होते हैं,कोशिका द्रव्य - कोशिका का आंतरिक वातावरण (नाभिक को छोड़कर सब कुछ), एरिथ्रोसाइट - लाल रक्त कोशिका।

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एक बैक्टीरियल सेल, किसी भी अन्य की तरह, साइटोप्लाज्म से भरा होता है। इसमें एक जेल की स्थिरता होती है और इसमें (समाधान या निलंबन के रूप में) जैविक अणुओं की एक विस्तृत विविधता होती है। उनमें से कुछ को सूक्ष्मदर्शी के तहत अधिकतम आवर्धन (लाखों बार) मुश्किल से देखा जा सकता है। इस तरह की वृद्धि के साथ, साइटोप्लाज्म खुरदरा दिखता है, जैसे कि पक्षी के आंख के दृश्य से तिल वाले क्षेत्र। सबसे पहले, इन अणुओं के बीच, एक पागल तिल की चाल के समान डीएनए के लंबे विक्षेपित अणुओं (आनुवंशिक जानकारी के वाहक) का नाम देना आवश्यक है। डीएनए की आणविक संरचना - प्रसिद्ध डबल हेलिक्स - की खोज वाटसन और क्रिक ने आधी सदी से भी पहले की थी। अन्य "खुरदरापन" बड़े प्रोटीन हैं। वे इस तरह की वृद्धि के साथ भी मुश्किल से ध्यान देने योग्य होते हैं और फिर भी ऐसी त्रुटिहीन सटीकता के साथ लाखों परमाणुओं को संगठित करते हैं,एक्स-रे विश्लेषण द्वारा प्रोटीन की आणविक संरचना को विघटित किया जा सकता है। वह सब है। हमें अधिक कुछ भी नहीं दिख रहा है, हालांकि जैव रासायनिक विश्लेषण से पता चलता है कि बैक्टीरिया, कोशिकाओं में से सबसे सरल, वास्तव में बेहद जटिल हैं, और हम केवल यह समझने के लिए शुरुआत कर रहे हैं कि वे कैसे काम करते हैं।

हम पूरी तरह से अलग कोशिकाओं से बने हैं। सेलुलर "फार्मयार्ड" पर वे कई अन्य लोगों के लिए "बराबर" हैं। शुरू करने के लिए, वे बहुत बड़े हैं। उनकी मात्रा कभी-कभी बैक्टीरिया कोशिकाओं के आयतन से सैकड़ों-हजारों गुना बड़ी होती है। अंदर, आप बहुत कुछ देख सकते हैं। एक खुरदरी सतह, विभिन्न पुटिकाओं के साथ मुड़े हुए झिल्ली के विशाल ढेर होते हैं, जिनमें से सामग्री को साइटोप्लाज्म के बाकी हिस्सों से अलग किया जाता है, जैसे कि ठंड के लिए पाउच में, साथ ही साथ फाइबर के घने शाखाओं वाले नेटवर्क सेल का संरचनात्मक समर्थन और लोच प्रदान करते हैं - साइटोस्केलेटन। और वहां ऑर्गेनेल हैं - कोशिका अंग जो विशेष कार्य करते हैं, जैसे कि, उदाहरण के लिए, हमारे गुर्दे उत्सर्जन का कार्य करते हैं। लेकिन सबसे महत्वपूर्ण बात, हमारी कोशिकाओं में एक कोर है - एक ब्रूडिंग ग्रह जो सेलुलर सूक्ष्म जगत में शासन करता है। इसकी सतह, चंद्रमा के चेहरे की तरह,"craters" (वास्तव में सबसे छोटे pores) के साथ धब्बेदार। ऐसे नाभिक वाले कोशिकाओं को यूकेरियोटिक कहा जाता है। ये पृथ्वी पर सबसे महत्वपूर्ण कोशिकाएं हैं। उनके बिना, दुनिया अनिश्चित रूप से अलग होगी, क्योंकि सभी पौधों और जानवरों, सभी शैवाल और कवक, लगभग सभी जीवित चीजें जो नग्न आंखों से देखी जा सकती हैं, उनमें यूकेरियोटिक कोशिकाएं होती हैं, और उनमें से प्रत्येक का अपना नाभिक होता है।

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जब फ्रांसिस क्रिक ने डीएनए की संरचना की खोज की, तो उन्होंने तुरंत महसूस किया कि आनुवांशिक विरासत का तंत्र कैसे काम करता है, और शाम को उन्होंने पब में घोषणा की कि उन्होंने जीवन की पहेली को हल किया है। डीएनए स्वयं और प्रोटीन दोनों के संयोजन के लिए मैट्रिक्स है। दो पॉली न्यूक्लियोटाइड डबल हेलिक्स चेन में से प्रत्येक दूसरे के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है। जब वे विचलन करते हैं, और कोशिका विभाजन के दौरान ऐसा होता है, प्रत्येक सर्किट एक पूर्ण, डबल हेलिक्स को इकट्ठा करने के लिए आवश्यक जानकारी प्रदान करता है। परिणाम दो समान प्रतियां हैं। डीएनए में एन्कोड की गई जानकारी प्रोटीन की आणविक संरचना "मंत्र" को निर्धारित करती है। यह, क्रिक ने कहा, सभी जीव विज्ञान का "केंद्रीय हठधर्मिता" है - जीन प्रोटीन को कूटबद्ध करते हैं। एक लंबा डीएनए टेलीग्राफ टेप केवल चार आणविक "पत्र" (न्यूक्लियोटाइड्स) का एक क्रम है;इसलिए हमारे सभी शब्दों और हमारी सभी पुस्तकों में केवल 33 अक्षरों के संयोजन शामिल हैं। शरीर जीनों की एक पूरी लाइब्रेरी को जीनोम कहा जाता है, जिसका आकार एक अरब "अक्षरों" तक पहुंच सकता है। एक जीन - अनिवार्य रूप से एक प्रोटीन "बनाने" के लिए कोड - आमतौर पर हजारों न्यूक्लियोटाइड होते हैं। एक प्रोटीन उपीनिट्स की एक श्रृंखला है जिसे अमीनो एसिड कहा जाता है। अमीनो एसिड का क्रम प्रोटीन के कार्यात्मक गुणों को निर्धारित करता है, और जीन में अक्षरों का क्रम प्रोटीन में अमीनो एसिड के अनुक्रम को निर्धारित करता है। एक जीन म्यूटेशन ("अक्षरों" के अनुक्रम को बदलते हुए) प्रोटीन की संरचना में बदलाव ला सकता है (या ऐसा नहीं हो सकता है, क्योंकि आनुवंशिक कोड में कुछ हद तक अतिरेक है, या, एक विशेष भाषा में, अध: पतन, और एक ही एमिनो एसिड कई अलग-अलग संयोजनों द्वारा एन्कोड किया जा सकता है) पत्र)।शरीर जीनों की एक पूरी लाइब्रेरी को जीनोम कहा जाता है, जिसका आकार एक अरब "अक्षरों" तक पहुंच सकता है। एक जीन - अनिवार्य रूप से एक प्रोटीन "बनाने" के लिए कोड - आमतौर पर हजारों न्यूक्लियोटाइड होते हैं। एक प्रोटीन उपीनिट्स की एक श्रृंखला है जिसे अमीनो एसिड कहा जाता है। अमीनो एसिड का क्रम प्रोटीन के कार्यात्मक गुणों को निर्धारित करता है, और जीन में अक्षरों का क्रम प्रोटीन में अमीनो एसिड के अनुक्रम को निर्धारित करता है। एक जीन म्यूटेशन ("अक्षरों" के अनुक्रम को बदलते हुए) प्रोटीन की संरचना में बदलाव ला सकता है (या ऐसा नहीं हो सकता है, क्योंकि आनुवंशिक कोड में कुछ हद तक अतिरेक है, या, एक विशेष भाषा में, अध: पतन, और एक ही एमिनो एसिड कई अलग-अलग संयोजनों द्वारा एन्कोड किया जा सकता है) पत्र)।शरीर जीनों की एक पूरी लाइब्रेरी को जीनोम कहा जाता है, जिसका आकार एक अरब "अक्षरों" तक पहुंच सकता है। एक जीन - अनिवार्य रूप से एक प्रोटीन "बनाने" के लिए कोड - आमतौर पर हजारों न्यूक्लियोटाइड होते हैं। एक प्रोटीन उपीनिट्स की एक श्रृंखला है जिसे अमीनो एसिड कहा जाता है। अमीनो एसिड का क्रम प्रोटीन के कार्यात्मक गुणों को निर्धारित करता है, और जीन में अक्षरों का क्रम प्रोटीन में अमीनो एसिड के अनुक्रम को निर्धारित करता है। एक जीन म्यूटेशन ("अक्षरों" के अनुक्रम को बदलते हुए) प्रोटीन की संरचना में बदलाव ला सकता है (या ऐसा नहीं हो सकता है, क्योंकि आनुवंशिक कोड में कुछ हद तक अतिरेक है, या, एक विशेष भाषा में, अध: पतन, और एक ही एमिनो एसिड कई अलग-अलग संयोजनों द्वारा एन्कोड किया जा सकता है) पत्र)।एक प्रोटीन के "निर्माण" के लिए कोड - आमतौर पर हजारों न्यूक्लियोटाइड्स होते हैं। एक प्रोटीन उपीनिट्स की एक श्रृंखला है जिसे अमीनो एसिड कहा जाता है। अमीनो एसिड का क्रम प्रोटीन के कार्यात्मक गुणों को निर्धारित करता है, और जीन में अक्षरों का क्रम प्रोटीन में अमीनो एसिड के अनुक्रम को निर्धारित करता है। एक जीन म्यूटेशन ("अक्षरों" के अनुक्रम को बदलते हुए) प्रोटीन की संरचना में बदलाव ला सकता है (या ऐसा नहीं हो सकता है, क्योंकि आनुवंशिक कोड में कुछ हद तक अतिरेक है, या, एक विशेष भाषा में, अध: पतन, और एक ही एमिनो एसिड कई अलग-अलग संयोजनों द्वारा एन्कोड किया जा सकता है) पत्र)।एक प्रोटीन के "निर्माण" के लिए कोड - आमतौर पर हजारों न्यूक्लियोटाइड्स होते हैं। एक प्रोटीन उपीनिट्स की एक श्रृंखला है जिसे अमीनो एसिड कहा जाता है। अमीनो एसिड का क्रम प्रोटीन के कार्यात्मक गुणों को निर्धारित करता है, और जीन में अक्षरों का क्रम प्रोटीन में अमीनो एसिड के अनुक्रम को निर्धारित करता है। एक जीन म्यूटेशन ("अक्षरों" के अनुक्रम को बदलते हुए) प्रोटीन की संरचना में बदलाव ला सकता है (या ऐसा नहीं हो सकता है, क्योंकि आनुवंशिक कोड में कुछ हद तक अतिरेक है, या, एक विशेष भाषा में, अध: पतन, और एक ही एमिनो एसिड कई अलग-अलग संयोजनों द्वारा एन्कोड किया जा सकता है) पत्र)।एक जीन म्यूटेशन ("अक्षरों" के अनुक्रम को बदलते हुए) प्रोटीन की संरचना में बदलाव ला सकता है (या ऐसा नहीं हो सकता है, क्योंकि आनुवंशिक कोड में कुछ हद तक अतिरेक है, या, एक विशेष भाषा में, अध: पतन, और एक ही एमिनो एसिड कई अलग-अलग संयोजनों द्वारा एन्कोड किया जा सकता है) पत्र)।एक जीन म्यूटेशन ("अक्षरों" के अनुक्रम को बदलते हुए) प्रोटीन की संरचना में बदलाव ला सकता है (या ऐसा नहीं हो सकता है, क्योंकि आनुवंशिक कोड में कुछ हद तक अतिरेक है, या, एक विशेष भाषा में, अध: पतन, और एक ही एमिनो एसिड कई अलग-अलग संयोजनों द्वारा एन्कोड किया जा सकता है) पत्र)।

गिलहरी पृथ्वी पर जीवन के विशेष गौरव और गौरव का विषय है। उनके रूपों और कार्यों की विविधता लगभग अंतहीन है। और जीवन की लगभग सभी विविधताएं विभिन्न प्रकार के प्रोटीनों के लिए अस्तित्व में हैं। प्रोटीन के लिए धन्यवाद, जीवन की सभी भौतिक उपलब्धियां संभव हैं - चयापचय से आंदोलन तक, उड़ान से दृष्टि तक, प्रतिरक्षा से सिग्नलिंग सिस्टम तक। उनके कार्यों के अनुसार, प्रोटीन कई बड़े समूहों में विभाजित हैं। सबसे महत्वपूर्ण एंजाइमों में से एक है। वे जैविक उत्प्रेरक हैं और जबरदस्त सब्सट्रेट विशिष्टता के साथ परिमाण के कई आदेशों द्वारा जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर में वृद्धि कर सकते हैं। कुछ एंजाइम भी आइसोटोप (एक ही परमाणु के विभिन्न रूप) को भेद कर सकते हैं। प्रोटीन के अन्य महत्वपूर्ण समूह हार्मोन और उनके रिसेप्टर्स हैं, प्रोटीन जो प्रतिरक्षा प्रणाली के लिए जिम्मेदार हैं, जैसे एंटीबॉडी, प्रोटीन, डीएनए - बाध्यकारी प्रोटीन,जैसे हिस्टोन्स, और संरचनात्मक प्रोटीन जो साइटोस्केलेटन का निर्माण करते हैं।

जेनेटिक कोड अक्रिय है। यह विशाल मात्रा में जानकारी एक विश्वसनीय भंडार में रखी जाती है - साइटोप्लाज्म में होने वाली प्रक्रियाओं से अलग एक नाभिक; इस प्रकार, मूल्यवान विश्वकोषों को पुस्तकालयों में संग्रहित किया जाता है, और एक कारखाने में अंतहीन अध्ययन नहीं किया जाता है, कहते हैं। सेल में रोजमर्रा के काम के लिए, कम-मूल्य की फोटोकॉपी का उपयोग किया जाता है। वे आरएनए से बने हैं। इस macromolecule के संरचनात्मक तत्व डीएनए के संरचनात्मक तत्वों के समान हैं, लेकिन यह एकल के रूप में मुड़ जाता है, दोहरे नहीं, श्रृंखला के रूप में। कई प्रकार के आरएनए हैं, और प्रत्येक अपना कार्य करता है। सबसे पहले, इसे सूचनात्मक या मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए, या एमआरएनए) कहा जाना चाहिए, जिसकी लंबाई कम या ज्यादा एक जीन की लंबाई से मेल खाती है। डीएनए की तरह, mRNA में न्यूक्लियोटाइड का एक अनुक्रम होता है और यह डीएनए के आनुवंशिक अनुक्रम की एक सटीक प्रतिकृति है।डीएनए के आनुवंशिक अनुक्रम को थोड़ा अलग mRNA सुलेख में स्थानांतरित किया जाता है - फ़ॉन्ट बदलता है, लेकिन वाक्य का अर्थ अपरिवर्तित रहता है। यह आरएनए एक पंखों वाला दूत है। यह भौतिक रूप से नाभिक से कोशिका द्रव्य में परमाणु झिल्ली में छिद्रों से होकर गुजरता है। वहाँ वह कुछ राइबोसोम के लिए "moors" - कई प्रोटीन विधानसभा कारखानों के हजारों में से एक। आणविक मानकों द्वारा वे विशाल हैं, सूक्ष्म मानकों द्वारा वे बहुत छोटे हैं। वे कोशिका के कुछ आंतरिक झिल्ली पर एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप द्वारा मुश्किल से पहचाने जा सकते हैं, जिससे वे एक मोटा रूप देते हैं, साथ ही छोटे डॉट्स के रूप में साइटोप्लाज्म में भी। राइबोसोम राइबोसोमल आरएनए और प्रोटीन के मिश्रण से बने होते हैं। उनका कार्य अनुवाद है, सूचना का अनुवाद जो एमआरएनए प्रोटीन की भाषा में लाया गया है, अर्थात् अमीनो एसिड का अनुक्रम।प्रतिलेखन और अनुवाद कई विशिष्ट प्रोटीनों द्वारा नियंत्रित और विनियमित होते हैं, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण प्रतिलेखन कारक कहलाते हैं। वे जीन अभिव्यक्ति को विनियमित करते हैं, अर्थात्, एक निष्क्रिय कोड से एक सक्रिय प्रोटीन में परिवर्तित होता है जिसमें सेल या उससे आगे की चीजें होती हैं।

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पहली बार, माइटोकॉन्ड्रिया - ग्रैन्यूल, छड़ या तंतुओं के समान संरचनाएं - यहां तक ​​कि एक प्रकाश माइक्रोस्कोप के तहत भी देखा गया। उनकी उत्पत्ति तुरंत विवाद का विषय बन गई। माइटोकॉन्ड्रिया के महत्व को पहचानने वाले पहले में से एक जर्मन वैज्ञानिक रिचर्ड ऑल्टमैन थे। उन्होंने सुझाव दिया कि ये छोटे दाने जीवन के मूलभूत कण हैं। 1886 में, उन्होंने उन्हें बायोब्लास्ट कहा। ऐसा प्रतीत होता है कि बायोब्लास्ट्स सेल के एकमात्र जीवित घटक थे, और सेल स्वयं उनके गढ़वाले निवास थे, लौह युग के लोगों के किले के समान। प्लाज्मा झिल्ली और नाभिक सहित सेल में बाकी सब कुछ, बायोब्लास्ट द्वारा अपनी आवश्यकताओं के लिए बनाया गया था, और साइटोसोल (साइटोप्लाज्म का पानी वाला हिस्सा) पोषक तत्वों के भंडार के रूप में कार्य करता है।

ऑल्टमैन के विचारों ने जड़ नहीं लिया, लेकिन उन्होंने खुद खुलकर उपहास किया। ऐसे लोग थे जिन्होंने दावा किया था कि बायोबलास्ट केवल उनकी कल्पना का एक अनुमान था, सूक्ष्म तैयारी तैयार करने की जटिल प्रक्रिया की कलाकृतियां। यह मामला इस तथ्य से जटिल था कि उस समय के कोशिकाविज्ञानी कोशिका विभाजन के दौरान गुणसूत्रों के शानदार नृत्य से मोहित थे। इस नृत्य की कल्पना करने के लिए, सेल के पारदर्शी घटकों को विशेष रंगों के साथ दाग दिया गया था। क्रोमोसोम अम्लीय रंगों के साथ सबसे अच्छा दाग थे, और वे, दुर्भाग्य से, आमतौर पर माइटोकॉन्ड्रिया को भंग कर देते थे। नाभिक पर "निर्धारण" ने अपने हाथों से माइटोकॉन्ड्रिया के सभी सबूतों को नष्ट करने के लिए साइटोलॉजिस्ट का नेतृत्व किया। कुछ अन्य रंजक केवल थोड़े समय के लिए माइटोकॉन्ड्रिया को दाग देते हैं, और फिर प्रक्षालित होते हैं। इस व्यवहार ने संदेह को जोड़ा: ये संरचनाएं क्या हैं, जो जबरदस्ती के तरीके से,फिर प्रकट होते हैं, फिर गायब हो जाते हैं। अंत में, 1897 में, कार्ल बेंदा ने दिखाया कि माइटोकॉन्ड्रिया एक भ्रम नहीं है, बल्कि वास्तविक सेलुलर संरचनाएं हैं। उन्होंने उन्हें "लगभग सभी कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में ग्रैन्यूल्स, स्टिक या फिलामेंट्स" के रूप में परिभाषित किया, जो कि वसा की अम्ल या सॉल्वैंट्स की क्रिया द्वारा नष्ट हो जाते हैं। उनके द्वारा प्रस्तावित शब्द "माइटोकॉन्ड्रिया" ग्रीक शब्दों मिटोस - थ्रेड और चोंडेरियन - अनाज से आता है। यह नाम समय की कसौटी पर खरा उतरा है, लेकिन तब यह बहुतों में से एक था। अलग-अलग समय में, माइटोकॉन्ड्रिया को तीस से अधिक खुशी से अस्पष्ट उपनामों जैसे चोंड्रियोसोम्स, क्रोमिडिया, चोंड्रीकोक्ट्स, एक्लेस्टोसोम्स, हिस्टोमेरेज़, माइक्रोसॉम्स, प्लास्टोसोम्स, पॉलीप्लास्मास और वाइब्रोडेनस कहा जाता था।लगभग सभी कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में छड़ें या फिलामेंट्स <...> जो वसा के एसिड या विलायक की कार्रवाई से नष्ट हो जाते हैं। " उनके द्वारा प्रस्तावित शब्द "माइटोकॉन्ड्रिया" ग्रीक शब्दों मिटोस - थ्रेड और चोंडेरियन - अनाज से आता है। यह नाम समय की कसौटी पर खरा उतरा है, लेकिन तब यह बहुतों में से एक था। अलग-अलग समय में, माइटोकॉन्ड्रिया को तीस से अधिक खुशी से अस्पष्ट उपनामों जैसे चोंड्रियोसोम्स, क्रोमिडिया, चोंड्रीकोक्ट्स, एक्लेस्टोसोम्स, हिस्टोमेरेज़, माइक्रोसॉम्स, प्लास्टोसोम्स, पॉलीप्लास्मास और वाइब्रोडेनस कहा जाता था।लगभग सभी कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में छड़ें या फिलामेंट्स <...> जो वसा के एसिड या विलायक की कार्रवाई से नष्ट हो जाते हैं। " उनके द्वारा प्रस्तावित शब्द "माइटोकॉन्ड्रिया" ग्रीक शब्दों मिटोस - थ्रेड और चोंडेरियन - अनाज से आता है। यह नाम समय की कसौटी पर खरा उतरा है, लेकिन तब यह बहुतों में से एक था। अलग-अलग समय में, माइटोकॉन्ड्रिया को तीस से अधिक खुशी से अस्पष्ट उपनामों जैसे चोंड्रियोसोम्स, क्रोमिडिया, चोंड्रीकोक्ट्स, एक्लेस्टोसोम्स, हिस्टोमेरेज़, माइक्रोसॉम्स, प्लास्टोसोम्स, पॉलीप्लास्मास और वाइब्रोडेनस कहा जाता था।अलग-अलग समय में, माइटोकॉन्ड्रिया को तीस से अधिक खुशी से अस्पष्ट उपनामों जैसे चॉन्ड्रियोसोम, क्रोमिडिया, चोंड्रियोकॉन्स, इलेक्टोसम, हिस्टोमेरस, माइक्रोसॉम्स, प्लास्टोसोम्स, पॉलीप्लाज्मा और वाइब्रोडेनस कहा जाता था।अलग-अलग समय में, माइटोकॉन्ड्रिया को तीस से अधिक खुशी से अस्पष्ट उपनामों जैसे चोंड्रियोसोम्स, क्रोमिडिया, चोंड्रीकोक्ट्स, एक्लेस्टोसोम्स, हिस्टोमेरेज़, माइक्रोसॉम्स, प्लास्टोसोम्स, पॉलीप्लास्मास और वाइब्रोडेनस कहा जाता था।

इसलिए, माइटोकॉन्ड्रिया के अस्तित्व पर अब सवाल नहीं उठाया गया, लेकिन उनका कार्य एक रहस्य बना रहा। अल्टमैन के बाद, कुछ ने उन्हें जीवन के मूल तत्व माना। एक नियम के रूप में, उन्हें बहुत अधिक मामूली भूमिका सौंपी गई थी। कुछ माइटोकॉन्ड्रिया को प्रोटीन या वसा संश्लेषण का केंद्र मानते हैं, जबकि अन्य जीन भंडारण साइटों पर विचार करते हैं। वास्तव में, माइटोकॉन्ड्रिया ने हिस्टोलॉजिकल दागों के रहस्यमय मलिनकिरण का उत्पादन किया। ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप माइटोकॉन्ड्रिया से रंग गायब हो गए, सेलुलर श्वसन के दौरान भोजन के ऑक्सीकरण के समान एक प्रक्रिया। 1912 में, बेंजामिन फ्रीमैन किंग्सबरी ने सुझाव दिया कि माइटोकॉन्ड्रिया एक कोशिका के श्वसन केंद्र हो सकते हैं। उनके न्याय की पुष्टि केवल 1949 में हुई, जब यूजीन कैनेडी और अल्बर्ट लेनिंगर ने दिखाया कि श्वसन एंजाइम वास्तव में माइटोकॉन्ड्रिया में स्थानीयकृत हैं।

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1918 के बाद स्थिति एक महत्वपूर्ण बिंदु पर आ गई, जब फ्रांसीसी वैज्ञानिक पॉल पोर्टियर ने शानदार पुस्तक द सिम्बायोट्स प्रकाशित की। उन्होंने दावा किया (और उनके साहस को कम करके आंकना मुश्किल है) कि "सभी जीवित चीजें, अमीबा से मनुष्य तक सभी जानवर, बीजाणु से लेकर डाइकोटाइलडॉन के सभी पौधे, दो अलग-अलग प्राणियों के एसोसिएशन, इमोबाइटमेंट 1 द्वारा बनाए जाते हैं। प्रत्येक जीवित कोशिका में अपने प्रोटोप्लाज्म निर्माण होते हैं जिन्हें हिस्टोलॉजिस्ट माइटोकॉन्ड्रिया कहते हैं। मेरे लिए, ये अंग सहजीवी बैक्टीरिया से ज्यादा कुछ नहीं हैं, जिसे मैं सहजीवन कहता हूं। ”

फ्रांस में, पोर्टर के काम ने उत्साही प्रशंसा और कठोर आलोचना दोनों अर्जित की, लेकिन अंग्रेजी बोलने वाली दुनिया में यह लगभग किसी का ध्यान नहीं गया। हालांकि, यह महत्वपूर्ण है कि यह पहली बार था कि माइटोकॉन्ड्रिया की सहजीवी उत्पत्ति का विचार उनके और जीवाणुओं के बीच रूपात्मक समानता पर आधारित नहीं था, लेकिन माइटोकॉन्ड्रिया को उसी तरह से खेती करने के प्रयासों पर आधारित था जिस तरह से कोशिकाओं को सुसंस्कृत किया जाता है। रिसेप्शनिस्ट ने दावा किया कि वह सफल रहा, कम से कम "प्रोटोमाइटोकोंड्रिया" के साथ, जो उन्होंने समझाया, अभी तक पूरी तरह से कोशिकाओं के अंदर अस्तित्व के लिए अनुकूल नहीं था। उनकी खोजों को सार्वजनिक रूप से पाश्चर इंस्टीट्यूट के बैक्टीरियोलॉजिस्टों के एक समूह ने चुनौती दी थी जो उन्हें पुन: पेश करने में विफल रहे। इसके अलावा, जैसे ही उन्हें सोरबोन में एक कुर्सी मिली, रिसेप्शनिस्ट ने इस दिशा में काम छोड़ दिया, और उनका काम चुपचाप अनजान था।

कुछ साल बाद, 1925 में, अमेरिकी इवान वालिन ने स्वतंत्र रूप से माइटोकॉन्ड्रिया के जीवाणु प्रकृति के बारे में अपने स्वयं के विचारों को सामने रखा। उन्होंने तर्क दिया कि नई प्रजातियों की उत्पत्ति के पीछे घनिष्ठ सहजीवन संबंध प्रेरक शक्ति थे। वालिन ने मिटोकोंड्रिया की खेती करने की भी कोशिश की और यह भी माना कि वह सफल हो गया था। हालाँकि, इस बार भी, उनके विचारों में रुचि फीकी पड़ गई, क्योंकि अन्य लोग उनके प्रयोगों को दोहराने में असफल रहे। इस बार, सहजीवी सिद्धांत को जहर के बिना खारिज कर दिया गया था, लेकिन अमेरिकी सेल जीवविज्ञानी एडवर्ड बी। विल्सन ने प्रसिद्ध वाक्यांश में सामान्य राय को अभिव्यक्त किया: "बहुत से, निश्चित रूप से, इन अनुमानों को एक सभ्य जैविक समाज में उल्लिखित किया जाना बहुत ही शानदार लगता है। ; फिर भी, यह पूरी तरह से खारिज नहीं किया जा सकता है कि किसी दिन उन पर गंभीर तरीके से चर्चा की जा सकती है। ”

आधी रात के बाद "किसी दिन" आया, और ऐसा हुआ, जैसा कि "प्यार की गर्मियों" में, एक करीबी सहजीवी संघ के इतिहास में हुआ। जून 1967 में, लिन मार्गुलिस ने जर्नल ऑफ़ थ्योरेटिकल बायोलॉजी के लिए एक प्रसिद्ध लेख प्रस्तुत किया, जिसमें उन्होंने शोधकर्ताओं की पिछली पीढ़ियों की "अजीब कल्पनाओं" में नए जीवन की सांस ली, उन्हें फैशनेबल वैज्ञानिक कपड़ों पर रखा। उसके निपटान में प्रभावशाली सामग्री थी। उस समय तक, यह पहले से ही साबित हो चुका था कि माइटोकॉन्ड्रिया में डीएनए और आरएनए था, और "साइटोप्लाज्मिक आनुवंशिकता" के उदाहरणों की एक सूची भी संकलित की गई थी (यानी, ऐसे मामले जहां वंशानुगत लक्षण नाभिक में जीन से स्वतंत्र थे)। मार्गुलिस ने तब खगोलशास्त्री कार्ल सागन से शादी की थी, और शायद, इसलिए, पृथ्वी पर जीवन के विकास के सवालों का सही मायने में लौकिक पैमाने के साथ संपर्क किया,वातावरण के विकास पर न केवल जीव विज्ञान, बल्कि भूगर्भीय डेटा और साथ ही जीवाणुओं और जीवाश्मों के जीवाश्म साक्ष्य को भी चित्रित किया गया है। उसने सूक्ष्मजीवों के आकारिकी और रसायन विज्ञान के अपने नायाब ज्ञान पर भरोसा किया और सहजीवन की परिकल्पना को साबित करने के लिए वर्गीकरण का मानदंड प्रयोग किया। हालाँकि, पहले मार्गुलिस समझ में नहीं आया। पंद्रह अलग-अलग पत्रिकाओं ने अपने संस्थापक लेख को अस्वीकार कर दिया, जब तक कि इसे द जर्नल ऑफ़ थ्योरेटिकल बायोलॉजी के दूरदर्शी संपादक जेम्स डेनियल ने स्वीकार नहीं किया। लेख के प्रकाशन के बाद, संपादकीय कार्यालय प्रिंट के लिए अनुरोधों से भर गया - एक वर्ष में 800 अनुरोध आए। शैक्षणिक प्रेस ने मार्गुलिस की पुस्तक, द ओरिजिन ऑफ यूकेरियोटिक सेल को प्रकाशित करने से इनकार कर दिया, हालांकि यह उनके लिए लिखा गया था; 1970 में येल यूनिवर्सिटी प्रेस द्वारा पुस्तक प्रकाशित की गई थी।इसके बाद, यह सदी के सबसे आधिकारिक जैविक ग्रंथों में से एक बन गया। मार्गुलिस तर्क की ऐसी ठोस तार्किक श्रृंखला बनाने में कामयाब रहे कि जीवविज्ञानी अब एक बार अपरंपरागत विचारों को एक तथ्य के रूप में लेते हैं, किसी भी मामले में, माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट के संबंध में।

पुस्तक के प्रकाशन के बाद दस वर्षों तक भयंकर बहस (बाहर नहीं, हालांकि, संकीर्ण वैज्ञानिक समुदाय से परे)। वे बिल्कुल आवश्यक थे। उनके बिना, हम अंतिम निर्णय की वैधता के बारे में सुनिश्चित नहीं हो सकते थे। सभी सहमत थे कि वास्तव में माइटोकॉन्ड्रिया और बैक्टीरिया के बीच समानताएं हैं, लेकिन हर कोई इस बात पर सहमत नहीं है कि उनका क्या मतलब है। माइटोकॉन्ड्रियल जीन की बैक्टीरिया की प्रकृति स्पष्ट थी: सबसे पहले, वे एक ही रिंग क्रोमोसोम पर होते हैं (यूकेरियोट्स में रैखिक गुणसूत्र होते हैं), और दूसरी बात, वे "नग्न" हैं, यानी हिस्टोन रैपर की कमी है "। इसके अलावा, बैक्टीरिया और माइटोकॉन्ड्रिया में, प्रतिलेखन और अनुवाद समान रूप से होते हैं। उनमें प्रोटीन असेंबली की प्रक्रिया भी समान है और कई विवरणों में यूकेरियोट्स में इस प्रक्रिया से भिन्न होती है। माइटोकॉन्ड्रिया के पास अपने स्वयं के राइबोसोम (प्रोटीन विधानसभा के लिए "कारखाने") हैं,और वे बहुत "जीवाणु" दिखते हैं। बैक्टीरिया पर कई एंटीबायोटिक दवाओं का प्रभाव प्रोटीन की असेंबली को अवरुद्ध करने पर आधारित है, और वे माइटोकॉन्ड्रिया में प्रोटीन के संश्लेषण को भी अवरुद्ध करते हैं, लेकिन यूकेरियोटिक सेल के परमाणु जीन द्वारा एन्कोड किए गए प्रोटीन के संश्लेषण को प्रभावित नहीं करते हैं।

ऐसा लग सकता है कि माइटोकॉन्ड्रिया और बैक्टीरिया के बीच के ये समानताएं, एक साथ लिए गए, अनियमित रूप से उनकी रिश्तेदारी की गवाही देते हैं, लेकिन वास्तव में कई वैकल्पिक स्पष्टीकरण पेश किए जा सकते हैं, और यह उन्हीं में से ऊपर उल्लिखित विवाद हैं। सामान्य तौर पर, माइटोकॉन्ड्रिया के "बैक्टीरियल" संकेतों को समझाया जा सकता है अगर हम मान लें कि माइटोकॉन्ड्रिया के विकास की दर नाभिक के विकास की दर से कम है। यदि ऐसा है, तो सब कुछ सरल है: माइटोकॉन्ड्रिया में बैक्टीरिया के साथ आम तौर पर अधिक होता है क्योंकि वे नाभिक की तुलना में अधिक धीरे-धीरे विकसित होते हैं और जहां तक ​​यह गया था, वहां जाने का प्रबंधन नहीं किया। उन्हें तब एटिविस्टिक लक्षण होना चाहिए। चूंकि माइटोकॉन्ड्रियल जीन यौन प्रक्रिया के दौरान पुनर्संयोजन नहीं करते हैं, इसलिए यह धारणा वैध प्रतीत होती है, हालांकि बहुत आश्वस्त नहीं है। इसका खंडन करने के लिए, आपको विकास की सही गति को जानना होगा,और इसके लिए, माइटोकॉन्ड्रियल जीन की अनुक्रमण की आवश्यकता थी और परमाणु जीन की तुलना में। १ ९ ,१ में फ्रेडरिक सैंसर १ के नेतृत्व में कैम्ब्रिज के वैज्ञानिकों के एक समूह ने मानव माइटोकॉन्ड्रियल जीनोम का अनुक्रम किया, यह स्पष्ट हो गया कि माइटोकॉन्ड्रियल जीन, इसके विपरीत, परमाणु की तुलना में तेजी से विकसित होते हैं। उनके नास्तिक गुणों को केवल बैक्टीरिया के साथ सीधे संबंध द्वारा समझाया जा सकता है; इसके अलावा, यह दिखाया गया था कि यह रिश्ता एक बहुत ही विशिष्ट समूह के साथ था - अल्फा प्रोटोबैक्टीरिया के साथ।उनके नास्तिक गुणों को केवल बैक्टीरिया के साथ सीधे संबंध द्वारा समझाया जा सकता है; इसके अलावा, यह दिखाया गया था कि यह रिश्ता एक बहुत ही विशिष्ट समूह के साथ था - अल्फा प्रोटोबैक्टीरिया के साथ।उनके नास्तिक गुणों को केवल बैक्टीरिया के साथ सीधे संबंध द्वारा समझाया जा सकता है; इसके अलावा, यह दिखाया गया था कि यह रिश्ता एक बहुत ही विशिष्ट समूह के साथ था - अल्फा प्रोटोबैक्टीरिया के साथ।

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कई आधुनिक जीवविज्ञानी लिन मार्गुलिस के साथ असहमतियों की विकासवादी संभावनाओं पर अपने विचारों में, अर्थात् एक अन्य में असहमत हैं। मार्गुलिस ने यूकेरियोटिक कोशिका को सहजीवन में कई भागीदारों के संलयन का उत्पाद माना, जो कुछ हद तक पूरे में एकीकृत था। उसके "सीरियल एंडोसिमबायोसिस के सिद्धांत" ने सुझाव दिया कि यूकेरियोटिक कोशिकाएं स्वतंत्र कोशिकाओं के क्रमिक फ्यूजन के माध्यम से हुईं। मार्गुलिस ने दावा किया कि न केवल क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया बैक्टीरिया से उत्पन्न हुए हैं, बल्कि इसके आयोजन केंद्रों - सेंट्रीओल्स के साथ सेल कंकाल भी हैं, केवल यह एक अन्य प्रकार के बैक्टीरिया से आया है - स्पाइरोकेट्स। तथ्य की बात के रूप में, मारगुलिस ने पूरी जैविक दुनिया को एक सूक्ष्म जगत माना - बैक्टीरिया की संयुक्त गतिविधि का फल। इस विचार के स्रोत डार्विन में पाए जा सकते हैं, जिन्होंने इसे प्रसिद्ध वाक्यांश में व्यक्त किया था:"प्रत्येक जीवित प्राणी एक सूक्ष्म जगत है - एक छोटा ब्रह्मांड जिसमें स्वतंत्र रूप से प्रजनन करने वाले जीव होते हैं, अकल्पनीय रूप से छोटे और आकाश में सितारों के रूप में कई।"

सूक्ष्म जगत एक सुंदर और प्रेरक परिकल्पना है, लेकिन इसके साथ कई कठिनाइयां हैं। सहयोग प्रतिस्पर्धा को बिल्कुल भी बाहर नहीं करता है। विभिन्न बैक्टीरिया के बीच सहयोग सिर्फ प्रतिस्पर्धा के बार उठाता है, केवल अब और अधिक जटिल जीव प्रतिस्पर्धा कर रहे हैं, न कि उनके सहयोगी उपयंत्र। इसके अलावा, जैसा कि यह पता चला है, माइटोकॉन्ड्रिया सहित इन उप-समूहों में से कई ने अपने स्वयं के स्वार्थों को नहीं छोड़ा। लेकिन सबसे बड़ी सैद्धांतिक जटिलता खुद माइटोकॉन्ड्रिया है। वे, बोलने के लिए, एक उंगली से धमकी देते हैं, सूक्ष्म सहयोग की शक्ति के बारे में दूरगामी निष्कर्षों के खिलाफ हमें चेतावनी देते हैं। जाहिर है, सभी यूकेरियोटिक कोशिकाओं में या तो माइटोकॉन्ड्रिया होता है, या एक बार था, और फिर उन्हें खो दिया। दूसरे शब्दों में, माइटोकॉन्ड्रिया यूकेरियोटिक जीवों के अस्तित्व की साइन क्वालिटी नॉन हैं।

पृथ्वी पर क्यों? यदि बैक्टीरिया के बीच बातचीत एक सामान्य बात है, तो विभिन्न प्रकार के "यूकेरियोटिक" कोशिकाओं को प्रकट करना होगा, प्रत्येक में सूक्ष्मजीवों के सहयोग का अपना सेट होगा। बेशक, बैक्टीरिया और यूकेरियोट्स के सहजीवन के कई उदाहरण हैं। वे विशेष रूप से "असामान्य" सूक्ष्म समुदायों में आम हैं, उदाहरण के लिए, समुद्री तल तलछट के निवासियों के बीच। यह एक और हमला करता है। सभी यूकेरियोट्स, जिनमें सबसे अधिक विदेशी शामिल हैं, की एक सामान्य उत्पत्ति है, और वे सभी (या एक बार) माइटोकॉन्ड्रिया हैं। दूसरे शब्दों में, कोशिका स्तर पर सहजीवन के अन्य सभी मामले माइटोकॉन्ड्रिया के अस्तित्व से जुड़े होते हैं। यदि माइटोकॉन्ड्रिया के साथ प्रारंभिक विलय नहीं हुआ होता, तो कोई अन्य नहीं होता। हम लगभग निश्चित रूप से यह कह सकते हैं, क्योंकि बैक्टीरिया लगभग चार अरब वर्षों से एक दूसरे के साथ सहयोग और प्रतिस्पर्धा कर रहे हैं,और उन्होंने केवल एक बार यूकेरियोटिक कोशिका उत्पन्न की। माइटोकॉन्ड्रिया का अधिग्रहण जीवन के इतिहास में एक महत्वपूर्ण मोड़ था।

वैज्ञानिकों के दृष्टिकोण में, नए निवास स्थान लगातार गिर रहे हैं, जिसमें जीवों के बीच नए संबंधों की खोज की जाती है। वे वैज्ञानिक परिकल्पनाओं के परीक्षण के लिए सुविधाजनक परीक्षण केंद्र के रूप में कार्य करते हैं। मुझे केवल एक ऐसा उदाहरण देना चाहिए: सहस्राब्दी के मोड़ पर सबसे आश्चर्यजनक खोजों में से एक सबसे छोटा यूकैरियोटिक जीवों के बहुतायत के चरम निवासों के माइक्रोप्लैंकटन में खोज थी - पिकोयूरियोट्स। वे अंटार्कटिक समुद्र के निचले हिस्से में रहते हैं, और दृढ़ता से अम्लीय, लोहे की नदियों में समृद्ध (इनमें से एक नदी दक्षिणी स्पेन में रियो टिंटो है; पानी के गहरे लाल रंग के कारण, फीनिशियों ने इसे "आग की नदी" कहा था)। पहले, ऐसे स्थानों को एक्सोफिलिक बैक्टीरिया का डोमेन माना जाता था, और यह किसी को भी वहां टेंडर यूकेरियोट्स की तलाश में कभी नहीं हुआ। पिको-यूकेरियोट्स बैक्टीरिया के आकार में तुलनीय हैं और समान आवास में रहते हैं,इसलिए, उन्होंने बैक्टीरिया और यूकेरियोट्स के बीच संभावित संक्रमणकालीन रूपों के रूप में तुरंत बड़ी रुचि पैदा की। फिर भी, अपने छोटे आकार और चरम खेलों के लिए प्यार के बावजूद, वे पूरी तरह से यूकेरियोट्स के मौजूदा वर्गीकरण में फिट होते हैं। हैरानी की बात है, आनुवंशिक विश्लेषण से पता चला है कि यूकेरियोटिक विषय पर इन विविध विविधताएं उन समूहों से संबंधित हैं जो हमें कई वर्षों से जानते हैं।

यह इस तरह के चरम आवासों में है कि कोई भी सहजीवन के अद्वितीय मामलों की उम्मीद करेगा, लेकिन वे वहां नहीं हैं। इसके बजाय, हम अन्य स्थानों की तरह ही सब कुछ देखते हैं। उदाहरण के लिए, सबसे छोटी यूकेरियोटिक कोशिका - ओस्त्रोकोकस टॉरी लें। इसका व्यास एक मिलीमीटर (1 माइक्रोमीटर) के एक हजारवें हिस्से से कम है, जो कि अधिकांश बैक्टीरिया से कम है, और फिर भी यह एक पूर्ण-मूल्य यूकेरियोटिक जीव है। उसके पास 14 रैखिक गुणसूत्रों के साथ एक नाभिक है, एक क्लोरोप्लास्ट और, सबसे आश्चर्यजनक रूप से, कई छोटे माइटोकॉन्ड्रिया। और वह अकेली नहीं है। लगभग बीस या तीस नए यूकेरियोटिक उपसमूहों को इस अप्रत्याशित रूप से खोले गए "कॉर्नुकोपिया" के चरम निवास स्थान से पहचाना गया है। जाहिर है, उनके छोटे आकार, असामान्य जीवन शैली और कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों के बावजूद, वे सभी, या एक बार माइटोकॉन्ड्रिया थे।

इसका क्या मतलब है? इसका मतलब यह है कि माइटोकॉन्ड्रिया सिम्बायोसिस के संभावित भागीदारों में से एक नहीं हैं। वे जटिलता के विकास की कुंजी के रखवाले हैं। यह किताब इस बारे में है कि माइटोकॉन्ड्रिया ने हमारे लिए क्या किया है। मैं "मामूली विवरणों" पर नहीं रहूँगा, जैसे कि पोर्फिरीन या क्रेब्स चक्र के संश्लेषण, आप उनके बारे में पाठ्यपुस्तकों में पढ़ सकते हैं। इसी तरह की प्रक्रिया सेल में कहीं भी हो सकती है, और यह तथ्य कि वे माइटोकॉन्ड्रिया में बसे हैं, एक मात्र संयोग है। हम बेहतर यह देखेंगे कि माइटोकॉन्ड्रिया हमारे लिए जीवन के लिए बहुत महत्वपूर्ण क्यों हैं। इस पुस्तक में हम देखेंगे कि माइटोकॉन्ड्रिया दुनिया के गुप्त शासक, शक्ति, लिंग और आत्महत्या के स्वामी क्यों हैं।

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सूचकांक
अंश

विज्ञान संपादक
जूलिया क्रूस, अग्रणी शोधकर्ता, जीवविज्ञान विभाग, जीवविज्ञान संकाय, मास्को राज्य विश्वविद्यालय, पीएच.डी.

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