बाहरी कोशिका झिल्ली क्या कार्य करती है? बाहरी कोशिका झिल्ली की संरचना. कोशिका झिल्ली के मुख्य कार्य और संरचनात्मक विशेषताएं

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

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 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 के 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:

साथ अंदरझिल्ली, सोडियम आयन और एक एटीपी अणु पंप प्रोटीन में प्रवेश करते हैं, और पोटेशियम आयन बाहरी झिल्ली से आते हैं।

सोडियम आयनों के साथ संयोजन होता है प्रोटीन अणु, 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 से प्रोटीन में गठनात्मक परिवर्तन होता 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 प्रक्रिया 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 प्रणाली की अंतःकोशिकीय झिल्लियों के साथ मिलकर, इसे अत्यधिक विषम या बहुचरण 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, वे प्रतिष्ठित हैं:

झिल्ली अंग - एक झिल्ली 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। ईपीएस झिल्ली, एक ओर, कोशिका साइटोप्लाज्मिक झिल्ली से और दूसरी ओर, से जुड़ी होती है बाहरी आवरणआणविक झिल्ली।

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।

जैविक झिल्ली.
शब्द "झिल्ली" (लैटिन मेम्ब्राना - त्वचा, फिल्म) का उपयोग 100 साल से भी पहले एक कोशिका सीमा को निर्दिष्ट करने के लिए किया जाने लगा, जो एक ओर, कोशिका की सामग्री और बाहरी वातावरण के बीच एक बाधा के रूप में कार्य करती है, और दूसरी ओर, एक अर्ध-पारगम्य विभाजन के रूप में जिसके माध्यम से पानी और कुछ पदार्थ गुजर सकते हैं। हालाँकि, झिल्ली के कार्य यहीं तक सीमित नहीं हैं,चूँकि जैविक झिल्ली कोशिका के संरचनात्मक संगठन का आधार बनती है।
झिल्ली संरचना. इस मॉडल के अनुसार, मुख्य झिल्ली एक लिपिड बाईलेयर है जिसमें अणुओं की हाइड्रोफोबिक पूंछ अंदर की ओर और हाइड्रोफिलिक सिर बाहर की ओर होते हैं। लिपिड का प्रतिनिधित्व फॉस्फोलिपिड्स द्वारा किया जाता है - ग्लिसरॉल या स्फिंगोसिन का व्युत्पन्न। प्रोटीन लिपिड परत से जुड़े होते हैं। इंटीग्रल (ट्रांसमेम्ब्रेन) प्रोटीन झिल्ली में प्रवेश करते हैं और इसके साथ मजबूती से जुड़े होते हैं; परिधीय प्रवेश नहीं करते हैं और झिल्ली से कम मजबूती से जुड़े होते हैं। झिल्ली प्रोटीन के कार्य: झिल्ली संरचना को बनाए रखना, पर्यावरण से संकेत प्राप्त करना और परिवर्तित करना। पर्यावरण, कुछ पदार्थों का परिवहन, झिल्लियों पर होने वाली प्रतिक्रियाओं का उत्प्रेरण। झिल्ली की मोटाई 6 से 10 एनएम तक होती है।

झिल्ली गुण:
1. तरलता. झिल्ली एक कठोर संरचना नहीं है; इसके अधिकांश घटक प्रोटीन और लिपिड झिल्ली के तल में गति कर सकते हैं।
2. विषमता. बाहरी और की संरचना भीतरी परतेंप्रोटीन और लिपिड दोनों अलग-अलग हैं। अलावा, प्लाज्मा झिल्लीपशु कोशिकाओं के बाहर ग्लाइकोप्रोटीन की एक परत होती है (ग्लाइकोकैलिक्स, जो सिग्नलिंग और रिसेप्टर कार्य करता है, और कोशिकाओं को ऊतकों में एकजुट करने के लिए भी महत्वपूर्ण है)
3. ध्रुवता. झिल्ली के बाहरी भाग पर धनात्मक आवेश होता है, जबकि भीतरी भाग पर ऋणात्मक आवेश होता है।
4. चयनात्मक पारगम्यता. जीवित कोशिकाओं की झिल्लियाँ, पानी के अलावा, केवल कुछ अणुओं और विघटित पदार्थों के आयनों को ही गुजरने देती हैं। (कोशिका झिल्लियों के संबंध में "अर्ध-पारगम्यता" शब्द का उपयोग पूरी तरह से सही नहीं है, क्योंकि इस अवधारणा का तात्पर्य है कि झिल्ली केवल विलायक अणुओं को ही गुजरने देती है, जबकि घुले हुए पदार्थों के सभी अणुओं और आयनों को बरकरार रखती है।)

बाहरी कोशिका झिल्ली (प्लाज्मालेम्मा) 7.5 एनएम मोटी एक अल्ट्रामाइक्रोस्कोपिक फिल्म है, जिसमें प्रोटीन, फॉस्फोलिपिड और पानी होता है। एक लोचदार फिल्म जो पानी से अच्छी तरह से गीली हो जाती है और क्षति के बाद जल्दी से अपनी अखंडता बहाल कर लेती है। इसकी एक सार्वभौमिक संरचना है, जो सभी जैविक झिल्लियों की विशिष्ट है। इस झिल्ली की सीमा रेखा स्थिति, चयनात्मक पारगम्यता, पिनोसाइटोसिस, फागोसाइटोसिस, उत्सर्जन उत्पादों के उत्सर्जन और संश्लेषण की प्रक्रियाओं में इसकी भागीदारी, पड़ोसी कोशिकाओं के साथ बातचीत और क्षति से कोशिका की सुरक्षा इसकी भूमिका को बेहद महत्वपूर्ण बनाती है। झिल्ली के बाहर पशु कोशिकाएं कभी-कभी पॉलीसेकेराइड और प्रोटीन - ग्लाइकोकैलिक्स - से बनी एक पतली परत से ढकी होती हैं। पादप कोशिकाओं के बाहरी भाग पर कोशिका झिल्लीएक मजबूत कोशिका भित्ति होती है जो बाहरी सहायता बनाती है और कोशिका के आकार को बनाए रखती है। इसमें फाइबर (सेलूलोज़), एक पानी में अघुलनशील पॉलीसेकेराइड होता है।

प्लाज्मा झिल्ली , या प्लाज़्मालेम्मा,- सभी कोशिकाओं के लिए सबसे स्थायी, बुनियादी, सार्वभौमिक झिल्ली। यह एक पतली (लगभग 10 एनएम) फिल्म है जो पूरी कोशिका को कवर करती है। प्लाज़्मालेम्मा में प्रोटीन अणु और फॉस्फोलिपिड होते हैं (चित्र 1.6)।

फॉस्फोलिपिड अणुओं को दो पंक्तियों में व्यवस्थित किया जाता है - अंदर की ओर हाइड्रोफोबिक सिरों के साथ, आंतरिक और बाहरी जलीय वातावरण की ओर हाइड्रोफिलिक सिरों के साथ। कुछ स्थानों पर, फॉस्फोलिपिड्स की बाईलेयर (दोहरी परत) प्रोटीन अणुओं (इंटीग्रल प्रोटीन) के माध्यम से प्रवेश करती है। ऐसे प्रोटीन अणुओं के अंदर चैनल-छिद्र होते हैं जिनसे होकर पानी में घुलनशील पदार्थ गुजरते हैं। अन्य प्रोटीन अणु एक तरफ या दूसरी तरफ (अर्ध-अभिन्न प्रोटीन) लिपिड बाईलेयर में आधे रास्ते प्रवेश करते हैं। यूकेरियोटिक कोशिकाओं की झिल्लियों की सतह पर परिधीय प्रोटीन होते हैं। हाइड्रोफिलिक-हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन के कारण लिपिड और प्रोटीन अणु एक साथ बंधे रहते हैं।

झिल्लियों के गुण एवं कार्य.सभी कोशिका झिल्लियाँ गतिशील तरल संरचनाएँ हैं, क्योंकि लिपिड और प्रोटीन अणु सहसंयोजक बंधों द्वारा आपस में जुड़े नहीं होते हैं और झिल्ली के तल में काफी तेज़ी से चलने में सक्षम होते हैं। इसके लिए धन्यवाद, झिल्ली अपना विन्यास बदल सकती है, यानी उनमें तरलता होती है।

झिल्लियाँ बहुत गतिशील संरचनाएँ हैं। वे क्षति से तुरंत उबर जाते हैं और सेलुलर गतिविधियों के साथ खिंचते और सिकुड़ते भी हैं।

विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं की झिल्लियाँ रासायनिक संरचना और उनमें प्रोटीन, ग्लाइकोप्रोटीन, लिपिड की सापेक्ष सामग्री और, परिणामस्वरूप, उनमें मौजूद रिसेप्टर्स की प्रकृति दोनों में काफी भिन्न होती हैं। इसलिए प्रत्येक कोशिका प्रकार की एक वैयक्तिकता होती है, जो मुख्य रूप से निर्धारित होती है ग्लाइकोप्रोटीन।कोशिका झिल्ली से निकलने वाले शाखित श्रृंखला ग्लाइकोप्रोटीन शामिल होते हैं कारक पहचानबाहरी वातावरण, साथ ही संबंधित कोशिकाओं की पारस्परिक पहचान में भी। उदाहरण के लिए, एक अंडाणु और एक शुक्राणु एक दूसरे को कोशिका सतह ग्लाइकोप्रोटीन द्वारा पहचानते हैं, जो पूरी संरचना के अलग-अलग तत्वों के रूप में एक साथ फिट होते हैं। ऐसी पारस्परिक मान्यता निषेचन से पहले एक आवश्यक चरण है।

इसी तरह की घटना ऊतक विभेदन की प्रक्रिया में भी देखी जाती है। इस मामले में, संरचना में समान कोशिकाएं, प्लाज़्मालेम्मा के पहचान क्षेत्रों की मदद से, एक दूसरे के सापेक्ष सही ढंग से उन्मुख होती हैं, जिससे उनका आसंजन और ऊतक निर्माण सुनिश्चित होता है। मान्यता से जुड़ा है परिवहन विनियमनझिल्ली के माध्यम से अणु और आयन, साथ ही एक प्रतिरक्षाविज्ञानी प्रतिक्रिया जिसमें ग्लाइकोप्रोटीन एंटीजन की भूमिका निभाते हैं। इस प्रकार शर्करा सूचना अणुओं (जैसे प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड) के रूप में कार्य कर सकती है। झिल्लियों में विशिष्ट रिसेप्टर्स, इलेक्ट्रॉन वाहक, ऊर्जा कनवर्टर और एंजाइम प्रोटीन भी होते हैं। प्रोटीन कोशिका के अंदर या बाहर कुछ अणुओं के परिवहन को सुनिश्चित करने में शामिल होते हैं, साइटोस्केलेटन और कोशिका झिल्ली के बीच एक संरचनात्मक संबंध प्रदान करते हैं, या पर्यावरण से रासायनिक संकेतों को प्राप्त करने और परिवर्तित करने के लिए रिसेप्टर्स के रूप में कार्य करते हैं।

झिल्ली का सबसे महत्वपूर्ण गुण भी है चयनात्मक पारगम्यता।इसका मतलब है कि अणु और आयन इसके माध्यम से गुजरते हैं अलग-अलग गति से, और अणुओं का आकार जितना बड़ा होगा, झिल्ली के माध्यम से उनके पारित होने की गति उतनी ही कम होगी। यह गुण प्लाज्मा झिल्ली को इस प्रकार परिभाषित करता है आसमाटिक बाधा.पानी और उसमें घुली गैसों की भेदन क्षमता सबसे अधिक होती है; आयन झिल्ली से बहुत धीरे-धीरे गुजरते हैं। झिल्ली के माध्यम से जल का विसरण कहलाता है परासरण द्वारा.

झिल्ली के पार पदार्थों के परिवहन के लिए कई तंत्र हैं।

प्रसार- एक सांद्रता प्रवणता के साथ एक झिल्ली के माध्यम से पदार्थों का प्रवेश (उस क्षेत्र से जहां उनकी सांद्रता अधिक है उस क्षेत्र से जहां उनकी सांद्रता कम है)। पदार्थों (पानी, आयनों) का फैलाना परिवहन झिल्ली प्रोटीन की भागीदारी के साथ किया जाता है, जिसमें आणविक छिद्र होते हैं, या लिपिड चरण (वसा में घुलनशील पदार्थों के लिए) की भागीदारी के साथ किया जाता है।

सुगम प्रसार के साथविशेष झिल्ली परिवहन प्रोटीन चुनिंदा रूप से एक या दूसरे आयन या अणु से जुड़ते हैं और उन्हें एक सांद्रता प्रवणता के साथ झिल्ली के पार ले जाते हैं।

सक्रिय ट्रांसपोर्टइसमें ऊर्जा लागत शामिल होती है और पदार्थों को उनकी सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध परिवहन करने का कार्य करता है। वहविशेष वाहक प्रोटीन द्वारा किया जाता है जो तथाकथित बनाते हैं आयन पंप.सबसे अधिक अध्ययन पशु कोशिकाओं में Na - / K - पंप का है, जो K - आयनों को अवशोषित करते हुए सक्रिय रूप से Na + आयनों को बाहर निकालता है। इसके कारण, पर्यावरण की तुलना में कोशिका में K- की उच्च सांद्रता और Na+ की कम सांद्रता बनी रहती है। इस प्रक्रिया के लिए एटीपी ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

कोशिका में एक झिल्ली पंप का उपयोग करके सक्रिय परिवहन के परिणामस्वरूप, Mg 2- और Ca 2+ की सांद्रता भी नियंत्रित होती है।

कोशिका में आयनों के सक्रिय परिवहन की प्रक्रिया के दौरान, विभिन्न शर्करा, न्यूक्लियोटाइड और अमीनो एसिड साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के माध्यम से प्रवेश करते हैं।

आयनों और मोनोमर्स के विपरीत, प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, पॉलीसेकेराइड, लिपोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स आदि के मैक्रोमोलेक्यूल्स कोशिका झिल्ली से नहीं गुजरते हैं। कोशिका में मैक्रोमोलेक्यूल्स, उनके परिसरों और कणों का परिवहन पूरी तरह से अलग तरीके से होता है - एंडोसाइटोसिस के माध्यम से। पर एंडोसाइटोसिस (एंडो...- अंदर की ओर) प्लाज़्मालेम्मा का एक निश्चित क्षेत्र कब्जा कर लेता है और, जैसा कि यह था, बाह्यकोशिकीय सामग्री को ढक देता है, इसे एक झिल्ली रिक्तिका में बंद कर देता है जो झिल्ली के आक्रमण के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है। इसके बाद, ऐसी रिक्तिका एक लाइसोसोम से जुड़ती है, जिसके एंजाइम मैक्रोमोलेक्यूल्स को मोनोमर्स में तोड़ देते हैं।

एन्डोसाइटोसिस की विपरीत प्रक्रिया है एक्सोसाइटोसिस (एक्सो...- बाहर)। इसके लिए धन्यवाद, कोशिका रिक्तिका या प्यू में संलग्न इंट्रासेल्युलर उत्पादों या अपचित अवशेषों को हटा देती है।

zyryki. पुटिका साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के पास पहुंचती है, उसके साथ विलीन हो जाती है, और उसकी सामग्री पर्यावरण में छोड़ दी जाती है। इस प्रकार पाचन एंजाइम, हार्मोन, हेमिकेलुलोज आदि को हटा दिया जाता है।

इस प्रकार, जैविक झिल्ली, कोशिका के मुख्य संरचनात्मक तत्वों के रूप में, न केवल भौतिक सीमाओं के रूप में कार्य करती हैं, बल्कि गतिशील कार्यात्मक सतह भी होती हैं। ऑर्गेनेल की झिल्लियों पर कई जैव रासायनिक प्रक्रियाएं होती हैं, जैसे पदार्थों का सक्रिय अवशोषण, ऊर्जा रूपांतरण, एटीपी संश्लेषण, आदि।

जैविक झिल्लियों के कार्यनिम्नलिखित:

वे कोशिका की सामग्री को बाहरी वातावरण से और कोशिकांगों की सामग्री को साइटोप्लाज्म से सीमांकित करते हैं।

वे कोशिका के अंदर और बाहर, साइटोप्लाज्म से ऑर्गेनेल तक और इसके विपरीत पदार्थों के परिवहन को सुनिश्चित करते हैं।

रिसेप्टर्स के रूप में कार्य करें (पर्यावरण से रसायनों को प्राप्त करना और परिवर्तित करना, कोशिका पदार्थों को पहचानना, आदि)।

वे उत्प्रेरक हैं (निकट-झिल्ली रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए प्रदान करते हैं)।

ऊर्जा रूपांतरण में भाग लें.

मुख्य संरचनात्मक इकाईजीवित जीव - एक कोशिका, जो कोशिका झिल्ली से घिरा हुआ साइटोप्लाज्म का एक विभेदित खंड है। इस तथ्य के कारण कि कोशिका प्रजनन, पोषण, गति जैसे कई महत्वपूर्ण कार्य करती है, झिल्ली प्लास्टिक और घनी होनी चाहिए।

कोशिका झिल्ली की खोज एवं अनुसंधान का इतिहास

1925 में ग्रेंडेल और गॉर्डर ने मंचन किया सफल प्रयोगलाल रक्त कोशिकाओं, या खाली झिल्लियों की "छाया" की पहचान करने के लिए। कई गंभीर गलतियों के बावजूद, वैज्ञानिकों ने लिपिड बाईलेयर की खोज की। उनका काम 1935 में डेनिएली, डॉसन और 1960 में रॉबर्टसन द्वारा जारी रखा गया। कई वर्षों के काम और तर्कों के संचय के परिणामस्वरूप, 1972 में सिंगर और निकोलसन ने झिल्ली संरचना का एक द्रव-मोज़ेक मॉडल बनाया। आगे के प्रयोगों और अध्ययनों ने वैज्ञानिकों के कार्यों की पुष्टि की।

अर्थ

कोशिका झिल्ली क्या है? इस शब्द का प्रयोग सौ साल से भी पहले शुरू हुआ था; लैटिन से अनुवादित इसका अर्थ है "फिल्म", "त्वचा"। इस प्रकार कोशिका सीमा को निर्दिष्ट किया जाता है, जो आंतरिक सामग्री और बाहरी वातावरण के बीच एक प्राकृतिक बाधा है। कोशिका झिल्ली की संरचना अर्ध-पारगम्यता को दर्शाती है, जिसके कारण नमी और पोषक तत्वऔर अपघटन उत्पाद स्वतंत्र रूप से इसके माध्यम से गुजर सकते हैं। इस खोल को कोशिका संगठन का मुख्य संरचनात्मक घटक कहा जा सकता है।

आइए कोशिका झिल्ली के मुख्य कार्यों पर विचार करें

1. कोशिका की आंतरिक सामग्री और बाहरी वातावरण के घटकों को अलग करता है।

2. कोशिका की निरंतर रासायनिक संरचना को बनाए रखने में मदद करता है।

3. उचित चयापचय को नियंत्रित करता है।

4. कोशिकाओं के बीच संचार प्रदान करता है।

5. संकेतों को पहचानता है.

6. सुरक्षा कार्य।

"प्लाज्मा शैल"

बाहरी कोशिका झिल्ली, जिसे प्लाज़्मा झिल्ली भी कहा जाता है, एक अल्ट्रामाइक्रोस्कोपिक फिल्म है जिसकी मोटाई पाँच से सात नैनोमिलीमीटर तक होती है। इसमें मुख्य रूप से प्रोटीन यौगिक, फॉस्फोलाइड्स और पानी होते हैं। फिल्म लोचदार है, आसानी से पानी को अवशोषित करती है, और क्षति के बाद जल्दी से अपनी अखंडता बहाल कर लेती है।

इसकी एक सार्वभौमिक संरचना है. यह झिल्ली एक सीमा स्थिति रखती है, चयनात्मक पारगम्यता, क्षय उत्पादों को हटाने और उन्हें संश्लेषित करने की प्रक्रिया में भाग लेती है। पड़ोसियों के साथ संबंध और विश्वसनीय सुरक्षाक्षति से आंतरिक सामग्री कोशिका की संरचना जैसे मामले में इसे एक महत्वपूर्ण घटक बनाती है। पशु जीवों की कोशिका झिल्ली कभी-कभी एक पतली परत से ढकी होती है - ग्लाइकोकैलिक्स, जिसमें प्रोटीन और पॉलीसेकेराइड शामिल होते हैं। झिल्ली के बाहर पौधों की कोशिकाएं एक कोशिका दीवार द्वारा संरक्षित होती हैं, जो समर्थन के रूप में कार्य करती है और आकार बनाए रखती है। इसकी संरचना का मुख्य घटक फाइबर (सेलूलोज़) है - एक पॉलीसेकेराइड जो पानी में अघुलनशील है।

इस प्रकार, बाहरी कोशिका झिल्ली में अन्य कोशिकाओं के साथ मरम्मत, सुरक्षा और संपर्क का कार्य होता है।

कोशिका झिल्ली की संरचना

इस गतिशील खोल की मोटाई छह से दस नैनोमिलीमीटर तक होती है। कोशिका की कोशिका झिल्ली होती है विशेष रचना, जिसका आधार एक लिपिड बाईलेयर है। हाइड्रोफोबिक पूंछ, पानी के प्रति निष्क्रिय, अंदर की ओर स्थित होती हैं, जबकि हाइड्रोफिलिक सिर, पानी के साथ संपर्क करते हुए, बाहर की ओर स्थित होते हैं। प्रत्येक लिपिड एक फॉस्फोलिपिड है, जो ग्लिसरॉल और स्फिंगोसिन जैसे पदार्थों की परस्पर क्रिया का परिणाम है। लिपिड ढांचा प्रोटीन से घिरा होता है, जो एक गैर-निरंतर परत में व्यवस्थित होते हैं। उनमें से कुछ लिपिड परत में डूबे हुए हैं, बाकी इसके माध्यम से गुजरते हैं। परिणामस्वरूप, पानी के लिए पारगम्य क्षेत्र बनते हैं। इन प्रोटीनों द्वारा किये जाने वाले कार्य अलग-अलग होते हैं। उनमें से कुछ एंजाइम हैं, बाकी परिवहन प्रोटीन हैं जो विभिन्न पदार्थों को बाहरी वातावरण से साइटोप्लाज्म और वापस स्थानांतरित करते हैं।

कोशिका झिल्ली अभिन्न प्रोटीनों के माध्यम से प्रवेश करती है और बारीकी से जुड़ी होती है, और परिधीय प्रोटीनों के साथ संबंध कम मजबूत होता है। ये प्रोटीन एक महत्वपूर्ण कार्य करते हैं, जो झिल्ली की संरचना को बनाए रखना, पर्यावरण से संकेत प्राप्त करना और परिवर्तित करना, पदार्थों का परिवहन करना और झिल्ली पर होने वाली प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करना है।

मिश्रण

कोशिका झिल्ली का आधार एक द्विआण्विक परत है। इसकी निरंतरता के कारण, कोशिका में अवरोधक और यांत्रिक गुण होते हैं। जीवन के विभिन्न चरणों में, यह द्विपरत बाधित हो सकती है। परिणामस्वरूप, हाइड्रोफिलिक छिद्रों के संरचनात्मक दोष बनते हैं। इस मामले में, कोशिका झिल्ली जैसे घटक के सभी कार्य बिल्कुल बदल सकते हैं। कोर बाहरी प्रभावों से पीड़ित हो सकता है।

गुण

कोशिका की कोशिका झिल्ली होती है दिलचस्प विशेषताएं. अपनी तरलता के कारण, यह झिल्ली एक कठोर संरचना नहीं है, और इसे बनाने वाले अधिकांश प्रोटीन और लिपिड झिल्ली के तल पर स्वतंत्र रूप से घूमते हैं।

सामान्य तौर पर, कोशिका झिल्ली विषम होती है, इसलिए प्रोटीन और लिपिड परतों की संरचना भिन्न होती है। पशु कोशिकाओं में प्लाज्मा झिल्ली, उनके बाहरी तरफ, एक ग्लाइकोप्रोटीन परत होती है जो रिसेप्टर और सिग्नलिंग कार्य करती है, और कोशिकाओं को ऊतक में संयोजित करने की प्रक्रिया में भी बड़ी भूमिका निभाती है। कोशिका झिल्ली ध्रुवीय होती है, अर्थात बाहर का आवेश धनात्मक और अंदर का आवेश ऋणात्मक होता है। उपरोक्त सभी के अलावा, कोशिका झिल्ली में चयनात्मक अंतर्दृष्टि होती है।

इसका मतलब यह है कि, पानी के अलावा, घुलनशील पदार्थों के अणुओं और आयनों के केवल एक निश्चित समूह को ही कोशिका में प्रवेश की अनुमति है। अधिकांश कोशिकाओं में सोडियम जैसे पदार्थ की सांद्रता बाहरी वातावरण की तुलना में बहुत कम होती है। पोटेशियम आयनों का एक अलग अनुपात होता है: कोशिका में उनकी मात्रा इसकी तुलना में बहुत अधिक होती है पर्यावरण. इस संबंध में, सोडियम आयन कोशिका झिल्ली में प्रवेश करते हैं, और पोटेशियम आयन बाहर निकलते हैं। इन परिस्थितियों में, झिल्ली एक विशेष प्रणाली को सक्रिय करती है जो "पंपिंग" भूमिका निभाती है, पदार्थों की सांद्रता को समतल करती है: सोडियम आयनों को कोशिका की सतह पर पंप किया जाता है, और पोटेशियम आयनों को अंदर पंप किया जाता है। यह सुविधासम्मिलित आवश्यक कार्यकोशिका झिल्ली।

सोडियम और पोटेशियम आयनों की सतह से अंदर की ओर बढ़ने की यह प्रवृत्ति कोशिका में चीनी और अमीनो एसिड के परिवहन में एक बड़ी भूमिका निभाती है। कोशिका से सोडियम आयनों को सक्रिय रूप से हटाने की प्रक्रिया में, झिल्ली अंदर ग्लूकोज और अमीनो एसिड के नए सेवन के लिए स्थितियां बनाती है। इसके विपरीत, कोशिका में पोटेशियम आयनों को स्थानांतरित करने की प्रक्रिया में, कोशिका के अंदर से बाहरी वातावरण में क्षय उत्पादों के "ट्रांसपोर्टर्स" की संख्या फिर से भर जाती है।

कोशिका झिल्ली के माध्यम से कोशिका पोषण कैसे होता है?

कई कोशिकाएं फागोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस जैसी प्रक्रियाओं के माध्यम से पदार्थ ग्रहण करती हैं। पहले विकल्प में, एक लचीली बाहरी झिल्ली एक छोटा गड्ढा बनाती है जिसमें पकड़ा गया कण समाप्त हो जाता है। अवकाश का व्यास तब तक बड़ा हो जाता है जब तक कि संलग्न कण कोशिका कोशिका द्रव्य में प्रवेश नहीं कर जाता। फागोसाइटोसिस के माध्यम से, कुछ प्रोटोजोआ, जैसे अमीबा, साथ ही रक्त कोशिकाओं - ल्यूकोसाइट्स और फागोसाइट्स को खिलाया जाता है। इसी तरह, कोशिकाएं तरल पदार्थ को अवशोषित करती हैं, जिसमें आवश्यक पोषक तत्व होते हैं। इस घटना को पिनोसाइटोसिस कहा जाता है।

बाहरी झिल्ली कोशिका के एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम से निकटता से जुड़ी होती है।

कई प्रकार के मुख्य ऊतक घटकों की झिल्ली की सतह पर उभार, सिलवटें और माइक्रोविली होते हैं। संयंत्र कोशिकाओंइस खोल का बाहरी भाग दूसरे मोटे आवरण से ढका होता है और सूक्ष्मदर्शी से स्पष्ट रूप से दिखाई देता है। जिस फाइबर से वे बने हैं, वह ऊतक समर्थन बनाने में मदद करता है पौधे की उत्पत्ति, उदाहरण के लिए, लकड़ी। जंतु कोशिकाओं की भी संख्या होती है बाहरी संरचनाएँ, जो कोशिका झिल्ली के शीर्ष पर स्थित होते हैं। वे प्रकृति में विशेष रूप से सुरक्षात्मक हैं, इसका एक उदाहरण इसमें मौजूद चिटिन है कोशिकाओं को ढकेंकीड़े

कोशिकीय झिल्ली के अलावा, एक अंतःकोशिकीय झिल्ली भी होती है। इसका कार्य कोशिका को कई विशेष बंद डिब्बों - डिब्बों या ऑर्गेनेल में विभाजित करना है, जहां एक निश्चित वातावरण बनाए रखा जाना चाहिए।

इस प्रकार, कोशिका झिल्ली जैसे जीवित जीव की मूल इकाई के ऐसे घटक की भूमिका को कम करके आंकना असंभव है। संरचना और कार्य कुल कोशिका सतह क्षेत्र में महत्वपूर्ण विस्तार, सुधार का सुझाव देते हैं चयापचय प्रक्रियाएं. इस आणविक संरचना में प्रोटीन और लिपिड होते हैं। कोशिका को बाहरी वातावरण से अलग करके झिल्ली उसकी अखंडता सुनिश्चित करती है। इसकी मदद से अंतरकोशिकीय संबंध काफी मजबूत स्तर पर बने रहते हैं, जिससे ऊतकों का निर्माण होता है। इस संबंध में, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि इनमें से एक महत्वपूर्ण भूमिकाएँकोशिका झिल्ली कोशिका में एक भूमिका निभाती है। इसके द्वारा निष्पादित संरचना और कार्य, उनके उद्देश्य के आधार पर, विभिन्न कोशिकाओं में मौलिक रूप से भिन्न होते हैं। इन विशेषताओं के माध्यम से, कोशिका झिल्ली की विभिन्न प्रकार की शारीरिक गतिविधियों और कोशिकाओं और ऊतकों के अस्तित्व में उनकी भूमिकाओं को प्राप्त किया जाता है।

झिल्ली एक अति सूक्ष्म संरचना है जो कोशिकांगों और संपूर्ण कोशिका की सतहों का निर्माण करती है। सभी झिल्लियों की संरचना एक समान होती है और वे एक प्रणाली में जुड़ी होती हैं।

रासायनिक संरचना

कोशिका झिल्ली रासायनिक रूप से सजातीय होती है और इसमें विभिन्न समूहों के प्रोटीन और लिपिड होते हैं:

• फॉस्फोलिपिड्स;
• गैलेक्टोलिपिड्स;
• सल्फ़ोलिपिड्स।

इनमें न्यूक्लिक एसिड, पॉलीसेकेराइड और अन्य पदार्थ भी होते हैं।

भौतिक गुण

पर सामान्य तापमानझिल्ली तरल क्रिस्टलीय अवस्था में होती हैं और लगातार दोलन करती रहती हैं। उनकी चिपचिपाहट वनस्पति तेल के करीब है।

झिल्ली पुनर्प्राप्ति योग्य, टिकाऊ, लोचदार और छिद्रपूर्ण है। झिल्ली की मोटाई 7 - 14 एनएम है।

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झिल्ली बड़े अणुओं के लिए अभेद्य है। छोटे अणु और आयन झिल्ली के विभिन्न पक्षों पर सांद्रता अंतर के प्रभाव के साथ-साथ परिवहन प्रोटीन की मदद से छिद्रों और झिल्ली से गुजर सकते हैं।

नमूना

आमतौर पर, झिल्लियों की संरचना का वर्णन द्रव मोज़ेक मॉडल का उपयोग करके किया जाता है। झिल्ली में एक ढाँचा होता है - लिपिड अणुओं की दो पंक्तियाँ, ईंटों की तरह एक-दूसरे से कसकर चिपकी हुई।

चावल। 1. सैंडविच-प्रकार की जैविक झिल्ली।

दोनों तरफ लिपिड की सतह प्रोटीन से ढकी होती है। मोज़ेक पैटर्न झिल्ली की सतह पर असमान रूप से वितरित प्रोटीन अणुओं द्वारा बनता है।

बिलिपिड परत में विसर्जन की डिग्री के अनुसार, प्रोटीन अणुओं को विभाजित किया जाता है तीन समूह:

• ट्रांसमेम्ब्रेन;
• जलमग्न;
• सतही.

प्रोटीन झिल्ली की मुख्य संपत्ति प्रदान करते हैं - विभिन्न पदार्थों के लिए इसकी चयनात्मक पारगम्यता।

झिल्ली प्रकार

स्थानीयकरण के अनुसार सभी कोशिका झिल्लियों को विभाजित किया जा सकता है निम्नलिखित प्रकार:

• बाहरी;
• परमाणु;
• अंगक झिल्ली.

बाहरी साइटोप्लाज्मिक झिल्ली, या प्लास्मोल्मा, कोशिका की सीमा होती है। साइटोस्केलेटन के तत्वों से जुड़कर यह अपना आकार और आकार बनाए रखता है।

चावल। 2. साइटोस्केलेटन।

परमाणु झिल्ली, या कैरियोलेम्मा, परमाणु सामग्री की सीमा है। यह दो झिल्लियों से बना है, जो बाहरी झिल्ली के समान है। केन्द्रक की बाहरी झिल्ली झिल्लियों से जुड़ी होती है अन्तः प्रदव्ययी जलिका(ईपीएस) और, छिद्रों के माध्यम से, आंतरिक झिल्ली के साथ।

ईआर झिल्ली पूरे साइटोप्लाज्म में प्रवेश करती है, जिससे सतह बनती है जिस पर झिल्ली प्रोटीन सहित विभिन्न पदार्थों का संश्लेषण होता है।

अंगक झिल्ली

अधिकांश अंगों में एक झिल्लीदार संरचना होती है।

दीवारें एक झिल्ली से बनी हैं:

• गॉल्गी कॉम्प्लेक्स;
• रसधानियाँ;
• लाइसोसोम

प्लास्टिड और माइटोकॉन्ड्रिया झिल्ली की दो परतों से निर्मित होते हैं। इनकी बाहरी झिल्ली चिकनी होती है और भीतरी झिल्ली कई तह बनाती है।

क्लोरोप्लास्ट की प्रकाश संश्लेषक झिल्लियों की विशेषताएं अंतर्निहित क्लोरोफिल अणु हैं।

पशु कोशिकाओं की बाहरी झिल्ली की सतह पर कार्बोहाइड्रेट की एक परत होती है जिसे ग्लाइकोकैलिक्स कहा जाता है।

चावल। 3. ग्लाइकोकैलिक्स।

ग्लाइकोकैलिक्स सबसे अधिक आंतों के उपकला की कोशिकाओं में विकसित होता है, जहां यह पाचन के लिए स्थितियां बनाता है और प्लाज़्मालेम्मा की रक्षा करता है।

तालिका "कोशिका झिल्ली की संरचना"

हमने क्या सीखा?

हमने कोशिका झिल्ली की संरचना और कार्यों को देखा। झिल्ली कोशिका, केन्द्रक और कोशिकांगों का एक चयनात्मक (चयनात्मक) अवरोध है। कोशिका झिल्ली की संरचना का वर्णन द्रव मोज़ेक मॉडल द्वारा किया गया है। इस मॉडल के अनुसार, प्रोटीन अणु चिपचिपे लिपिड की दोहरी परत में निर्मित होते हैं।

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