कोशिका झिल्ली क्या कार्य करती है - इसके गुण एवं कार्य। कोशिका झिल्ली

कोशिका झिल्ली -आणविक संरचना जिसमें लिपिड और प्रोटीन होते हैं। इसके मुख्य गुण और कार्य:

• किसी भी सेल की सामग्री को अलग करना बाहरी वातावरण, इसकी अखंडता की गारंटी;
• पर्यावरण और कोशिका के बीच आदान-प्रदान का नियंत्रण और स्थापना;
• इंट्रासेल्युलर झिल्ली कोशिका को विशेष डिब्बों में विभाजित करती है: ऑर्गेनेल या डिब्बे।

लैटिन में "झिल्ली" शब्द का अर्थ "फिल्म" है। यदि हम कोशिका झिल्ली की बात करें तो यह दो फिल्मों का संयोजन है जिनके अलग-अलग गुण होते हैं।

जैविक झिल्ली में शामिल हैं तीन प्रकार के प्रोटीन:

1. परिधीय - फिल्म की सतह पर स्थित;
2. इंटीग्रल - पूरी तरह से झिल्ली में घुसना;
3. अर्ध-अभिन्न - एक सिरा बिलिपिड परत में प्रवेश करता है।

कोशिका झिल्ली क्या कार्य करती है?

1. कोशिका भित्ति एक टिकाऊ कोशिका झिल्ली है जो साइटो के बाहर स्थित होती है प्लाज्मा झिल्ली. यह सुरक्षात्मक, परिवहन और कार्य करता है संरचनात्मक कार्य. कई पौधों, बैक्टीरिया, कवक और आर्किया में मौजूद है।

2. प्रदान करता है बाधा समारोह, अर्थात्, बाहरी वातावरण के साथ चयनात्मक, विनियमित, सक्रिय और निष्क्रिय चयापचय।

3. सूचना प्रसारित करने और संग्रहीत करने में सक्षम, और पुनरुत्पादन की प्रक्रिया में भी भाग लेता है।

4. एक परिवहन कार्य करता है जो झिल्ली के माध्यम से पदार्थों को कोशिका के अंदर और बाहर ले जा सकता है।

5. कोशिका झिल्ली में एकतरफ़ा चालकता होती है। इसके लिए धन्यवाद, पानी के अणु बिना किसी देरी के कोशिका झिल्ली से गुजर सकते हैं, और अन्य पदार्थों के अणु चुनिंदा रूप से प्रवेश करते हैं।

6. साथ कोशिका झिल्लीपानी, ऑक्सीजन और पोषक तत्व प्राप्त होते हैं और इसके माध्यम से सेलुलर चयापचय के उत्पाद हटा दिए जाते हैं।

7. झिल्लियों के माध्यम से सेलुलर चयापचय करता है, और उन्हें 3 मुख्य प्रकार की प्रतिक्रियाओं का उपयोग करके निष्पादित कर सकता है: पिनोसाइटोसिस, फागोसाइटोसिस, एक्सोसाइटोसिस।

8. झिल्ली अंतरकोशिकीय संपर्कों की विशिष्टता सुनिश्चित करती है।

9. झिल्ली में कई रिसेप्टर्स होते हैं जो रासायनिक संकेतों - मध्यस्थों, हार्मोन और कई अन्य जैविक सक्रिय पदार्थों को समझने में सक्षम होते हैं। इसलिए इसमें कोशिका की चयापचय गतिविधि को बदलने की शक्ति होती है।

10. कोशिका झिल्ली के मूल गुण और कार्य:

• आव्यूह
• रुकावट
• परिवहन
• ऊर्जा
• यांत्रिक
• एंजाइमी
• रिसेप्टर
• रक्षात्मक
• अंकन
• जैव क्षमता

कोशिका में प्लाज़्मा झिल्ली क्या कार्य करती है?

1. सेल की सामग्री का परिसीमन करता है;
2. कोशिका में पदार्थों का प्रवेश कराता है;
3. कोशिका से कई पदार्थों को हटाने की सुविधा प्रदान करता है।

कोशिका झिल्ली संरचना

कोशिका की झिल्लियाँ 3 वर्गों के लिपिड शामिल करें:

• ग्लाइकोलिपिड्स;
• फॉस्फोलिपिड्स;
• कोलेस्ट्रॉल.

मूल रूप से, कोशिका झिल्ली में प्रोटीन और लिपिड होते हैं, और इसकी मोटाई 11 एनएम से अधिक नहीं होती है। सभी लिपिड में से 40 से 90% फॉस्फोलिपिड होते हैं। ग्लाइकोलिपिड्स पर ध्यान देना भी महत्वपूर्ण है, जो झिल्ली के मुख्य घटकों में से एक हैं।

कोशिका झिल्ली की संरचना तीन-परतीय होती है। केंद्र में एक सजातीय तरल बिलिपिड परत होती है, और प्रोटीन इसे दोनों तरफ (मोज़ेक की तरह) ढकते हैं, आंशिक रूप से मोटाई में प्रवेश करते हैं। झिल्ली के लिए प्रोटीन भी आवश्यक होते हैं ताकि विशेष पदार्थों को कोशिकाओं के अंदर और बाहर जाने दिया जा सके जो वसा परत में प्रवेश नहीं कर सकते। उदाहरण के लिए, सोडियम और पोटेशियम आयन।

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कोशिका संरचना - वीडियो

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। एंडोसाइटोसिस (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 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 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।

कक्ष- ऊतकों और अंगों की एक स्व-विनियमन संरचनात्मक और कार्यात्मक इकाई। कोशिका सिद्धांतअंगों और ऊतकों की संरचना 1839 में श्लेडेन और श्वान द्वारा विकसित की गई थी। इसके बाद, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और अल्ट्रासेंट्रीफ्यूजेशन की मदद से, जानवरों के सभी मुख्य अंगों की संरचना को स्पष्ट करना संभव हो गया और संयंत्र कोशिकाओं(चित्र .1)।

चावल। 1. पशु कोशिका की संरचना की योजना

कोशिका के मुख्य भाग साइटोप्लाज्म और केन्द्रक हैं। प्रत्येक कोशिका एक बहुत पतली झिल्ली से घिरी होती है जो इसकी सामग्री को सीमित करती है।

कोशिका झिल्ली कहलाती है प्लाज्मा झिल्लीऔर चयनात्मक पारगम्यता की विशेषता है। यह गुण आवश्यक पोषक तत्वों और की अनुमति देता है रासायनिक तत्वकोशिका में प्रवेश करते हैं, और अतिरिक्त उत्पाद इसे छोड़ देते हैं। प्लाज्मा झिल्ली में विशिष्ट प्रोटीन युक्त लिपिड अणुओं की दो परतें होती हैं। मुख्य झिल्लीदार लिपिड फॉस्फोलिपिड हैं। इनमें फॉस्फोरस, एक ध्रुवीय सिर और दो गैर-ध्रुवीय लंबी श्रृंखला वाली पूंछ होती हैं। वसायुक्त अम्ल. झिल्ली लिपिड में कोलेस्ट्रॉल और कोलेस्ट्रॉल एस्टर शामिल हैं। संरचना के तरल मोज़ेक मॉडल के अनुसार, झिल्लियों में प्रोटीन और लिपिड अणुओं का समावेश होता है जो बाइलेयर के सापेक्ष मिश्रित हो सकते हैं। प्रत्येक प्रकार की झिल्ली के लिए कोई भी पशु सेलइसकी अपेक्षाकृत स्थिर लिपिड संरचना द्वारा विशेषता।

झिल्ली प्रोटीन को उनकी संरचना के अनुसार दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है: अभिन्न और परिधीय। परिधीय प्रोटीन को झिल्ली को नष्ट किए बिना उससे हटाया जा सकता है। झिल्ली प्रोटीन चार प्रकार के होते हैं: परिवहन प्रोटीन, एंजाइम, रिसेप्टर्स और संरचनात्मक प्रोटीन। कुछ झिल्ली प्रोटीन में एंजाइमेटिक गतिविधि होती है, अन्य कुछ पदार्थों को बांधते हैं और कोशिका में उनके परिवहन की सुविधा प्रदान करते हैं। प्रोटीन झिल्लियों में पदार्थों की आवाजाही के लिए कई रास्ते प्रदान करते हैं: वे कई प्रोटीन उपइकाइयों से मिलकर बड़े छिद्र बनाते हैं जो पानी के अणुओं और आयनों को कोशिकाओं के बीच स्थानांतरित करने की अनुमति देते हैं; कुछ शर्तों के तहत झिल्ली में कुछ प्रकार के आयनों की आवाजाही के लिए विशेषीकृत आयन चैनल बनाते हैं। संरचनात्मक प्रोटीन आंतरिक लिपिड परत से जुड़े होते हैं और कोशिका के साइटोस्केलेटन प्रदान करते हैं। साइटोस्केलेटन देता है यांत्रिक शक्तिकोशिका झिल्ली। विभिन्न झिल्लियों में, प्रोटीन द्रव्यमान का 20 से 80% तक होता है। झिल्ली प्रोटीन पार्श्व तल में स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं।

झिल्ली में कार्बोहाइड्रेट भी होते हैं जो सहसंयोजक रूप से लिपिड या प्रोटीन से बंधे हो सकते हैं। झिल्ली कार्बोहाइड्रेट तीन प्रकार के होते हैं: ग्लाइकोलिपिड्स (गैंग्लियोसाइड्स), ग्लाइकोप्रोटीन और प्रोटीयोग्लाइकेन्स। अधिकांश झिल्लीदार लिपिड तरल अवस्था में होते हैं और उनमें एक निश्चित तरलता होती है, अर्थात। एक क्षेत्र से दूसरे क्षेत्र में जाने की क्षमता। झिल्ली के बाहरी तरफ रिसेप्टर साइटें होती हैं जो विभिन्न हार्मोनों को बांधती हैं। झिल्ली के अन्य विशिष्ट क्षेत्र कुछ प्रोटीन और विभिन्न जैविक रूप से सक्रिय यौगिकों को पहचान और बांध नहीं सकते हैं जो इन कोशिकाओं के लिए विदेशी हैं।

कोशिका का आंतरिक स्थान साइटोप्लाज्म से भरा होता है, जिसमें सेलुलर चयापचय की अधिकांश एंजाइम-उत्प्रेरित प्रतिक्रियाएं होती हैं। साइटोप्लाज्म में दो परतें होती हैं: आंतरिक एक, जिसे एंडोप्लाज्म कहा जाता है, और परिधीय एक, एक्टोप्लाज्म, जिसमें उच्च चिपचिपापन होता है और कणिकाओं से रहित होता है। साइटोप्लाज्म में कोशिका या अंगक के सभी घटक शामिल होते हैं। कोशिकांगों में सबसे महत्वपूर्ण हैं एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, राइबोसोम, माइटोकॉन्ड्रिया, गोल्गी तंत्र, लाइसोसोम, माइक्रोफिलामेंट्स और माइक्रोट्यूब्यूल्स, पेरोक्सीसोम।

अन्तः प्रदव्ययी जलिकापरस्पर जुड़े चैनलों और गुहाओं की एक प्रणाली है जो संपूर्ण साइटोप्लाज्म में प्रवेश करती है। यह पदार्थों का परिवहन प्रदान करता है पर्यावरणऔर कोशिकाओं के अंदर. एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम इंट्रासेल्युलर सीए 2+ आयनों के लिए एक डिपो के रूप में भी कार्य करता है और कोशिका में लिपिड संश्लेषण की मुख्य साइट के रूप में कार्य करता है।

राइबोसोम - 10-25 एनएम व्यास वाले सूक्ष्म गोलाकार कण। राइबोसोम स्वतंत्र रूप से साइटोप्लाज्म में स्थित होते हैं या जुड़े होते हैं बाहरी सतहझिल्ली अन्तः प्रदव्ययी जलिकाऔर परमाणु झिल्ली. वे दूत के साथ बातचीत करते हैं और आरएनए का परिवहन करते हैं, और उनमें प्रोटीन संश्लेषण होता है। वे प्रोटीन को संश्लेषित करते हैं जो सिस्टर्न या गोल्गी तंत्र में प्रवेश करते हैं और फिर बाहर निकल जाते हैं। राइबोसोम, साइटोप्लाज्म में स्वतंत्र रूप से स्थित होते हैं, कोशिका द्वारा उपयोग के लिए प्रोटीन का संश्लेषण करते हैं, और एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम से जुड़े राइबोसोम प्रोटीन का उत्पादन करते हैं जो कोशिका से उत्सर्जित होता है। राइबोसोम विभिन्न कार्यात्मक प्रोटीनों को संश्लेषित करते हैं: वाहक प्रोटीन, एंजाइम, रिसेप्टर्स, साइटोस्केलेटल प्रोटीन।

गॉल्जीकायनलिकाओं, कुंडों और पुटिकाओं की एक प्रणाली द्वारा निर्मित। यह एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम और जैविक रूप से यहां पहुंचने वाले लोगों से जुड़ा हुआ है सक्रिय पदार्थस्रावी पुटिकाओं में संकुचित रूप में संग्रहित होता है। उत्तरार्द्ध लगातार गोल्गी तंत्र से अलग हो जाते हैं, कोशिका झिल्ली में ले जाए जाते हैं और इसके साथ विलय हो जाते हैं, और पुटिकाओं में मौजूद पदार्थ एक्सोसाइटोसिस की प्रक्रिया के माध्यम से कोशिका से हटा दिए जाते हैं।

लाइसोसोम -झिल्ली से घिरे कण 0.25-0.8 माइक्रोन मापते हैं। उनमें प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड, वसा, न्यूक्लिक एसिड, बैक्टीरिया और कोशिकाओं के टूटने में शामिल कई एंजाइम होते हैं।

पेरोक्सीसोम्सचिकनी एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम से निर्मित, लाइसोसोम जैसा दिखता है और इसमें एंजाइम होते हैं जो हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन को उत्प्रेरित करते हैं, जो पेरोक्सीडेस और कैटालेज़ के प्रभाव में टूट जाता है।

माइटोकॉन्ड्रियाइनमें बाहरी और भीतरी झिल्लियाँ होती हैं और ये कोशिका का "ऊर्जा केंद्र" होती हैं। माइटोकॉन्ड्रिया दोहरी झिल्ली वाली गोल या लम्बी संरचनाएँ हैं। आंतरिक झिल्ली माइटोकॉन्ड्रिया - क्राइस्टे में उभरी हुई सिलवटों का निर्माण करती है। उनमें एटीपी संश्लेषण होता है, क्रेब्स चक्र सब्सट्रेट्स का ऑक्सीकरण और कई जैविक रासायनिक प्रतिक्रिएं. माइटोकॉन्ड्रिया में उत्पादित एटीपी अणु कोशिका के सभी भागों में फैल जाते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया में थोड़ी मात्रा में डीएनए, आरएनए और राइबोसोम होते हैं और उनकी भागीदारी से नए माइटोकॉन्ड्रिया का नवीनीकरण और संश्लेषण होता है।

माइक्रोफिलामेंट्सवे मायोसिन और एक्टिन से बने पतले प्रोटीन तंतु होते हैं और कोशिका के संकुचनशील तंत्र का निर्माण करते हैं। माइक्रोफिलामेंट्स कोशिका झिल्ली के सिलवटों या उभारों के निर्माण के साथ-साथ कोशिकाओं के भीतर विभिन्न संरचनाओं की गति में शामिल होते हैं।

सूक्ष्मनलिकाएंसाइटोस्केलेटन का आधार बनाते हैं और उसे मजबूती प्रदान करते हैं। साइटोस्केलेटन कोशिकाओं को उनकी विशेषता देता है उपस्थितिऔर आकार, इंट्रासेल्युलर ऑर्गेनेल और विभिन्न निकायों के लगाव के लिए एक साइट के रूप में कार्य करता है। में तंत्रिका कोशिकाएंसूक्ष्मनलिकाएं के बंडल कोशिका शरीर से अक्षतंतु के अंत तक पदार्थों के परिवहन में शामिल होते हैं। उनकी भागीदारी से, कोशिका विभाजन के दौरान माइटोटिक स्पिंडल कार्य करता है। वे यूकेरियोट्स में विली और फ्लैगेल्ला में मोटर तत्वों की भूमिका निभाते हैं।

मुख्यकोशिका की मुख्य संरचना है, वंशानुगत विशेषताओं के संचरण और प्रोटीन के संश्लेषण में भाग लेती है। केंद्रक एक परमाणु झिल्ली से घिरा होता है जिसमें कई परमाणु छिद्र होते हैं जिसके माध्यम से केंद्रक और साइटोप्लाज्म के बीच विभिन्न पदार्थों का आदान-प्रदान होता है। इसके अंदर एक न्यूक्लियोलस होता है। राइबोसोमल आरएनए और हिस्टोन प्रोटीन के संश्लेषण में न्यूक्लियोलस की महत्वपूर्ण भूमिका स्थापित की गई है। नाभिक के शेष भागों में क्रोमैटिन होता है, जिसमें डीएनए, आरएनए और कई विशिष्ट प्रोटीन होते हैं।

कोशिका झिल्ली के कार्य

कोशिका झिल्ली अंतःकोशिकीय और अंतरकोशिकीय चयापचय के नियमन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। उनमें चयनात्मक पारगम्यता होती है। उनकी विशिष्ट संरचना उन्हें बाधा, परिवहन और नियामक कार्य प्रदान करने की अनुमति देती है।

बैरियर फ़ंक्शनयह झिल्ली के माध्यम से पानी में घुले यौगिकों के प्रवेश को सीमित करने में प्रकट होता है। झिल्ली बड़े प्रोटीन अणुओं और कार्बनिक आयनों के लिए अभेद्य है।

विनियामक कार्यझिल्ली का काम रासायनिक, जैविक और यांत्रिक प्रभावों के जवाब में इंट्रासेल्युलर चयापचय को विनियमित करना है। एंजाइम गतिविधि में बाद के बदलाव के साथ विशेष झिल्ली रिसेप्टर्स द्वारा विभिन्न प्रभावों को महसूस किया जाता है।

परिवहन कार्यजैविक झिल्लियों के माध्यम से निष्क्रिय रूप से (प्रसार, निस्पंदन, परासरण) या सक्रिय परिवहन का उपयोग करके किया जा सकता है।

प्रसार -किसी गैस या घुलनशील पदार्थ की सांद्रता और विद्युत रासायनिक प्रवणता के साथ गति। प्रसार की दर कोशिका झिल्ली की पारगम्यता, साथ ही अनावेशित कणों के लिए सांद्रण प्रवणता और आवेशित कणों के लिए विद्युत और सांद्रण प्रवणता पर निर्भर करती है। सरल विस्तारलिपिड बाइलेयर या चैनलों के माध्यम से होता है। आवेशित कण विद्युत रासायनिक प्रवणता के अनुसार चलते हैं, और अनावेशित कण रासायनिक प्रवणता के अनुसार चलते हैं। उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन, स्टेरॉयड हार्मोन, यूरिया, अल्कोहल आदि सरल प्रसार द्वारा झिल्ली की लिपिड परत में प्रवेश करते हैं। विभिन्न आयन और कण चैनलों के माध्यम से चलते हैं। आयन चैनल प्रोटीन द्वारा बनते हैं और गेटेड और अनगेटेड चैनल में विभाजित होते हैं। चयनात्मकता के आधार पर, आयन-चयनात्मक केबलों के बीच अंतर किया जाता है, जो केवल एक आयन को गुजरने की अनुमति देते हैं, और जिन चैनलों में चयनात्मकता नहीं होती है। चैनलों में एक छिद्र और एक चयनात्मक फ़िल्टर होता है, और नियंत्रित चैनलों में एक गेट तंत्र होता है।

सुविधा विसरण -एक प्रक्रिया जिसमें पदार्थों को विशेष झिल्ली परिवहन प्रोटीन का उपयोग करके झिल्ली के पार ले जाया जाता है। इस प्रकार, अमीनो एसिड और मोनोसेकेराइड कोशिका में प्रवेश करते हैं। इस प्रकार का परिवहन बहुत तेजी से होता है।

परासरण -झिल्ली के माध्यम से कम आसमाटिक दबाव वाले घोल से उच्च आसमाटिक दबाव वाले घोल की ओर पानी की गति।

सक्रिय ट्रांसपोर्ट -परिवहन ATPases (आयन पंप) का उपयोग करके एक सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध पदार्थों का परिवहन। यह स्थानांतरण ऊर्जा के व्यय के साथ होता है।

Na + /K + -, Ca 2+ - और H + -पंपों का काफी हद तक अध्ययन किया गया है। पंप कोशिका झिल्ली पर स्थित होते हैं।

एक प्रकार का सक्रिय परिवहन है एंडोसाइटोसिसऔर एक्सोसाइटोसिसइन तंत्रों का उपयोग करके, बड़े पदार्थ (प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड, न्यूक्लिक एसिड) जिन्हें चैनलों के माध्यम से नहीं ले जाया जा सकता है, ले जाया जाता है। यह परिवहन अधिक सामान्य है उपकला कोशिकाएंआंतें, वृक्क नलिकाएं, संवहनी एंडोथेलियम।

परएन्डोसाइटोसिस में, कोशिका झिल्ली कोशिका में आक्रमण बनाती है, जो मुक्त होने पर पुटिकाओं में बदल जाती है। एक्सोसाइटोसिस के दौरान, पुटिकाओं को उनकी सामग्री के साथ कोशिका झिल्ली में स्थानांतरित कर दिया जाता है और इसके साथ विलय कर दिया जाता है, और पुटिकाओं की सामग्री को बाह्य कोशिकीय वातावरण में छोड़ दिया जाता है।

कोशिका झिल्ली की संरचना एवं कार्य

जीवित कोशिकाओं में विद्युत क्षमता के अस्तित्व को सुनिश्चित करने वाली प्रक्रियाओं को समझने के लिए, आपको सबसे पहले कोशिका झिल्ली की संरचना और उसके गुणों को समझना होगा।

वर्तमान में, सबसे व्यापक रूप से स्वीकृत झिल्ली का तरल मोज़ेक मॉडल है, जिसे 1972 में एस. सिंगर और जी. निकोलसन द्वारा प्रस्तावित किया गया था। झिल्ली फॉस्फोलिपिड्स (बाईलेयर) की दोहरी परत पर आधारित है, जिसके अणु के हाइड्रोफोबिक टुकड़े हैं झिल्ली की मोटाई में डूबे हुए, और ध्रुवीय हाइड्रोफिलिक समूह बाहर की ओर उन्मुख होते हैं। आसपास में जलीय पर्यावरण(अंक 2)।

झिल्ली प्रोटीन झिल्ली की सतह पर स्थानीयकृत होते हैं या हाइड्रोफोबिक क्षेत्र में अलग-अलग गहराई तक एम्बेडेड हो सकते हैं। कुछ प्रोटीन झिल्ली को फैलाते हैं, और एक ही प्रोटीन के विभिन्न हाइड्रोफिलिक समूह कोशिका झिल्ली के दोनों किनारों पर पाए जाते हैं। प्लाज्मा झिल्ली में पाए जाने वाले प्रोटीन बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं महत्वपूर्ण भूमिका: वे आयन चैनलों के निर्माण में भाग लेते हैं, झिल्ली पंप और विभिन्न पदार्थों के ट्रांसपोर्टरों की भूमिका निभाते हैं, और एक रिसेप्टर कार्य भी कर सकते हैं।

कोशिका झिल्ली के मुख्य कार्य: बाधा, परिवहन, नियामक, उत्प्रेरक।

बाधा कार्य झिल्ली के माध्यम से पानी में घुलनशील यौगिकों के प्रसार को सीमित करना है, जो कोशिकाओं को विदेशी, विषाक्त पदार्थों से बचाने और कोशिकाओं के अंदर विभिन्न पदार्थों की अपेक्षाकृत स्थिर सामग्री को बनाए रखने के लिए आवश्यक है। इस प्रकार, कोशिका झिल्ली विभिन्न पदार्थों के प्रसार को 100,000-10,000,000 गुना तक धीमा कर सकती है।

चावल। 2. सिंगर-निकोलसन झिल्ली के तरल-मोज़ेक मॉडल का त्रि-आयामी आरेख

लिपिड बाइलेयर में एम्बेडेड गोलाकार अभिन्न प्रोटीन दर्शाए गए हैं। कुछ प्रोटीन आयन चैनल होते हैं, अन्य (ग्लाइकोप्रोटीन) में ऑलिगोसेकेराइड साइड चेन होते हैं जो एक दूसरे के बीच और अंतरकोशिकीय ऊतक में कोशिकाओं की पहचान में शामिल होते हैं। कोलेस्ट्रॉल के अणु फॉस्फोलिपिड शीर्षों से निकटता से जुड़े होते हैं और "पूंछ" के आसन्न वर्गों को ठीक करते हैं। फॉस्फोलिपिड अणु की पूंछ के आंतरिक भाग अपनी गति में सीमित नहीं हैं और झिल्ली की तरलता के लिए जिम्मेदार हैं (ब्रेत्शर, 1985)

झिल्ली में चैनल होते हैं जिनके माध्यम से आयन प्रवेश करते हैं। चैनल वोल्टेज पर निर्भर या संभावित स्वतंत्र हो सकते हैं। वोल्टेज पर निर्भर चैनलजब संभावित अंतर बदलता है तो खोलें, और संभावित स्वतंत्र(हार्मोन-विनियमित) तब खुलता है जब रिसेप्टर्स पदार्थों के साथ बातचीत करते हैं। गेटों की बदौलत चैनल खोले या बंद किए जा सकते हैं। झिल्ली में दो प्रकार के द्वार बने होते हैं: सक्रियण(चैनल की गहराई में) और निष्क्रियता(चैनल की सतह पर). गेट तीन अवस्थाओं में से एक में हो सकता है:

• खुली अवस्था (दोनों प्रकार के द्वार खुले हैं);
• बंद अवस्था (सक्रियण गेट बंद);
• निष्क्रियता अवस्था (निष्क्रियता द्वार बंद)।

एक और अभिलक्षणिक विशेषताझिल्ली अकार्बनिक आयनों, पोषक तत्वों और को चुनिंदा रूप से परिवहन करने की क्षमता है विभिन्न उत्पादअदला-बदली। पदार्थों के निष्क्रिय और सक्रिय स्थानांतरण (परिवहन) की प्रणालियाँ हैं। निष्क्रियपरिवहन आयन चैनलों के माध्यम से वाहक प्रोटीन की सहायता के साथ या उसके बिना होता है, और इसकी प्रेरक शक्तिअंतरा और बाह्य कोशिकीय स्थान के बीच आयनों की विद्युत रासायनिक क्षमता में अंतर है। आयन चैनलों की चयनात्मकता उसके ज्यामितीय मापदंडों और चैनल की दीवारों और उसके मुंह के अस्तर वाले समूहों की रासायनिक प्रकृति से निर्धारित होती है।

वर्तमान में, सबसे अच्छी तरह से अध्ययन किए गए चैनल वे हैं जो Na +, K +, Ca 2+ आयनों और पानी (तथाकथित एक्वापोरिन) के लिए चुनिंदा रूप से पारगम्य हैं। विभिन्न अध्ययनों के अनुसार, आयन चैनलों का व्यास 0.5-0.7 एनएम है। चैनल की क्षमता अलग-अलग हो सकती है; प्रति सेकंड 10 7 - 10 8 आयन एक आयन चैनल से गुजर सकते हैं।

सक्रियपरिवहन ऊर्जा के व्यय के साथ होता है और तथाकथित आयन पंपों द्वारा किया जाता है। आयन पंप आणविक होते हैं प्रोटीन संरचनाएँ, झिल्ली में निर्मित और उच्च विद्युत रासायनिक क्षमता की ओर आयनों के स्थानांतरण को अंजाम देता है।

पंप एटीपी हाइड्रोलिसिस की ऊर्जा का उपयोग करके संचालित होते हैं। वर्तमान में, Na+/K+ - ATPase, Ca 2+ - ATPase, H + - ATPase, H + /K + - ATPase, Mg 2+ - ATPase, जो क्रमशः Na +, K +, Ca 2+ आयनों की गति सुनिश्चित करते हैं। , अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है, H+, Mg 2+ पृथक या संयुग्मित (Na+ और K+; H+ और K+)। सक्रिय परिवहन का आणविक तंत्र पूरी तरह से समझा नहीं गया है।

झिल्लियाँ बड़ी संख्या में विभिन्न कार्य करती हैं:

झिल्ली किसी अंग या कोशिका का आकार निर्धारित करती है;

रुकावट: आंतरिक और बाहरी डिब्बों के बीच घुलनशील पदार्थों (उदाहरण के लिए, Na +, K +, Cl - आयन) के आदान-प्रदान को नियंत्रित करें;

ऊर्जा: माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्लियों पर एटीपी संश्लेषण और क्लोरोप्लास्ट की झिल्लियों में प्रकाश संश्लेषण; होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए एक सतह बनाएं (माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली पर फॉस्फोराइलेशन);

एक संरचना है जो रासायनिक संकेतों की पहचान सुनिश्चित करती है (हार्मोन और न्यूरोट्रांसमीटर रिसेप्टर्स झिल्ली पर स्थित होते हैं);

अंतरकोशिकीय संपर्क में भूमिका निभाते हैं और कोशिका गति को बढ़ावा देते हैं।

झिल्ली के माध्यम से परिवहन. झिल्ली में घुलनशील पदार्थों के लिए चयनात्मक पारगम्यता होती है, जो इसके लिए आवश्यक है:

कोशिका को बाह्य कोशिकीय वातावरण से अलग करना;

कोशिका में प्रवेश और आवश्यक अणुओं (जैसे लिपिड, ग्लूकोज और अमीनो एसिड) की अवधारण सुनिश्चित करना, साथ ही कोशिका से चयापचय उत्पादों (अनावश्यक सहित) को हटाना;

एक ट्रांसमेम्ब्रेन आयन ग्रेडिएंट बनाए रखना।

इंट्रासेल्युलर ऑर्गेनेल में चयनात्मक पारगम्य झिल्ली भी हो सकती है। उदाहरण के लिए, लाइसोसोम में झिल्ली साइटोसोल की तुलना में 1000-10000 गुना अधिक हाइड्रोजन आयनों (H+) की सांद्रता बनाए रखती है।

झिल्ली के पार परिवहन हो सकता है निष्क्रिय, हल्काया सक्रिय.

नकारात्मक परिवहन- यह एक सांद्रण या विद्युत रासायनिक प्रवणता के साथ अणुओं या आयनों की गति है। यह सरल प्रसार हो सकता है, जैसे कि प्लाज्मा झिल्ली के माध्यम से गैसों (उदाहरण के लिए ओ 2 और सीओ 2) या सरल अणुओं (इथेनॉल) के प्रवेश के मामले में। सरल प्रसार में, बाह्यकोशिकीय द्रव में घुले छोटे अणु क्रमिक रूप से झिल्ली में और फिर अंतःकोशिकीय द्रव में घुल जाते हैं। यह प्रक्रिया निरर्थक है, और झिल्ली के माध्यम से प्रवेश की दर अणु की हाइड्रोफोबिसिटी की डिग्री, यानी इसकी वसा घुलनशीलता से निर्धारित होती है। लिपिड बाईलेयर के माध्यम से प्रसार की दर हाइड्रोफोबिसिटी के साथ-साथ ट्रांसमेम्ब्रेन एकाग्रता ग्रेडिएंट या इलेक्ट्रोकेमिकल ग्रेडिएंट के सीधे आनुपातिक है।

सुगम प्रसार, पर्मीज़ नामक विशिष्ट झिल्ली प्रोटीन की मदद से एक झिल्ली के पार अणुओं की तीव्र गति है। यह प्रक्रिया विशिष्ट है; यह साधारण प्रसार की तुलना में तेजी से आगे बढ़ती है, लेकिन इसमें परिवहन गति सीमा होती है।

सुगम प्रसार आमतौर पर पानी में घुलनशील पदार्थों की विशेषता है। अधिकांश (यदि सभी नहीं) झिल्ली ट्रांसपोर्टर प्रोटीन होते हैं। सुगम प्रसार के दौरान ट्रांसपोर्टर के कामकाज के विशिष्ट तंत्र का पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है। उदाहरण के लिए, वे झिल्ली में घूर्णी गति द्वारा परिवहन में मध्यस्थता कर सकते हैं। में हाल ही मेंजानकारी सामने आई है कि वाहक प्रोटीन, परिवहन किए गए पदार्थ के संपर्क में आने पर, अपनी संरचना बदल देते हैं, जिसके परिणामस्वरूप झिल्ली में एक प्रकार का "गेट" या चैनल खुल जाता है। ये परिवर्तन उस ऊर्जा के कारण होते हैं जब परिवहन किया गया पदार्थ प्रोटीन से जुड़ता है। रिले-प्रकार के स्थानांतरण भी संभव हैं। इस मामले में, वाहक स्वयं गतिहीन रहता है, और आयन इसके साथ एक हाइड्रोफिलिक बंधन से दूसरे में स्थानांतरित होते हैं।

एंटीबायोटिक ग्रैमिसिडिन इस प्रकार के वेक्टर के लिए एक मॉडल के रूप में काम कर सकता है। झिल्ली की लिपिड परत में, इसका लंबा रैखिक अणु एक हेलिक्स का आकार लेता है और एक हाइड्रोफिलिक चैनल बनाता है जिसके माध्यम से K आयन एक ढाल के साथ स्थानांतरित हो सकता है।

जैविक झिल्लियों में प्राकृतिक चैनलों के अस्तित्व के लिए प्रायोगिक साक्ष्य प्राप्त किए गए हैं। परिवहन प्रोटीन झिल्ली के माध्यम से परिवहन किए जाने वाले पदार्थ के लिए अत्यधिक विशिष्ट होते हैं, जो कई गुणों में एंजाइम से मिलते जुलते हैं। वे पीएच के प्रति अधिक संवेदनशीलता प्रदर्शित करते हैं, परिवहन किए गए पदार्थ की संरचना के समान यौगिकों द्वारा प्रतिस्पर्धी रूप से बाधित होते हैं, और विशेष रूप से बदलने वाले एजेंटों द्वारा गैर-प्रतिस्पर्धी रूप से बाधित होते हैं। कार्यात्मक समूहप्रोटीन.

सुगम प्रसार सामान्य प्रसार से न केवल गति में, बल्कि संतृप्त करने की क्षमता में भी भिन्न होता है। पदार्थों के स्थानांतरण की दर में वृद्धि केवल कुछ सीमाओं तक सांद्रण प्रवणता में वृद्धि के अनुपात में होती है। उत्तरार्द्ध वाहक की "शक्ति" द्वारा निर्धारित किया जाता है।

सक्रिय परिवहन एटीपी हाइड्रोलिसिस की ऊर्जा के कारण एक सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध एक झिल्ली के पार आयनों या अणुओं की गति है। सक्रिय आयन परिवहन के तीन मुख्य प्रकार हैं:

सोडियम-पोटेशियम पंप - Na + /K + -एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (ATPase), जो Na + को बाहर और K + को अंदर ले जाता है;

कैल्शियम (Ca 2+) पंप - Ca 2+ -ATPase, जो कोशिका या साइटोसोल से Ca 2+ को सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम तक पहुंचाता है;

प्रोटॉन पंप - H + -ATPase। सक्रिय परिवहन द्वारा निर्मित आयन ग्रेडिएंट्स का उपयोग अन्य अणुओं, जैसे कुछ अमीनो एसिड और शर्करा (द्वितीयक सक्रिय परिवहन) के सक्रिय परिवहन के लिए किया जा सकता है।

सहपरिवहनएक आयन या अणु का परिवहन दूसरे आयन के स्थानांतरण के साथ मिलकर होता है। परिवहन- दोनों अणुओं का एक साथ एक दिशा में स्थानांतरण; एंटीपोर्ट- दोनों अणुओं का एक साथ विपरीत दिशाओं में स्थानांतरण। यदि परिवहन किसी अन्य आयन के स्थानांतरण से जुड़ा नहीं है, तो इस प्रक्रिया को कहा जाता है यूनीपोर्ट. सुविधाजनक प्रसार और सक्रिय परिवहन दोनों के दौरान सह-परिवहन संभव है।

सिंपोर्ट प्रकार का उपयोग करके सुविधाजनक प्रसार द्वारा ग्लूकोज का परिवहन किया जा सकता है। सीएल - और एचसीओ 3 - आयनों को बैंड 3, एक एंटीपोर्ट प्रकार नामक वाहक द्वारा सुगम प्रसार द्वारा लाल रक्त कोशिका झिल्ली में ले जाया जाता है। इस मामले में, सीएल - और एचसीओ 3 - को विपरीत दिशाओं में स्थानांतरित किया जाता है, और स्थानांतरण की दिशा प्रचलित एकाग्रता ढाल द्वारा निर्धारित की जाती है।

एक सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध आयनों के सक्रिय परिवहन के लिए एटीपी से एडीपी तक हाइड्रोलिसिस के दौरान जारी ऊर्जा की आवश्यकता होती है: एटीपी एडीपी + पी (अकार्बनिक फॉस्फेट)। सक्रिय परिवहन, साथ ही सुगम प्रसार की विशेषता है: विशिष्टता, अधिकतम गति की सीमा (अर्थात, गतिज वक्र एक पठार तक पहुंचता है) और अवरोधकों की उपस्थिति। एक उदाहरण Na + /K + - ATPase द्वारा किया गया प्राथमिक सक्रिय परिवहन है। इस एंजाइम एंटीपोर्ट सिस्टम के कामकाज के लिए Na+, K+ और मैग्नीशियम आयनों की उपस्थिति आवश्यक है। यह वस्तुतः सभी पशु कोशिकाओं में मौजूद है, और इसकी सांद्रता विशेष रूप से उत्तेजक ऊतकों (उदाहरण के लिए, तंत्रिकाएं और मांसपेशियां) और उन कोशिकाओं में अधिक है जो प्लाज्मा झिल्ली में Na + के आंदोलन में सक्रिय रूप से भाग लेते हैं (उदाहरण के लिए, वृक्क प्रांतस्था में) और लार ग्रंथियां)।

एटीपीस एंजाइम स्वयं एक ऑलिगोमर है जिसमें 110 केडीए के 2-सबयूनिट और प्रत्येक 55 केडीए के 2 ग्लाइकोप्रोटीन-सबयूनिट होते हैं। एटीपी के हाइड्रोलिसिस के दौरान, -सबयूनिट पर एक निश्चित एस्पार्टेट अवशेष का प्रतिवर्ती फॉस्फोराइलेशन -एस्पार्टामाइल के गठन के साथ होता है। फॉस्फेट.. फॉस्फोराइलेशन के लिए Na + और Mg 2+ की आवश्यकता होती है, लेकिन K + की नहीं, जबकि डीफॉस्फोराइलेशन के लिए K + की आवश्यकता होती है, लेकिन Na + या Mg 2+ की नहीं। अलग-अलग प्रोटीन कॉम्प्लेक्स की दो गठनात्मक अवस्थाएँ ऊर्जा स्तर, जिन्हें आमतौर पर E 1 और E 2 से दर्शाया जाता है, इसलिए इसे ATPase भी कहा जाता है ई वेक्टर टाइप करें 1 - इ 2 . कार्डिएक ग्लाइकोसाइड्स, उदा. डायजोक्सिनऔर ouabain, ATPase गतिविधि को रोकता है, पानी में इसकी उत्कृष्ट घुलनशीलता के कारण, ouabain का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है प्रायोगिक अध्ययनसोडियम पंप का अध्ययन करने के लिए.

Na + /K + - ATPase कैसे काम करता है इसका आम तौर पर स्वीकृत विचार इस प्रकार है। Na और ATP आयन Mg 2+ की उपस्थिति में ATPase अणु से जुड़ते हैं। Na आयनों का बंधन एटीपी की हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया को ट्रिगर करता है, जिसके परिणामस्वरूप एडीपी और एंजाइम का फॉस्फोराइलेटेड रूप बनता है। फॉस्फोराइलेशन एंजाइमैटिक प्रोटीन के एक नए गठनात्मक राज्य में संक्रमण को प्रेरित करता है और Na-असर क्षेत्र या क्षेत्र बाहरी वातावरण के संपर्क में आ जाते हैं। यहां, K + के लिए Na + का आदान-प्रदान किया जाता है, क्योंकि एंजाइम के फॉस्फोराइलेटेड रूप को K आयनों के लिए उच्च आत्मीयता की विशेषता होती है, एंजाइम का इसके मूल गठन में रिवर्स संक्रमण फॉर्म में फॉस्फोरिल समूह के हाइड्रोलाइटिक उन्मूलन द्वारा शुरू किया जाता है। अकार्बनिक फॉस्फेट का और कोशिका के आंतरिक स्थान में K+ की रिहाई के साथ होता है। एंजाइम की डिफॉस्फोराइलेटेड सक्रिय साइट एक नए एटीपी अणु को संलग्न करने में सक्षम है, और चक्र दोहराता है।

पंप के परिणामस्वरूप कोशिका में प्रवेश करने वाले K और Na आयनों की मात्रा समान नहीं है। तीन हटाए गए Na आयनों के लिए, एक एटीपी अणु के एक साथ हाइड्रोलिसिस के साथ दो पेश किए गए K आयन होते हैं। झिल्ली के विपरीत किनारों पर चैनल का खुलना और बंद होना और Na और K बाइंडिंग की दक्षता में वैकल्पिक परिवर्तन एटीपी हाइड्रोलिसिस की ऊर्जा द्वारा प्रदान किया जाता है। परिवहनित आयन - Na और K - इस एंजाइमेटिक प्रतिक्रिया के सहकारक हैं। सैद्धांतिक रूप से, कोई इस सिद्धांत पर काम करने वाले विभिन्न प्रकार के पंपों की कल्पना कर सकता है, हालाँकि वर्तमान में केवल कुछ ही ज्ञात हैं।

ग्लूकोज परिवहन.ग्लूकोज परिवहन या तो सुगम प्रसार या सक्रिय परिवहन के प्रकार से हो सकता है, और पहले मामले में यह यूनिपोर्ट के रूप में होता है, दूसरे में - सिंपोर्ट के रूप में। सुगम प्रसार द्वारा ग्लूकोज को लाल रक्त कोशिकाओं में पहुंचाया जा सकता है। लाल रक्त कोशिकाओं में ग्लूकोज परिवहन के लिए माइकलिस स्थिरांक (किमी) लगभग 1.5 mmol/L है (अर्थात, इस ग्लूकोज एकाग्रता पर, उपलब्ध परमीज़ अणुओं का लगभग 50% ग्लूकोज अणुओं से बंधा होगा)। चूँकि मानव रक्त में ग्लूकोज की सांद्रता 4-6 mmol/l है, लाल रक्त कोशिकाओं द्वारा इसका अवशोषण लगभग अधिकतम गति से होता है। पर्मीज़ की विशिष्टता पहले से ही इस तथ्य में प्रकट होती है कि डी-गैलेक्टोज़ और डी-मैनोज़ के विपरीत, एल-आइसोमर को लगभग एरिथ्रोसाइट्स में नहीं ले जाया जाता है, लेकिन परिवहन प्रणाली की अर्ध-संतृप्ति प्राप्त करने के लिए उच्च सांद्रता की आवश्यकता होती है। एक बार कोशिका के अंदर, ग्लूकोज फॉस्फोराइलेशन से गुजरता है और कोशिका को छोड़ने में सक्षम नहीं होता है। ग्लूकोज़ परमीज़ को डी-हेक्सोज़ परमीज़ भी कहा जाता है। यह 45 kDa के आणविक भार वाला एक अभिन्न झिल्ली प्रोटीन है।

ग्लूकोज को Na+-निर्भर सिम्पोर्ट प्रणाली द्वारा भी ले जाया जा सकता है जो वृक्क नलिकाओं और आंतों के उपकला सहित कई ऊतकों के प्लाज्मा झिल्ली में पाया जाता है। इस मामले में, एक ग्लूकोज अणु को सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध सुगम प्रसार द्वारा ले जाया जाता है, और एक Na आयन को सांद्रण प्रवणता के साथ ले जाया जाता है। संपूर्ण प्रणाली अंततः Na + /K + - ATPase के पंपिंग फ़ंक्शन के माध्यम से कार्य करती है। इस प्रकार, सिंपोर्ट एक द्वितीयक सक्रिय परिवहन प्रणाली है। अमीनो एसिड का परिवहन इसी प्रकार किया जाता है।

सीए 2+ पंपई 1 - ई 2 प्रकार की एक सक्रिय परिवहन प्रणाली है, जिसमें एक अभिन्न झिल्ली प्रोटीन होता है, जो सीए 2+ के स्थानांतरण के दौरान एस्पार्टेट अवशेषों में फॉस्फोराइलेट होता है। प्रत्येक एटीपी अणु के हाइड्रोलिसिस के दौरान, दो Ca 2+ आयन स्थानांतरित हो जाते हैं। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, Ca 2+ नामक कैल्शियम-बाध्यकारी प्रोटीन से बंध सकता है शांतोडुलिन, और संपूर्ण परिसर Ca 2+ पंप से जुड़ जाता है। सीए 2+-बाइंडिंग प्रोटीन में ट्रोपोनिन सी और परवलबुमिन भी शामिल हैं।

Ca आयन, Na आयन की तरह, Ca 2+ -ATPase द्वारा कोशिकाओं से सक्रिय रूप से हटा दिए जाते हैं। एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्लियों में विशेष रूप से बड़ी मात्रा में कैल्शियम पंप प्रोटीन होता है। एटीपी हाइड्रोलिसिस और सीए 2+ स्थानांतरण की ओर ले जाने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं की श्रृंखला को निम्नलिखित समीकरणों के रूप में लिखा जा सकता है:

2Ca n + ATP + E 1 Ca 2 - E - P + ADP

सीए 2 - ई - पी 2 सीए एक्सट + पीओ 4 3- + ई 2

San - Ca2+ बाहर कहाँ स्थित है;

Ca ext - Ca 2+ अंदर स्थित है;

ई 1 और ई 2 ट्रांसपोर्टर एंजाइम के अलग-अलग अनुरूप हैं, जिनका एक से दूसरे में संक्रमण एटीपी ऊर्जा के उपयोग से जुड़ा है।

साइटोप्लाज्म से एच + के सक्रिय निष्कासन की प्रणाली दो प्रकार की प्रतिक्रियाओं द्वारा समर्थित है: इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला (रेडॉक्स श्रृंखला) और एटीपी हाइड्रोलिसिस की गतिविधि। रेडॉक्स और हाइड्रोलाइटिक एच + पंप दोनों प्रकाश या रासायनिक ऊर्जा को एच + ऊर्जा (यानी, प्रोकैरियोट्स के प्लाज्मा झिल्ली, क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया के संयुग्मन झिल्ली) में परिवर्तित करने में सक्षम झिल्ली में स्थित हैं। H + ATPase और/या रेडॉक्स श्रृंखला के कार्य के परिणामस्वरूप, प्रोटॉन स्थानांतरित हो जाते हैं, और झिल्ली पर एक प्रोटॉन प्रेरक बल (H +) दिखाई देता है। जैसा कि अध्ययनों से पता चलता है, हाइड्रोजन आयनों की विद्युत रासायनिक प्रवणता का उपयोग बड़ी संख्या में मेटाबोलाइट्स - आयनों, अमीनो एसिड, शर्करा आदि के युग्मित परिवहन (द्वितीयक सक्रिय परिवहन) के लिए किया जा सकता है।

प्लाज्मा झिल्ली की गतिविधि से जुड़े वे हैं जो कोशिका द्वारा बड़े आणविक भार वाले ठोस और तरल पदार्थों के अवशोषण को सुनिश्चित करते हैं, - phagocytosisऔर पिनोसाइटोसिस(गेर्च से. फागोस- वहाँ है , पिनोस- पीना, साइटोस- कक्ष)। कोशिका झिल्ली पॉकेट्स या इनवेगिनेशन बनाती है, जो बाहर से पदार्थों को खींचती है। फिर ऐसे आक्रमण अलग हो जाते हैं और बाहरी वातावरण की एक बूंद (पिनोसाइटोसिस) या ठोस कणों (फागोसाइटोसिस) को एक झिल्ली से घेर लेते हैं। पिनोसाइटोसिस विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं में देखा जाता है, विशेषकर उन अंगों में जहां अवशोषण प्रक्रियाएं होती हैं।