सेल बायोलॉजी का एक संक्षिप्त परिचय

पिछले कुछ वर्षों से मैं प्लांट सेल बायोलॉजी के क्षेत्र में अनुसंधान कर रहा हूं, विशेष रूप से, मैं सेलुलर प्रक्रियाओं के सिग्नलिंग और विनियमन के मुद्दे से निपट रहा हूं। अपने खाली समय में मैं जैव सूचना विज्ञान, क्लासिक एमएल समस्याओं और खेल बायोमैकेनिक्स में डब करता हूं। यह वसंत, एक भाग्यशाली अवसर से, मैं वास्तविक दुनिया में चला गया और वास्तविक लोगों के साथ बात की, जिसने मुझे यह समझने की अनुमति दी कि एक साधारण व्यक्ति को कैसे पता चलता है कि उसका शरीर और उसके आस-पास की दुनिया कैसे व्यवस्थित होती है। इसने मुझे लेखों की एक श्रृंखला लिखने के लिए प्रेरित किया कि हमारा शरीर कैसे संरचित है, कोशिकाएं कैसे काम करती हैं और डीएनए में जानकारी कैसे संग्रहीत होती है (विस्तृत विवरण, अफसोस, अत्यंत दुर्लभ है, और डीएनए के काम को समझने के लिए 4 न्यूक्लियोटाइड के बारे में पर्याप्त ज्ञान नहीं है)। लेकिन शायद मैं कोशिकाओं की संरचना (बहुत ही सरलीकृत रूप में शुरुआत के लिए) के साथ सबसे सरल से शुरू करूँगा।

यह कोई रहस्य नहीं है कि इस दुनिया में रहने वाली लगभग सभी चीजों में कोशिकाएं शामिल हैं, चाहे आप या मैं, एक प्यारी बिल्ली, शैवाल, या बैक्टीरिया जो हर चीज को पचाने में मदद करते हैं जो एक आधुनिक व्यक्ति अपने पेट को लोड करता है। हालांकि, अधिकांश लोगों को लगभग कुछ भी नहीं पता है कि कोशिकाओं को कैसे व्यवस्थित किया जाता है और वे कैसे काम करते हैं। आप में से कई लोग इस बात पर आपत्ति कर सकते हैं कि उनका काम जीव विज्ञान से संबंधित नहीं है और उन्हें इस ज्ञान की आवश्यकता नहीं है, और यह आपका अधिकार है। हालांकि, ज्यादातर दबाव वाली समस्याओं में, जैविक ज्ञान हमारी मदद कर सकता है (उदाहरण के लिए, अधिकांश एंटी-एजिंग क्रीमों के लिए विज्ञापन की गैर-बराबरी, एंटीबायोटिक दवाओं के महत्व और उनके उचित प्रशासन, जीएमओ के बारे में तर्कों की गैर-मौजूदगी आदि को समझने के लिए)।

शुरुआत के लिए, सेल आकार किस हद तक भिन्न होता है? सबसे छोटी कोशिकाओं में से एक माइकोप्लाज़्मा जननांग है। वास्तव में, यह प्राइमेट्स (जननांग + श्वसन पथ) के श्लेष्म झिल्ली पर रहने वाला एक छोटा परजीवी है। और यह वास्तव में छोटा है, लगभग 300 नैनोमीटर व्यास (जो भी भूल गया, एक नैनोमीटर 0.000000001 मीटर है)। सबसे बड़ा पिंजरा एक शुतुरमुर्ग का अंडा है। हाँ! यह सिर्फ एक कोशिका है, सिर्फ असामान्य रूप से बड़ी है। हमारे शरीर की औसत कोशिका व्यास में लगभग 5-20 माइक्रोन है। इसे स्पष्ट करने के लिए, एक साधारण ए 4 शीट के साथ तुलना करें।



दरअसल, हमारे शरीर में काफी कोशिकाएं होती हैं, और विभिन्न अनुमानों के अनुसार, उनमें से 1 से 100 ट्रिलियन तक बहुत सारे हैं। पिछली बार मैं 37 ट्रिलियन के आंकड़े पर आया था, आइए हम उस पर ध्यान दें। एक कोशिका में एक झिल्ली होती है, जिसे विभिन्न "अंग" कहा जाता है जिसे ऑर्गेनोइड कहा जाता है। इसमें शेष स्थान साइटोप्लाज्म से भरा होता है।

कोशिका नाभिक

हम इस तथ्य के लिए उपयोग किए जाते हैं कि एक सेल में एक कोर, अधिकतम 2 है। वास्तव में, इन डेटा से ध्यान देने योग्य आउटलेर हैं। तो सिलियेट्स में, जूते में 2 कोर होते हैं, और नेक्रोफेज में वे सौ तक हो सकते हैं। नाभिक दो-झिल्ली ऑर्गेनोइड्स से संबंधित है, अर्थात यह दो झिल्ली से घिरा हुआ है जो पदार्थों के परिवहन को अंदर और बाहर नियंत्रित करता है। सेल के सभी डीएनए का लगभग 99.9% इसमें संग्रहीत होता है, और इसमें बिल्कुल सभी वंशानुगत जानकारी होती है जो सेल को चाहिए होती है। डीएनए भंडारण नाभिक का एकमात्र कार्य नहीं है, यह राइबोसोम को भी संश्लेषित करता है, जिसके बारे में मैं थोड़ी देर बाद चर्चा करूंगा।

माइटोकांड्रिया

यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, वे ऊर्जा के उत्पादन के लिए जिम्मेदार हैं (ऊर्जा उत्पादन के कुछ तरीकों के अलावा, जिनके बारे में हम अभी तक बात नहीं करेंगे)। आमतौर पर एक कोशिका में कई माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं और उनके संयोजन को माइटोकॉन्ड्रियन कहा जाता है। नाभिक की तरह, माइटोकॉन्ड्रिया भी दो-सदस्यीय अंग है। हालांकि, झिल्ली संरचना परमाणु से अलग है, लेकिन हम इसे जटिल नहीं करेंगे। माइटोकॉन्ड्रिया को अक्सर अर्ध-स्वायत्त अंग कहा जाता है। क्यों? क्योंकि माइटोकॉन्ड्रिया में उनका अपना डीएनए होता है, जो उनके स्वयं के एंजाइम का हिस्सा होता है और अंग के नियमन में शामिल होता है। उनकी अपनी प्रोटीन संश्लेषण प्रणाली भी है। आकार में, माइटोकॉन्ड्रिया बैक्टीरिया से मिलता जुलता है। और यह ध्यान देने योग्य है कि उनके जीवाणु उत्पत्ति का एक सिद्धांत है। यह माना जाता है कि आधुनिक यूकेरियोटिक कोशिकाओं के प्राचीन पूर्वजों ने प्राचीन जीवाणुओं के साथ सहजीवन में प्रवेश किया था जो कोशिकाओं के अंदर रहने के लिए "चले गए"। कोशिकाओं ने उन्हें एक निरंतर वातावरण और सभी आवश्यक तत्वों की आमद प्रदान की, यही वजह है कि विकास के दौरान बैक्टीरिया कोशिकाओं ने कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों में जीवित रहने के लिए अपने अनावश्यक जीन खो दिए। बदले में, वे ग्लूकोज जैसे एटीपी (मुख्य रूप से सेल द्वारा प्रयुक्त ऊर्जा का एक रूप) में यौगिकों के परिवर्तन के लिए एक प्रकार के कारखाने बन गए।

लाइसोसोम

पहले वर्णित ऑर्गेनेल के विपरीत, लाइसोसोम में केवल एक झिल्ली होती है, और जैसा कि आप देख सकते हैं, वे नाभिक, या माइटोकॉन्ड्रिया से बहुत छोटे होते हैं। लाइसोसोम के लिपिड झिल्ली के नीचे, हाइड्रोलाइटिक एंजाइमों की गोलियां निहित होती हैं। उसके आकार के बावजूद, वह कई प्रक्रियाओं में शामिल है। इसलिए वह सेल में फंसे प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट के बड़े पॉलिमर पचाती है; पुराने (टूटे) सेल ऑर्गेनेल को भी पचा सकते हैं; प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया में भाग लेता है (उनकी मदद से मैक्रोफेज हानिकारक बैक्टीरिया को पचता है); विकास प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है और अंत में कई सिग्नलिंग मार्गों में भाग लेता है। लेकिन अभी के लिए, हमें याद होगा कि वे विभिन्न पदार्थों के पाचन में भाग लेते हैं जो कोशिका संरचनाओं के जैवसंश्लेषण में अपने आगे के उपयोग के लिए कोशिका में प्रवेश करते हैं, या माइटोकॉन्ड्रिया द्वारा ऊर्जा का उत्पादन करते हैं।

राइबोसोम

मैंने आज उन पर अपनी कहानी खत्म करने की योजना बनाई है। ये अंग झिल्ली रहित होते हैं। और अपने आप से वे सबसे छोटे हैं (सेल कंकाल और एकल एंजाइम के व्यक्तिगत तत्वों को छोड़कर)। नाभिक में निर्मित और माइटोकॉन्ड्रिया द्वारा निर्मित एटीपी द्वारा खिलाया जाता है, वे सेलुलर प्रोटीन (छोटे संकेतन प्रोटीन से एंजाइम और बड़े सेल संरचनाओं जैसे कि आयन चैनल, आदि) का गहन संश्लेषण करते हैं। सेल में 1 से 5 मिलियन तक विभिन्न अनुमानों के अनुसार, उनमें से बहुत सारे हैं। यह भी ध्यान देने योग्य है कि दो प्रकार के राइबोसोम हैं, पहला, बड़ा कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में स्थित है, दूसरा माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक सामग्री की विशेषता है।

मैंने अभी भी ऐसे महत्वपूर्ण घटकों के बारे में बात नहीं की है जैसे कि गोल्गी कॉम्प्लेक्स और एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम। लेकिन उसके बारे में बाद में।

आइए संक्षेप में देखें और जो हो रहा है उसकी एक तार्किक श्रृंखला बनाएं।

नाभिक में ऐसी जानकारी होती है जो पूरे सेल के काम को नियंत्रित करती है। बाहर से आने वाले पदार्थ, यदि आवश्यक हो, लाइसोसोम में पच जाते हैं, और क्षय उत्पादों का उपयोग सेल घटकों को संश्लेषित करने और ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए किया जाता है, जिसके लिए माइटोकॉन्ड्रिया जिम्मेदार हैं। खर्च की गई ऊर्जा का उपयोग माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर और कोशिका कोशिका द्रव्य में स्थित राइबोसोम द्वारा प्रोटीन को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है।