कोशिका झिल्ली और परिवहन - सत्र I

क्या आपने कभी सोचा है कि हमारे शरीर में कोशिकाएँ किस प्रकार व्यवस्थित होती हैं और उनकी सुरक्षा किस प्रकार होती है?। इसका उत्तर एक आकर्षक मॉडल में निहित है जिसे द्रव मोजेक मॉडल के नाम से जाना जाता है। द्रव मोजेक मॉडल कोशिका सतह झिल्ली की संरचना का वर्णन करता है, जिसे प्लाज्मा झिल्ली भी कहा जाता है। हम पहले से ही जानते हैं कि प्लाज़्मा झिल्ली एक अवरोध के रूप में कार्य करती है। यह कोशिका के आंतरिक वातावरण को बाहरी वातावरण से अलग करता है।

द्रव मोजेक मॉडल के अनुसार, प्लाज्मा झिल्ली एक विशेष संरचना से बनी होती है जिसे लिपिड बाईलेयर कहा जाता है। इस लिपिड द्विपरत में फॉस्फोलिपिड अणुओं की two परतें होती हैं। फॉस्फोलिपिड एक प्रकार के लिपिड अणु हैं जिनका सिर हाइड्रोफिलिक और पूंछ हाइड्रोफोबिक होती है। हाइड्रोफिलिक का अर्थ है पानी को आकर्षित करना। हाइड्रोफोबिक का अर्थ है पानी को दूर भगाने वाला। फॉस्फोलिपिड का सिर फॉस्फेट समूह से बना होता है। इसका पानी के प्रति प्रबल आकर्षण होता है। दूसरी ओर, फॉस्फोलिपिड की पूंछ फैटी एसिड श्रृंखलाओं से बनी होती है। यह पानी को दृढ़ता से प्रतिकर्षित करता है।

प्लाज्मा झिल्ली में, one परत में फॉस्फोलिपिड के सिर बाहर की ओर, जलीय वातावरण की ओर होते हैं। इस बीच, दूसरी परत में फॉस्फोलिपिड के सिर कोशिका के अंदर की ओर मुड़ जाते हैं। फॉस्फोलिपिड्स की हाइड्रोफोबिक पूंछ हाइड्रोफिलिक सिरों के बीच में स्थित होती है। इससे झिल्ली के भीतर एक जलविरोधी आंतरिक क्षेत्र निर्मित हो जाता है।

प्लाज्मा झिल्ली में, फॉस्फोलिपिड अणु अपनी परत के भीतर घूम सकते हैं। इससे झिल्ली लचीली और तरल हो जाती है। यह लगातार बदलती आकृति जैसा है। यह तरलता कोशिका में होने वाली कई गतिविधियों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। यह अणुओं को झिल्ली के पार जाने में सहायता करता है। यह कोशिका को आवश्यकता पड़ने पर अपना आकार बदलने की अनुमति देता है। इसलिए, लिपिड बिलेयर की तरल प्रकृति विभिन्न प्रक्रियाओं के लिए उपयोगी और महत्वपूर्ण है जो कोशिका को ठीक से कार्य करने में मदद करती हैं।

फॉस्फोलिपिड द्विपरत के अतिरिक्त, कोशिका झिल्ली में proteins भी होते हैं। इंटीग्रल proteins एक प्रकार का प्रोटीन है जो कोशिका सतह झिल्ली के लिपिड द्विपरत के भीतर अंतर्निहित होता है। इनमें ऐसे क्षेत्र होते हैं जो पूरी झिल्ली में फैले होते हैं। इन अभिन्न proteins के भाग झिल्ली की आंतरिक और बाहरी दोनों सतहों तक फैले होते हैं। यह अनूठी संरचना अभिन्न proteins को कोशिका के भीतर और बाहर दोनों वातावरणों के साथ अंतःक्रिया करने की अनुमति देती है। अंतरकोशिकीय का अर्थ है कोशिका के भीतर। बाह्यकोशिकीय का अर्थ है कोशिका के बाहर।

परिधीय proteins झिल्ली की आंतरिक या बाहरी सतह से जुड़े होते हैं। वे लिपिड द्विपरत के भीतर अंतर्निहित नहीं होते हैं। वे सम्पूर्ण झिल्ली में नहीं फैले होते। परिधीय proteins झिल्ली में अभिन्न proteins और लिपिड अणुओं के साथ अंतःक्रिया करते हैं। परिधीय proteins झिल्ली को स्थिर रहने और कोशिका के अंदर विशिष्ट कार्यों में भाग लेने में सहायता करते हैं।

कोशिका सतह झिल्ली में कोलेस्ट्रॉल, ग्लाइकोलिपिड्स और ग्लाइकोप्रोटीन जैसे अन्य महत्वपूर्ण घटक होते हैं। वे फॉस्फोलिपिड की परतों के बीच स्थित होते हैं। वे हाइड्रोफोबिक पूंछ के साथ अंतःक्रिया करते हैं। कोलेस्ट्रॉल तरलता के इष्टतम स्तर को बनाए रखने में मदद करता है। यह झिल्ली को अधिक कठोर या अधिक तरल बनने से रोकता है। कोलेस्ट्रॉल एक अवरोधक के रूप में कार्य करके झिल्ली को विशेष अणुओं के लिए कम पारगम्य बना देता है।

ग्लाइकोलिपिड्स झिल्ली के बाहरी भाग पर पाए जाते हैं। इनमें carbohydrates) जुड़े होते हैं। ये carbohydrates कोशिका के बाहर की ओर होते हैं। ग्लाइकोलिपिड्स अन्य कोशिकाओं को पहचानने में शामिल होते हैं। वे कोशिकाओं को एक साथ चिपकाये रखने में सहायता करते हैं। प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया में भी उनकी भूमिका होती है।

ग्लाइकोप्रोटीन carbohydrates से जुड़े proteins होते हैं। वे झिल्ली के बाहरी भाग पर भी होते हैं। ग्लाइकोप्रोटीन कोशिका पहचान और संचार में मदद करते हैं। कुछ ग्लाइकोप्रोटीन रिसेप्टर्स के रूप में कार्य करते हैं। वे पर्यावरण से संकेत प्राप्त करते हैं और उन्हें कोशिका में भेजते हैं।

कोशिका संकेतन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा कोशिकाएं अपनी गतिविधियों के समन्वय के लिए एक दूसरे से संवाद करती हैं। इसमें कोशिका की सतह पर रिसेप्टर्स नामक विशेष proteins के माध्यम से संकेतों को भेजना और प्राप्त करना शामिल है। जब संकेत अणु, जैसे हार्मोन, इन रिसेप्टर्स से जुड़ते हैं, तो वे कोशिका के अंदर घटनाओं की एक श्रृंखला शुरू कर देते हैं। इससे विशिष्ट प्रतिक्रियाएं प्राप्त होती हैं। इन प्रतिक्रियाओं में जीन अभिव्यक्ति, प्रोटीन गतिविधि और समग्र कोशिका व्यवहार में परिवर्तन शामिल हो सकते हैं।

कोशिकाएं सिग्नलिंग-अणुओं को जारी करके एक दूसरे के साथ संवाद करती हैं। इन संकेतन अणुओं को लिगैंड्स कहा जाता है। ये अणु हार्मोन, वृद्धि कारक, न्यूरोट्रांसमीटर या साइटोकाइन्स हो सकते हैं। संकेतन अणु कोशिकाओं द्वारा उत्पादित होते हैं और कोशिकाबाह्य स्थान में छोड़े जाते हैं।

कोशिका सतह रिसेप्टर्स लक्ष्य कोशिका की प्लाज्मा झिल्ली पर स्थित proteins होते हैं। इन रिसेप्टर्स की एक विशिष्ट संरचना होती है जो उन्हें एक विशेष लिगैंड से बंधने में सक्षम बनाती है। लिगैंड और रिसेप्टर के बीच बंधन अत्यधिक विशिष्ट होता है, ताला और चाबी तंत्र के समान। जब एक सिग्नलिंग अणु अपने संबंधित रिसेप्टर से बंधता है, तो यह रिसेप्टर प्रोटीन में एक संरचनात्मक परिवर्तन उत्पन्न करता है। आकार में यह परिवर्तन रिसेप्टर को सक्रिय करता है।

एक बार रिसेप्टर सक्रिय हो जाने पर, यह कोशिका के अंदर संकेतन की एक श्रृंखला को सक्रिय कर देता है, जिसे सिग्नल ट्रांसडक्शन के रूप में जाना जाता है। संकेत संचरण के दौरान, कोशिका के अंदर proteins को फॉस्फेट समूहों को जोड़कर या हटाकर चालू या बंद किया जा सकता है, जो छोटे रासायनिक टैग होते हैं। प्रोटीन गतिविधि में ये परिवर्तन संकेत को प्रेषित और प्रवर्धित करने में मदद करते हैं। इससे कोशिका को प्राप्त प्रारंभिक संकेत पर उचित प्रतिक्रिया करने में सहायता मिलती है।

कोशिकीय-प्रतिक्रिया वह है जो संकेत प्राप्त करने के बाद कोशिका के अंदर घटित होती है। कुछ संभावित कोशिकीय प्रतिक्रियाओं में proteins की कार्यप्रणाली में परिवर्तन शामिल है, जो उनकी गतिविधि या अंतःक्रिया को बदल देता है। प्रतिक्रिया में आसपास के वातावरण में विशिष्ट अणुओं का उत्सर्जन भी शामिल हो सकता है। चरम मामलों में, प्राप्त संकेत की प्रतिक्रिया के रूप में कोशिका मृत्यु भी हो सकती है। कोशिकीय प्रतिक्रिया संकेत के प्रकार और कोशिका में रिसेप्टर्स पर निर्भर करती है। यह कोशिका को प्राप्त संकेत के आधार पर आवश्यक क्रियाएं करने और अनुकूलित करने में सक्षम बनाता है।

कोशिका पहचान वह तंत्र है जिसके द्वारा कोशिकाएं अपनी बाहरी सतह पर स्थित विशिष्ट अणुओं के माध्यम से एक दूसरे को पहचानती हैं और परस्पर क्रिया करती हैं। इन अणुओं को एंटीजन या कोशिका सतह मार्कर के रूप में जाना जाता है। ये प्रतिजन कोशिकाओं को अन्य कोशिकाओं या अणुओं को पहचानने और उनसे चिपकने में मदद करते हैं। अंग प्रत्यारोपण में, दाता अंग और प्राप्तकर्ता की प्रतिरक्षा प्रणाली के बीच कोशिका सतह मार्करों का मिलान, अस्वीकृति के जोखिम को कम करने के लिए महत्वपूर्ण है। यदि प्रतिरक्षा प्रणाली प्रत्यारोपित अंग को विदेशी मानती है, तो वह उसे अस्वीकार कर सकती है। कोशिका सतह मार्करों में अनुकूलता से प्रत्यारोपण में सफलता में सुधार होता है।