यूकेरियोट्स और प्रोकैरियोट्स कौन हैं: विभिन्न राज्यों से कोशिकाओं की तुलनात्मक विशेषताएं। कोशिकाओं की संरचनात्मक विशेषताएं यूकेरियोटिक कोशिका का खोल

जानवरों और पौधों के ऊतकों को बनाने वाली कोशिकाएं आकार, आकार और आंतरिक संरचना में काफी भिन्न होती हैं। हालांकि, ये सभी महत्वपूर्ण गतिविधि, चयापचय, चिड़चिड़ापन, विकास, विकास और बदलने की क्षमता की प्रक्रियाओं की मुख्य विशेषताओं में समानताएं दिखाते हैं।

सभी प्रकार की कोशिकाओं में दो मुख्य घटक होते हैं जो एक दूसरे से निकटता से संबंधित होते हैं - साइटोप्लाज्म और न्यूक्लियस। न्यूक्लियस एक छिद्रपूर्ण झिल्ली द्वारा साइटोप्लाज्म से अलग होता है और इसमें न्यूक्लियर सैप, क्रोमैटिन और न्यूक्लियोलस होते हैं। अर्ध-तरल साइटोप्लाज्म पूरे कोशिका को भर देता है और कई नलिकाओं द्वारा प्रवेश किया जाता है। बाहर, यह एक साइटोप्लाज्मिक झिल्ली से ढका होता है। इसमें विशेषज्ञता है ऑर्गेनेल संरचनाएं,सेल में स्थायी रूप से मौजूद, और अस्थायी संरचनाएं - समावेशनमेम्ब्रेन ऑर्गेनेल : बाहरी साइटोप्लाज्मिक झिल्ली (ओसीएम), एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ईआर), गॉल्जी उपकरण, लाइसोसोम, माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड। सभी झिल्ली जीवों की संरचना का आधार जैविक झिल्ली है। सभी झिल्लियों में एक मौलिक रूप से एकीकृत संरचनात्मक योजना होती है और इसमें फॉस्फोलिपिड्स की एक दोहरी परत होती है, जिसमें प्रोटीन के अणु अलग-अलग तरफ और अलग-अलग गहराई पर डूबे होते हैं। ऑर्गेनेल की झिल्ली केवल उनमें शामिल प्रोटीन के सेट में एक दूसरे से भिन्न होती है।

यूकेरियोटिक कोशिका की संरचना का आरेख।ए - पशु मूल की एक कोशिका; बी - प्लांट सेल: 1 - क्रोमेटिन और न्यूक्लियोलस के साथ न्यूक्लियस, 2 - साइटोप्लाज्मिक मेम्ब्रेन, 3 - सेल वॉल, 4 - सेल वॉल में छिद्र जिसके माध्यम से पड़ोसी कोशिकाओं का साइटोप्लाज्म संचार करता है, 5 - रफ एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, बी - स्मूथ एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम , 7 - पिनोसाइटिक रिक्तिका, 8 - गोल्गी तंत्र (जटिल), 9 - लाइसोसोम, 10 - चिकनी एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के चैनलों में वसायुक्त समावेशन, 11 - कोशिका केंद्र, 12 - माइटोकॉन्ड्रिया, 13 - मुक्त राइबोसोम और पॉलीरिबोसोम, 14 - रिक्तिका , 15 - क्लोरोप्लास्ट

कोशिकाद्रव्य की झिल्ली।सभी पौधों की कोशिकाओं, बहुकोशिकीय जानवरों, प्रोटोजोआ और बैक्टीरिया में, कोशिका झिल्ली तीन-परत होती है: बाहरी और आंतरिक परतों में प्रोटीन अणु होते हैं, मध्य परत में लिपिड अणु होते हैं। यह बाहरी वातावरण से कोशिका द्रव्य को सीमित करता है, कोशिका के सभी अंगों को घेरता है और एक सार्वभौमिक जैविक संरचना है। कुछ कोशिकाओं में, बाहरी आवरण कई झिल्लियों द्वारा बनता है जो एक दूसरे से कसकर सटे होते हैं। ऐसे मामलों में, कोशिका झिल्ली घनी और लोचदार हो जाती है और आपको कोशिका के आकार को बनाए रखने की अनुमति देती है, उदाहरण के लिए, यूजलैना और शू सिलिअट्स में। अधिकांश पादप कोशिकाओं में झिल्ली के अतिरिक्त बाहर की ओर एक मोटी सेल्यूलोज झिल्ली भी होती है - कोशिका भित्ति. यह एक पारंपरिक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी में स्पष्ट रूप से दिखाई देता है और एक कठोर बाहरी परत के कारण सहायक कार्य करता है जो कोशिकाओं को एक स्पष्ट आकार देता है।

कोशिका की सतह पर, झिल्ली लम्बी बहिर्गमन बनाती है - माइक्रोविली, सिलवटों, प्रोट्रूशियंस और प्रोट्रूशियंस, जो सक्शन या उत्सर्जन सतह को बहुत बढ़ा देती है। झिल्ली के बहिर्गमन की मदद से, कोशिकाएं बहुकोशिकीय जीवों के ऊतकों और अंगों में एक दूसरे से जुड़ी होती हैं, चयापचय में शामिल विभिन्न एंजाइम झिल्लियों की परतों पर स्थित होते हैं। पर्यावरण से कोशिका का परिसीमन करते हुए, झिल्ली पदार्थों के प्रसार की दिशा को नियंत्रित करती है और साथ ही साथ कोशिका (संचय) या बाहर (रिलीज़) में उनके सक्रिय स्थानांतरण को करती है। झिल्ली के इन गुणों के कारण, साइटोप्लाज्म में पोटेशियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम और फास्फोरस आयनों की सांद्रता अधिक होती है, जबकि सोडियम और क्लोरीन की सांद्रता पर्यावरण की तुलना में कम होती है। बाहरी वातावरण से बाहरी झिल्ली के छिद्रों के माध्यम से, आयन, पानी और अन्य पदार्थों के छोटे अणु कोशिका में प्रवेश करते हैं। अपेक्षाकृत बड़े ठोस कणों की कोशिका में प्रवेश किसके द्वारा किया जाता है phagocytosis(ग्रीक "फागो" से - मैं खा जाता हूं, "पीता हूं" - एक सेल)। इस मामले में, कण के संपर्क के बिंदु पर बाहरी झिल्ली कोशिका के अंदर झुकती है, कण को ​​​​साइटोप्लाज्म में गहराई तक खींचती है, जहां यह एंजाइमी दरार से गुजरती है। द्रव पदार्थों की बूँदें इसी प्रकार कोशिका में प्रवेश करती हैं; उनके अवशोषण को कहा जाता है पिनोसाइटोसिस(ग्रीक "पिनो" से - मैं पीता हूं, "साइटोस" - एक सेल)। बाहरी कोशिका झिल्ली अन्य महत्वपूर्ण जैविक कार्य भी करती है।

कोशिका द्रव्य 85% में पानी होता है, 10% प्रोटीन होता है, बाकी लिपिड, कार्बोहाइड्रेट, न्यूक्लिक एसिड और खनिज यौगिक होते हैं; ये सभी पदार्थ ग्लिसरीन की संगति के समान एक कोलाइडल विलयन बनाते हैं। एक कोशिका के कोलाइडल पदार्थ, उसकी शारीरिक स्थिति और बाहरी वातावरण के प्रभाव की प्रकृति के आधार पर, एक तरल और एक लोचदार, सघन शरीर दोनों के गुण होते हैं। साइटोप्लाज्म विभिन्न आकृतियों और आकारों के चैनलों से घिरा होता है, जिन्हें कहा जाता है अन्तः प्रदव्ययी जलिका।उनकी दीवारें झिल्ली होती हैं जो कोशिका के सभी अंगों के निकट संपर्क में होती हैं और उनके साथ मिलकर पदार्थों और ऊर्जा के आदान-प्रदान और कोशिका के अंदर पदार्थों की आवाजाही के लिए एक एकल कार्यात्मक और संरचनात्मक प्रणाली बनाती हैं।

नलिकाओं की दीवारों में सबसे छोटे दाने-दाने होते हैं, जिन्हें कहा जाता है राइबोसोमनलिकाओं के ऐसे नेटवर्क को दानेदार कहा जाता है। राइबोसोम अलग-अलग नलिकाओं की सतह पर स्थित हो सकते हैं या पांच से सात या अधिक राइबोसोम के परिसरों का निर्माण कर सकते हैं, जिन्हें कहा जाता है पॉलीसोमअन्य नलिकाओं में दाने नहीं होते हैं, वे एक चिकनी एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम बनाते हैं। वसा और कार्बोहाइड्रेट के संश्लेषण में शामिल एंजाइम दीवारों पर स्थित होते हैं।

नलिकाओं की आंतरिक गुहा कोशिका के अपशिष्ट उत्पादों से भरी होती है। इंट्रासेल्युलर नलिकाएं, एक जटिल शाखा प्रणाली का निर्माण करती हैं, पदार्थों की गति और एकाग्रता को नियंत्रित करती हैं, कार्बनिक पदार्थों के विभिन्न अणुओं और उनके संश्लेषण के चरणों को अलग करती हैं। एंजाइमों, प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट से भरपूर झिल्लियों की आंतरिक और बाहरी सतहों पर संश्लेषित होते हैं, जो या तो चयापचय में उपयोग किए जाते हैं, या साइटोप्लाज्म में समावेशन के रूप में जमा होते हैं, या उत्सर्जित होते हैं।

राइबोसोमसभी प्रकार की कोशिकाओं में पाया जाता है - बैक्टीरिया से लेकर बहुकोशिकीय जीवों की कोशिकाओं तक। ये गोल शरीर होते हैं, जिनमें लगभग समान अनुपात में राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) और प्रोटीन होते हैं। उनकी संरचना में निश्चित रूप से मैग्नीशियम शामिल है, जिसकी उपस्थिति राइबोसोम की संरचना को बनाए रखती है। राइबोसोम एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्लियों के साथ, बाहरी कोशिका झिल्ली से जुड़े हो सकते हैं, या साइटोप्लाज्म में स्वतंत्र रूप से झूठ बोल सकते हैं। वे प्रोटीन संश्लेषण करते हैं। कोशिका के केंद्रक में कोशिका द्रव्य के अतिरिक्त राइबोसोम पाए जाते हैं। वे न्यूक्लियोलस में उत्पन्न होते हैं और फिर साइटोप्लाज्म में प्रवेश करते हैं।

गॉल्गी कॉम्प्लेक्सपादप कोशिकाओं में यह झिल्लियों से घिरे अलग-अलग पिंडों जैसा दिखता है। जंतु कोशिकाओं में, इस अंग को कुंड, नलिकाओं और पुटिकाओं द्वारा दर्शाया जाता है। एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के नलिकाओं से गोल्गी कॉम्प्लेक्स की झिल्ली नलिकाएं कोशिका के स्रावी उत्पादों को प्राप्त करती हैं, जहां उन्हें रासायनिक रूप से पुनर्व्यवस्थित, संघनित किया जाता है, और फिर साइटोप्लाज्म में स्थानांतरित किया जाता है और या तो सेल द्वारा ही उपयोग किया जाता है या इससे हटा दिया जाता है। गोल्गी कॉम्प्लेक्स के टैंकों में, पॉलीसेकेराइड को प्रोटीन के साथ संश्लेषित और संयोजित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप ग्लाइकोप्रोटीन का निर्माण होता है।

माइटोकॉन्ड्रिया- छोटे छड़ के आकार के पिंड, दो झिल्लियों द्वारा सीमित। कई सिलवटों - क्राइस्ट - माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली से फैली हुई हैं; विभिन्न एंजाइम उनकी दीवारों पर स्थित होते हैं, जिनकी मदद से एक उच्च-ऊर्जा पदार्थ - एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड (एटीपी) का संश्लेषण किया जाता है। कोशिका की गतिविधि और बाहरी प्रभावों के आधार पर, माइटोकॉन्ड्रिया गति कर सकते हैं, अपना आकार और आकार बदल सकते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया में राइबोसोम, फॉस्फोलिपिड, आरएनए और डीएनए पाए जाते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया में डीएनए की उपस्थिति इन जीवों की कोशिका विभाजन के दौरान कसना गठन या नवोदित द्वारा प्रजनन करने की क्षमता के साथ-साथ कुछ माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन के संश्लेषण से जुड़ी होती है।

लाइसोसोम- छोटे अंडाकार संरचनाएं झिल्ली द्वारा सीमित होती हैं और पूरे कोशिका द्रव्य में बिखरी होती हैं। जानवरों और पौधों की सभी कोशिकाओं में पाया जाता है। वे एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के विस्तार में उत्पन्न होते हैं और गोल्गी कॉम्प्लेक्स में, हाइड्रोलाइटिक एंजाइम से भरे होते हैं, और फिर अलग हो जाते हैं और साइटोप्लाज्म में प्रवेश करते हैं। सामान्य परिस्थितियों में, लाइसोसोम उन कणों को पचाते हैं जो फागोसाइटोसिस और मरने वाली कोशिकाओं के ऑर्गेनेल द्वारा कोशिका में प्रवेश करते हैं। लाइसोसोम उत्पादों को लाइसोसोम झिल्ली के माध्यम से साइटोप्लाज्म में उत्सर्जित किया जाता है, जहां वे नए अणुओं में शामिल होते हैं। जब लाइसोसोम झिल्ली टूट जाती है, एंजाइम साइटोप्लाज्म में प्रवेश करते हैं और इसकी सामग्री को पचाता है, जिससे कोशिका मृत्यु होती है।

प्लास्टिडोंयह केवल पादप कोशिकाओं में पाया जाता है और अधिकांश हरे पौधों में पाया जाता है। कार्बनिक पदार्थ प्लास्टिड में संश्लेषित और संचित होते हैं। प्लास्टिड तीन प्रकार के होते हैं: क्लोरोप्लास्ट, क्रोमोप्लास्ट और ल्यूकोप्लास्ट।

क्लोरोप्लास्ट -हरे रंग के प्लास्टिड जिसमें हरे वर्णक क्लोरोफिल होते हैं। वे पत्तियों, युवा तनों, कच्चे फलों में पाए जाते हैं। क्लोरोप्लास्ट एक दोहरी झिल्ली से घिरे होते हैं। उच्च पौधों में, क्लोरोप्लास्ट का आंतरिक भाग एक अर्ध-तरल पदार्थ से भरा होता है, जिसमें प्लेटें एक दूसरे के समानांतर रखी जाती हैं। प्लेटों की युग्मित झिल्लियाँ, विलय, क्लोरोफिल युक्त ढेर बनाती हैं (चित्र 6)। उच्च पौधों के क्लोरोप्लास्ट के प्रत्येक ढेर में, प्रोटीन अणुओं और लिपिड अणुओं की परतें वैकल्पिक होती हैं, और क्लोरोफिल अणु उनके बीच स्थित होते हैं। यह स्तरित संरचना अधिकतम मुक्त सतह प्रदान करती है और प्रकाश संश्लेषण के दौरान ऊर्जा को पकड़ने और स्थानांतरित करने की सुविधा प्रदान करती है।

क्रोमोप्लास्ट -प्लास्टिड्स, जिसमें पौधे के रंगद्रव्य होते हैं (लाल या भूरा, पीला, नारंगी)। वे फूलों, तनों, फलों, पौधों की पत्तियों की कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य में केंद्रित होते हैं और उन्हें उचित रंग देते हैं। वर्णकों के संचय के परिणामस्वरूप ल्यूकोप्लास्ट या क्लोरोप्लास्ट से क्रोमोप्लास्ट बनते हैं। कैरोटेनॉयड्स

ल्यूकोप्लास्ट - रंगहीनपौधों के अप्रकाशित भागों में स्थित प्लास्टिड्स: तनों, जड़ों, बल्बों आदि में। स्टार्च के दाने कुछ कोशिकाओं के ल्यूकोप्लास्ट में जमा होते हैं, अन्य कोशिकाओं के ल्यूकोप्लास्ट में तेल और प्रोटीन जमा होते हैं।

सभी प्लास्टिड अपने पूर्ववर्तियों - प्रोप्लास्टिड्स से उत्पन्न होते हैं। उन्होंने डीएनए का खुलासा किया जो इन जीवों के प्रजनन को नियंत्रित करता है।

सेल सेंटर,या सेंट्रोसोम, कोशिका विभाजन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और इसमें दो सेंट्रीओल होते हैं . यह फूल, निचली कवक और कुछ प्रोटोजोआ को छोड़कर जानवरों और पौधों की सभी कोशिकाओं में पाया जाता है। विभाजित कोशिकाओं में सेंट्रीओल्स विभाजन धुरी के निर्माण में भाग लेते हैं और इसके ध्रुवों पर स्थित होते हैं। एक विभाजित कोशिका में, कोशिका केंद्र पहले विभाजित होता है, उसी समय एक अक्रोमैटिन स्पिंडल बनता है, जब वे ध्रुवों की ओर विचलन करते हैं तो गुणसूत्रों को उन्मुख करते हैं। एक सेंट्रीओल प्रत्येक बेटी कोशिका को छोड़ देता है।

कई पौधे और पशु कोशिकाओं में विशेष प्रयोजन के अंग: सिलिया,आंदोलन का कार्य करना (सिलिअट्स, कोशिकाएं श्वसन तंत्र), कशाभिका(जानवरों और पौधों, आदि में सबसे सरल एककोशिकीय, नर रोगाणु कोशिकाएं)। समावेशन -अस्थायी तत्व जो एक कोशिका में अपने जीवन के एक निश्चित चरण में एक सिंथेटिक फ़ंक्शन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होते हैं। उनका या तो उपयोग किया जाता है या सेल से हटा दिया जाता है। समावेशन भी आरक्षित पोषक तत्व हैं: पौधों की कोशिकाओं में - स्टार्च, वसा की बूंदें, ब्लॉक, आवश्यक तेल, कई कार्बनिक अम्ल, कार्बनिक और अकार्बनिक अम्लों के लवण; पशु कोशिकाओं में - ग्लाइकोजन (यकृत कोशिकाओं और मांसपेशियों में), वसा की बूंदें (चमड़े के नीचे के ऊतक में); कुछ समावेशन कोशिकाओं में अपशिष्ट के रूप में जमा होते हैं - क्रिस्टल, पिगमेंट आदि के रूप में।

रिक्तिकाएं -ये एक झिल्ली से घिरी हुई गुहाएँ हैं; पौधों की कोशिकाओं में अच्छी तरह से व्यक्त होते हैं और प्रोटोजोआ में मौजूद होते हैं। एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के विस्तार के विभिन्न भागों में उठें। और धीरे-धीरे इससे अलग हो जाएं। रिक्तिकाएं टर्गर दबाव बनाए रखती हैं, उनमें कोशिका या वेक्यूलर रस होता है, जिसके अणु इसकी आसमाटिक सांद्रता निर्धारित करते हैं। यह माना जाता है कि संश्लेषण के प्रारंभिक उत्पाद - घुलनशील कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन, पेक्टिन, आदि - एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के गड्ढों में जमा होते हैं। ये संचय भविष्य के रिक्तिका की शुरुआत का प्रतिनिधित्व करते हैं।

cytoskeleton . में से एक विशिष्ट सुविधाएंयूकेरियोटिक कोशिका सूक्ष्मनलिकाएं और प्रोटीन फाइबर के बंडलों के रूप में कंकाल संरचनाओं के अपने कोशिका द्रव्य में विकास है। साइटोस्केलेटन के तत्व बाहरी साइटोप्लाज्मिक झिल्ली और परमाणु झिल्ली के साथ निकटता से जुड़े होते हैं, जिससे साइटोप्लाज्म में जटिल इंटरलेसिंग बनते हैं। साइटोप्लाज्म के सहायक तत्व कोशिका के आकार को निर्धारित करते हैं, इंट्रासेल्युलर संरचनाओं की गति और संपूर्ण कोशिका की गति को सुनिश्चित करते हैं।

सारकोशिका अपने जीवन में एक प्रमुख भूमिका निभाती है, इसके हटने के साथ ही कोशिका अपने कार्यों को बंद कर देती है और मर जाती है। अधिकांश पशु कोशिकाओं में एक केंद्रक होता है, लेकिन बहुकेंद्रीय कोशिकाएं (मानव यकृत और मांसपेशियां, कवक, सिलिअट्स, हरी शैवाल) भी होती हैं। स्तनधारी एरिथ्रोसाइट्स एक नाभिक युक्त पूर्वज कोशिकाओं से विकसित होते हैं, लेकिन परिपक्व एरिथ्रोसाइट्स इसे खो देते हैं और लंबे समय तक नहीं रहते हैं।

केंद्रक एक दोहरी झिल्ली से घिरा होता है जो छिद्रों द्वारा प्रवेश करती है, जिसके माध्यम से यह एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम और साइटोप्लाज्म के चैनलों के साथ निकटता से जुड़ा होता है। नाभिक के अंदर है क्रोमेटिन- क्रोमोसोम के स्पाइरलाइज्ड सेक्शन। कोशिका विभाजन के दौरान, वे छड़ के आकार की संरचनाओं में बदल जाते हैं जो एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी के नीचे स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं। क्रोमोसोम प्रोटीन और डीएनए का एक जटिल समूह है जिसे कहा जाता है न्यूक्लियोप्रोटीन।

नाभिक के कार्यों में कोशिका के सभी महत्वपूर्ण कार्यों का नियमन होता है, जो यह वंशानुगत जानकारी के डीएनए और आरएनए-सामग्री वाहक की मदद से करता है। कोशिका विभाजन की तैयारी में, डीएनए को दोगुना कर दिया जाता है, समसूत्रण के दौरान, गुणसूत्र अलग हो जाते हैं और प्रत्येक प्रकार के जीव में वंशानुगत जानकारी की निरंतरता सुनिश्चित करते हुए, बेटी कोशिकाओं में स्थानांतरित हो जाते हैं।

कैरियोप्लाज्म - नाभिक का तरल चरण, जिसमें परमाणु संरचनाओं के अपशिष्ट उत्पाद भंग रूप में होते हैं

न्यूक्लियस- नाभिक का पृथक, सबसे घना भाग। न्यूक्लियोलस में जटिल प्रोटीन और आरएनए, पोटेशियम, मैग्नीशियम, कैल्शियम, लोहा, जस्ता और राइबोसोम के मुक्त या बाध्य फॉस्फेट होते हैं। कोशिका विभाजन की शुरुआत से पहले न्यूक्लियोलस गायब हो जाता है और विभाजन के अंतिम चरण में फिर से बनता है।

इस प्रकार, सेल का एक अच्छा और बहुत जटिल संगठन है। साइटोप्लाज्मिक झिल्लियों का एक व्यापक नेटवर्क और ऑर्गेनेल की संरचना का झिल्ली सिद्धांत कोशिका में एक साथ होने वाली कई रासायनिक प्रतिक्रियाओं के बीच अंतर करना संभव बनाता है। प्रत्येक इंट्रासेल्युलर संरचनाओं की अपनी संरचना और विशिष्ट कार्य होता है, लेकिन केवल उनकी बातचीत के साथ ही सेल का सामंजस्यपूर्ण जीवन संभव है। इस बातचीत के आधार पर, पर्यावरण से पदार्थ कोशिका में प्रवेश करते हैं, और अपशिष्ट उत्पादों को इससे बाहरी में हटा दिया जाता है पर्यावरण - इस प्रकार चयापचय होता है। कोशिका के संरचनात्मक संगठन की पूर्णता एक लंबे जैविक विकास के परिणामस्वरूप ही उत्पन्न हो सकती है, जिसके दौरान इसके द्वारा किए गए कार्य धीरे-धीरे अधिक जटिल हो गए।

सबसे सरल एककोशिकीय रूप एक कोशिका और एक जीव दोनों होते हैं जिनकी सभी महत्वपूर्ण अभिव्यक्तियाँ होती हैं। बहुकोशिकीय जीवों में, कोशिकाएँ सजातीय समूह बनाती हैं - ऊतक। बदले में, ऊतक अंगों, प्रणालियों का निर्माण करते हैं, और उनके कार्य पूरे जीव की समग्र महत्वपूर्ण गतिविधि से निर्धारित होते हैं।

कोशिका सभी की संरचना और जीवन की प्राथमिक इकाई है जीवित जीवों(के अलावा वायरस, जिन्हें अक्सर गैर-सेलुलर जीवन रूपों के रूप में संदर्भित किया जाता है), जिसका अपना चयापचय होता है, स्वतंत्र अस्तित्व, आत्म-प्रजनन और विकास में सक्षम है। सभी जीवित जीव या तो बहुकोशिकीय के रूप में जानवरों, पौधोंऔर मशरूम, कई कोशिकाओं से मिलकर बनता है, या, कई प्रोटोजोआऔर जीवाणु, हैं एककोशिकीय जीव. जीव विज्ञान की वह शाखा जो कोशिकाओं की संरचना और कार्य से संबंधित है, कहलाती है कोशिका विज्ञान. हाल ही में, कोशिका जीव विज्ञान, या कोशिका जीव विज्ञान के बारे में बात करना भी प्रथागत हो गया है।

पौधे की विशिष्ट विशेषताएं और पशु सेल

सामान्य विशेषताएं 1. संरचनात्मक प्रणालियों की एकता - साइटोप्लाज्म और नाभिक। 2. चयापचय और ऊर्जा की प्रक्रियाओं की समानता। 3. वंशानुगत संहिता के सिद्धांत की एकता। 4. यूनिवर्सल झिल्ली संरचना। 5. रासायनिक संरचना की एकता। 6. कोशिका विभाजन की प्रक्रिया की समानता।

सेल संरचना

पृथ्वी पर सभी कोशिकीय जीवन रूपों को उनके घटक कोशिकाओं की संरचना के आधार पर दो राज्यों में विभाजित किया जा सकता है:

प्रोकैरियोट्स (पूर्व-परमाणु) - संरचना में सरल और विकास की प्रक्रिया में पहले उत्पन्न हुआ;

यूकेरियोट्स (परमाणु) - अधिक जटिल, बाद में उत्पन्न हुआ। मानव शरीर को बनाने वाली कोशिकाएं यूकेरियोटिक हैं।

रूपों की विविधता के बावजूद, सभी जीवित जीवों की कोशिकाओं का संगठन समान संरचनात्मक सिद्धांतों के अधीन है।

कोशिका की सामग्री को प्लाज्मा झिल्ली, या प्लास्मालेम्मा द्वारा पर्यावरण से अलग किया जाता है। कोशिका के अंदर साइटोप्लाज्म से भरा होता है, जिसमें विभिन्न अंग और सेलुलर समावेशन होते हैं, साथ ही डीएनए अणु के रूप में आनुवंशिक सामग्री भी होती है। कोशिका के प्रत्येक अंग अपना विशेष कार्य करते हैं, और वे सभी मिलकर कोशिका की महत्वपूर्ण गतिविधि को समग्र रूप से निर्धारित करते हैं।

प्रोकार्योटिक कोशिका

एक विशिष्ट प्रोकैरियोटिक कोशिका की संरचना: कैप्सूल, कोशिका भित्ति, प्लाज़्मालेम्मा, कोशिका द्रव्य,राइबोसोम, प्लाज्मिड, पिया, कशाभिका,न्यूक्लियॉइड.

प्रोकैर्योसाइटों (से अव्य. समर्थक- पहले, पहले और यूनानी κάρῠον - सार, अखरोट) - ऐसे जीव, जिनमें यूकेरियोट्स के विपरीत, एक गठित कोशिका नाभिक और अन्य आंतरिक झिल्ली अंग नहीं होते हैं (प्रकाश संश्लेषक प्रजातियों में फ्लैट टैंक के अपवाद के साथ, उदाहरण के लिए, में साइनोबैक्टीरीया) एकमात्र बड़ा गोलाकार (कुछ प्रजातियों में - रैखिक) डबल-स्ट्रैंडेड अणु डीएनए, जिसमें कोशिका की आनुवंशिक सामग्री का बड़ा हिस्सा होता है (तथाकथित न्यूक्लियॉइड) प्रोटीन के साथ एक कॉम्प्लेक्स नहीं बनाता है- हिस्टोन(कहा गया क्रोमेटिन) प्रोकैरियोट्स हैं जीवाणु, समेत साइनोबैक्टीरीया(नीला-हरा शैवाल), और आर्किया. प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं के वंशज हैं अंगोंयूकेरियोटिक कोशिकाएं - माइटोकॉन्ड्रियाऔर प्लास्टिडों. कोशिका की मुख्य सामग्री, जो इसके पूरे आयतन को भरती है, एक चिपचिपा दानेदार कोशिका द्रव्य है।

यूकेरियोटिक सेल

यूकेरियोट्स जीव हैं, जो प्रोकैरियोट्स के विपरीत, एक सेलुलर संरचना है। सारसाइटोप्लाज्म से नाभिकीय आवरण द्वारा अलग किया जाता है। आनुवंशिक सामग्री कई रैखिक डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अणुओं में संलग्न है (जीवों के प्रकार के आधार पर, प्रति नाभिक उनकी संख्या दो से कई सौ तक भिन्न हो सकती है), अंदर से कोशिका नाभिक की झिल्ली से जुड़ी होती है और विशाल में बनती है बहुमत (छोड़कर डाइनोफ्लैगलेट्स) प्रोटीन के साथ जटिल- हिस्टोन, बुलाया क्रोमेटिन. यूकेरियोटिक कोशिकाओं में आंतरिक झिल्लियों की एक प्रणाली होती है जो नाभिक के अलावा, कई अन्य बनाती है अंगों (अन्तः प्रदव्ययी जलिका, गोलगी उपकरणऔर आदि।)। इसके अलावा, विशाल बहुमत के पास स्थायी इंट्रासेल्युलर है सहजीवन- प्रोकैरियोट्स - माइटोकॉन्ड्रिया, और शैवाल और पौधों में - भी प्लास्टिडों.

यूकेरियोटिक कोशिका की संरचना

एक पशु कोशिका का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व। (किसी भी शीर्षक पर क्लिक करके घटक भागसेल, आपको संबंधित लेख पर ले जाया जाएगा।)

पशु कोशिका सतह परिसर

ग्लाइकोकैलिक्स, प्लास्मलेम्मा और अंतर्निहित कॉर्टिकल परत से मिलकर बनता है कोशिका द्रव्य. प्लाज़्मा झिल्ली को प्लाज़्मालेम्मा, बाहरी कोशिका झिल्ली भी कहा जाता है। यह एक जैविक झिल्ली है, जो लगभग 10 नैनोमीटर मोटी होती है। सेल के बाहरी वातावरण के संबंध में मुख्य रूप से एक परिसीमन कार्य प्रदान करता है। इसके अलावा, वह प्रदर्शन करती है परिवहन समारोह. कोशिका अपनी झिल्ली की अखंडता को बनाए रखने पर ऊर्जा बर्बाद नहीं करती है: अणुओं को उसी सिद्धांत के अनुसार आयोजित किया जाता है जिसके द्वारा वसा के अणु एक साथ होते हैं - जल विरोधीअणुओं के कुछ हिस्सों को एक दूसरे के करीब स्थित होने के लिए यह थर्मोडायनामिक रूप से अधिक फायदेमंद है। ग्लाइकोकैलिक्स एक प्लाज़्मालेम्मा-एंकरेड ओलिगोसेकेराइड, पॉलीसेकेराइड, ग्लाइकोप्रोटीन और ग्लाइकोलिपिड अणु है। ग्लाइकोकैलिक्स रिसेप्टर और मार्कर कार्य करता है। प्लाज्मा झिल्ली जानवरोंकोशिकाओं में मुख्य रूप से फॉस्फोलिपिड्स और लिपोप्रोटीन होते हैं जो प्रोटीन अणुओं, विशेष रूप से सतह एंटीजन और रिसेप्टर्स के साथ जुड़े होते हैं। साइटोप्लाज्म की कॉर्टिकल (प्लाज्मा झिल्ली से सटे) परत में साइटोस्केलेटन के विशिष्ट तत्व होते हैं - एक निश्चित तरीके से एक्टिन माइक्रोफिलामेंट्स का आदेश दिया जाता है। कॉर्टिकल लेयर (कॉर्टेक्स) का मुख्य और सबसे महत्वपूर्ण कार्य स्यूडोपोडियल प्रतिक्रियाएं हैं: स्यूडोपोडिया की अस्वीकृति, लगाव और संकुचन। इस मामले में, माइक्रोफिलामेंट्स को पुनर्व्यवस्थित, लंबा या छोटा किया जाता है। कोशिका का आकार कॉर्टिकल परत के साइटोस्केलेटन की संरचना पर भी निर्भर करता है (उदाहरण के लिए, माइक्रोविली की उपस्थिति)।

सभी जीवित जीवों को दो मुख्य समूहों में विभाजित किया जा सकता है: प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स। ये शब्द ग्रीक शब्द कैरियन से लिए गए हैं जिसका अर्थ है कोर। प्रोकैरियोट्स पूर्व-परमाणु जीव हैं जिनमें एक गठित नाभिक नहीं होता है। यूकेरियोट्स में एक अच्छी तरह से गठित नाभिक होता है। प्रोकैरियोट्स में बैक्टीरिया, सायनोबैक्टीरिया, मायक्सोमाइसेट्स, रिकेट्सिया और अन्य जीव शामिल हैं; यूकेरियोट्स कवक, पौधे और जानवर हैं। सभी यूकेरियोट्स की कोशिकाओं की संरचना समान होती है। वे शामिल हैं कोशिका द्रव्यऔर नाभिक, जो एक साथ कोशिका की जीवित सामग्री का प्रतिनिधित्व करते हैं - प्रोटोप्लास्ट। साइटोप्लाज्म एक अर्ध-द्रव है वास्तविक पदार्थया हायलोप्लाज्म, इसमें विसर्जित इंट्रासेल्युलर संरचनाओं के साथ - विभिन्न कार्य करने वाले ऑर्गेनेल (नीचे दी गई तालिका में अधिक विवरण)। बाहर से, साइटोप्लाज्म एक प्लाज्मा झिल्ली से घिरा होता है। पौधे और कवक कोशिकाओं में भी एक कठोर कोशिका भित्ति होती है। पौधे और कवक कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य में रिक्तिकाएँ होती हैं - पानी से भरे बुलबुले और उसमें घुले विभिन्न पदार्थ। इसके अलावा, सेल में समावेशन हो सकता है - आरक्षित पोषक तत्व या चयापचय के अंतिम उत्पाद।

सेल संरचना

सेल संरचना

प्रोकार्योटिक कोशिका

प्रोकैर्योसाइटों(अक्षांश से। समर्थक

गुणसूत्रों की संरचना

देर से प्रोफ़ेज़ में गुणसूत्र की संरचना का आरेख - समसूत्रण का रूपक। 1-क्रोमैटिड; 2-सेंट्रोमियर; 3-छोटा कंधे; 4-लंबा कंधा।

गुणसूत्रों(प्राचीन ग्रीक χρῶμα - रंग और σῶμα - शरीर) - यूकेरियोटिक कोशिका (एक नाभिक युक्त कोशिका) के नाभिक में न्यूक्लियोप्रोटीन संरचनाएं, जो कुछ चरणों में आसानी से दिखाई देती हैं कोशिका चक्र(समसूत्रीविभाजन या अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान)। गुणसूत्र हैं एक उच्च डिग्रीक्रोमेटिन का संघनन, कोशिका नाभिक में लगातार मौजूद रहता है। यह शब्द मूल रूप से यूकेरियोटिक कोशिकाओं में पाई जाने वाली संरचनाओं को संदर्भित करने के लिए प्रस्तावित किया गया था, लेकिन हाल के दशकों में, जीवाणु गुणसूत्रों के बारे में तेजी से बात की गई है। गुणसूत्रों में अधिकांश आनुवंशिक जानकारी होती है।

क्रोमोसोम आकारिकी मेटाफ़ेज़ चरण में एक कोशिका में सबसे अच्छी तरह से देखी जाती है। गुणसूत्र में दो छड़ के आकार के शरीर होते हैं - क्रोमैटिड। प्रत्येक गुणसूत्र के दोनों क्रोमैटिड जीन संरचना के संदर्भ में एक दूसरे के समान होते हैं।

गुणसूत्र लंबाई में विभेदित होते हैं। क्रोमोसोम में एक सेंट्रोमियर या प्राथमिक कसना, दो टेलोमेरेस और दो भुजाएँ होती हैं। कुछ गुणसूत्रों पर, द्वितीयक अवरोध और उपग्रह पृथक होते हैं। गुणसूत्र की गति सेंट्रोमियर को निर्धारित करती है, जिसकी एक जटिल संरचना होती है।

सेंट्रोमियर डीएनए एक विशिष्ट न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम और विशिष्ट प्रोटीन द्वारा प्रतिष्ठित है। सेंट्रोमियर के स्थान के आधार पर, एक्रोसेन्ट्रिक, सबमेटासेंट्रिक और मेटासेंट्रिक गुणसूत्र प्रतिष्ठित होते हैं।

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, कुछ गुणसूत्रों में द्वितीयक संकुचन होते हैं। वे, प्राथमिक कसना (सेंट्रोमियर) के विपरीत, धुरी के धागों के लिए लगाव की जगह के रूप में काम नहीं करते हैं और गुणसूत्रों की गति में कोई भूमिका नहीं निभाते हैं। कुछ द्वितीयक अवरोध न्यूक्लियोली के निर्माण से जुड़े होते हैं, इस स्थिति में उन्हें न्यूक्लियर आयोजक कहा जाता है। न्यूक्लियर आयोजकों में आरएनए संश्लेषण के लिए जिम्मेदार जीन होते हैं। अन्य माध्यमिक अवरोधों का कार्य अभी तक स्पष्ट नहीं है।

कुछ एक्रोसेंट्रिक क्रोमोसोम में उपग्रह होते हैं - क्रोमेटिन के पतले फिलामेंट द्वारा बाकी क्रोमोसोम से जुड़े क्षेत्र। किसी दिए गए गुणसूत्र के लिए उपग्रह का आकार और आयाम स्थिर होता है। मनुष्य के पांच जोड़े गुणसूत्रों पर उपग्रह होते हैं।

संरचनात्मक हेटरोक्रोमैटिन में समृद्ध गुणसूत्रों के सिरों को टेलोमेरेस कहा जाता है। टेलोमेरेस गुणसूत्रों के सिरों को दोहराव के बाद आपस में चिपके रहने से रोकते हैं और इस प्रकार उनकी अखंडता के संरक्षण में योगदान करते हैं। इसलिए, टेलोमेरेस व्यक्तिगत संरचनाओं के रूप में गुणसूत्रों के अस्तित्व के लिए जिम्मेदार हैं।

जिन गुणसूत्रों में जीनों का क्रम समान होता है उन्हें समजातीय कहा जाता है। उनकी एक ही संरचना (लंबाई, सेंट्रोमियर का स्थान, आदि) है। गैर-समरूप गुणसूत्रों में एक अलग जीन सेट और एक अलग संरचना होती है।

गुणसूत्रों की बारीक संरचना के अध्ययन से पता चला कि वे डीएनए, प्रोटीन और थोड़ी मात्रा में आरएनए से बने होते हैं। डीएनए अणु अपनी पूरी लंबाई के साथ वितरित नकारात्मक चार्ज करता है, और इससे जुड़े प्रोटीन - हिस्टोन - सकारात्मक चार्ज होते हैं। डीएनए और प्रोटीन के इस परिसर को क्रोमैटिन कहा जाता है। क्रोमेटिन में संक्षेपण की विभिन्न डिग्री हो सकती है। संघनित क्रोमैटिन को हेटरोक्रोमैटिन कहा जाता है, विघटित क्रोमैटिन को यूक्रोमैटिन कहा जाता है। क्रोमेटिन डीकंडेंसेशन की डिग्री इसकी कार्यात्मक स्थिति को दर्शाती है। हेटरोक्रोमैटिक क्षेत्र यूक्रोमैटिक क्षेत्रों की तुलना में कार्यात्मक रूप से कम सक्रिय होते हैं, जिसमें अधिकांश जीन स्थानीयकृत होते हैं। संरचनात्मक हेटरोक्रोमैटिन प्रतिष्ठित है, जिसकी मात्रा विभिन्न गुणसूत्रों में भिन्न होती है, लेकिन यह लगातार पेरीसेंट्रोमेरिक क्षेत्रों में स्थित होती है। संरचनात्मक हेटरोक्रोमैटिन के अलावा, फैकल्टी हेटरोक्रोमैटिन होता है, जो यूक्रोमैटिक क्षेत्रों के सुपरकोइलिंग के दौरान गुणसूत्र में दिखाई देता है। मानव गुणसूत्रों में इस घटना के अस्तित्व की पुष्टि एक महिला के दैहिक कोशिकाओं में एक एक्स गुणसूत्र के आनुवंशिक निष्क्रियता के तथ्य से होती है। इसका सार इस तथ्य में निहित है कि एक्स गुणसूत्र में स्थानीयकृत जीन की दूसरी खुराक को निष्क्रिय करने का एक क्रमिक रूप से गठित तंत्र है, जिसके परिणामस्वरूप, पुरुष में एक्स गुणसूत्रों की अलग-अलग संख्या के बावजूद और महिला जीव, उनमें कार्य करने वाले जीनों की संख्या बराबर होती है। माइटोटिक कोशिका विभाजन के दौरान क्रोमेटिन अधिकतम संघनित होता है, फिर इसे घने गुणसूत्रों के रूप में पाया जा सकता है

गुणसूत्रों के डीएनए अणुओं के आयाम बहुत बड़े होते हैं। प्रत्येक गुणसूत्र एक डीएनए अणु द्वारा दर्शाया जाता है। वे सैकड़ों माइक्रोमीटर और यहां तक ​​कि सेंटीमीटर तक पहुंच सकते हैं। मानव गुणसूत्रों में से, सबसे बड़ा पहला है; इसके डीएनए की कुल लंबाई 7 सेमी तक है।एक मानव कोशिका के सभी गुणसूत्रों के डीएनए अणुओं की कुल लंबाई 170 सेमी है।

डीएनए अणुओं के विशाल आकार के बावजूद, यह गुणसूत्रों में काफी सघन रूप से पैक होता है। हिस्टोन प्रोटीन क्रोमोसोमल डीएनए की ऐसी विशिष्ट पैकिंग प्रदान करते हैं। हिस्टोन को डीएनए अणु की लंबाई के साथ ब्लॉक के रूप में व्यवस्थित किया जाता है। एक ब्लॉक में 8 हिस्टोन अणु शामिल होते हैं, जो एक न्यूक्लियोसोम बनाते हैं (एक गठन जिसमें एक हिस्टोन ऑक्टेमर के चारों ओर डीएनए स्ट्रैंड घाव होता है)। न्यूक्लियोसोम का आकार लगभग 10 एनएम है। न्यूक्लियोसोम एक तार पर बंधे मोतियों की तरह दिखते हैं। न्यूक्लियोसोम और उन्हें जोड़ने वाले डीएनए खंड एक हेलिक्स के रूप में घनी तरह से पैक होते हैं, ऐसे हेलिक्स के प्रत्येक मोड़ के लिए छह न्यूक्लियोसोम होते हैं। इस प्रकार गुणसूत्र की संरचना का निर्माण होता है।

किसी जीव की वंशानुगत जानकारी को व्यक्तिगत गुणसूत्रों के अनुसार कड़ाई से क्रमबद्ध किया जाता है। प्रत्येक जीव में गुणसूत्रों के एक निश्चित समूह (संख्या, आकार और संरचना) की विशेषता होती है, जिसे कैरियोटाइप कहा जाता है। मानव कैरियोटाइप को चौबीस विभिन्न गुणसूत्रों (ऑटोसोम के 22 जोड़े, एक्स और वाई गुणसूत्र) द्वारा दर्शाया गया है। कैरियोटाइप एक प्रजाति का पासपोर्ट है। कैरियोटाइप विश्लेषण उन विकारों की पहचान करने की अनुमति देता है जो विकास संबंधी असामान्यताओं को जन्म दे सकते हैं, वंशानुगत रोगया भ्रूण और भ्रूण की मृत्यु प्रारम्भिक चरणविकास।

लंबे समय से यह माना जाता था कि मानव कैरियोटाइप में 48 गुणसूत्र होते हैं। हालाँकि, 1956 की शुरुआत में, एक संदेश प्रकाशित हुआ था, जिसके अनुसार मानव कैरियोटाइप में गुणसूत्रों की संख्या 46 है।

मानव गुणसूत्र आकार, सेंट्रोमियर के स्थान और द्वितीयक अवरोधों में भिन्न होते हैं। समूहों में कैरियोटाइप का पहला विभाजन 1960 में डेनवर (यूएसए) में एक सम्मेलन में किया गया था। मानव कैरियोटाइप का विवरण मूल रूप से निम्नलिखित दो सिद्धांतों पर आधारित था: उनकी लंबाई के साथ गुणसूत्रों की व्यवस्था; सेंट्रोमियर के स्थान के अनुसार गुणसूत्रों का समूहन (मेटासेंट्रिक, सबमेटासेंट्रिक, एक्रोसेन्ट्रिक)।

गुणसूत्रों की संख्या की सटीक स्थिरता, उनकी व्यक्तित्व और संरचना की जटिलता उनके द्वारा किए जाने वाले कार्य के महत्व को दर्शाती है। गुणसूत्र कोशिका के मुख्य आनुवंशिक तंत्र का कार्य करते हैं। उनमें एक रेखीय क्रम में जीन होते हैं, जिनमें से प्रत्येक गुणसूत्र में एक कड़ाई से परिभाषित स्थान (लोकस) पर होता है। प्रत्येक गुणसूत्र में कई जीन होते हैं, लेकिन एक जीव के सामान्य विकास के लिए, एक पूर्ण गुणसूत्र सेट के जीनों का एक सेट आवश्यक है।

डीएनए की संरचना और कार्य

डीएनए- एक बहुलक जिसके मोनोमर्स डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड होते हैं। डबल हेलिक्स के रूप में डीएनए अणु की स्थानिक संरचना का मॉडल 1953 में जे. वाटसन और एफ. क्रिक द्वारा प्रस्तावित किया गया था (इस मॉडल को बनाने के लिए, उन्होंने एम। विल्किंस, आर। फ्रैंकलिन, ई। चारगफ)।

डीएनए अणुदो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं द्वारा निर्मित, एक दूसरे के चारों ओर सर्पिल रूप से और एक साथ एक काल्पनिक अक्ष के चारों ओर, अर्थात। एक डबल हेलिक्स है (अपवाद - कुछ डीएनए युक्त वायरस में सिंगल स्ट्रैंडेड डीएनए होता है)। डीएनए डबल हेलिक्स का व्यास 2 एनएम है, आसन्न न्यूक्लियोटाइड के बीच की दूरी 0.34 एनएम है, और हेलिक्स के प्रति मोड़ 10 जोड़े न्यूक्लियोटाइड हैं। अणु की लंबाई कई सेंटीमीटर तक पहुंच सकती है। आणविक भार - दसियों और सैकड़ों लाखों। मानव कोशिका नाभिक में डीएनए की कुल लंबाई लगभग 2 मीटर है। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, डीएनए प्रोटीन के साथ जटिल बनाता है और इसमें एक विशिष्ट स्थानिक संरचना होती है।

डीएनए मोनोमर - न्यूक्लियोटाइड (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड)- तीन पदार्थों के अवशेष होते हैं: 1) एक नाइट्रोजनस बेस, 2) एक पांच-कार्बन मोनोसेकेराइड (पेंटोस) और 3) फॉस्फोरिक एसिड। न्यूक्लिक एसिड के नाइट्रोजनस बेस पाइरीमिडीन और प्यूरीन के वर्ग से संबंधित हैं। डीएनए के पाइरीमिडीन क्षारक(उनके अणु में एक वलय होता है) - थाइमिन, साइटोसिन। प्यूरीन बेस(दो छल्ले हैं) - एडेनिन और ग्वानिन।

डीएनए न्यूक्लियोटाइड के मोनोसैकराइड को डीऑक्सीराइबोज द्वारा दर्शाया जाता है।

न्यूक्लियोटाइड का नाम संबंधित आधार के नाम से लिया गया है। न्यूक्लियोटाइड्स और नाइट्रोजनस बेस बड़े अक्षरों द्वारा इंगित किए जाते हैं।

न्यूक्लियोटाइड संघनन प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप एक पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला बनती है। इस मामले में, एक न्यूक्लियोटाइड के डीऑक्सीराइबोज अवशेषों के 3 "-कार्बन और दूसरे के फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों के बीच, फॉस्फोथर बंधन(मजबूत सहसंयोजक बंधों की श्रेणी के अंतर्गत आता है)। पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला का एक छोर 5 "कार्बन (इसे 5" छोर कहा जाता है) के साथ समाप्त होता है, दूसरा 3 "कार्बन (3" छोर) के साथ समाप्त होता है।

न्यूक्लियोटाइड की एक श्रृंखला के खिलाफ दूसरी श्रृंखला होती है। इन दो श्रृंखलाओं में न्यूक्लियोटाइड की व्यवस्था यादृच्छिक नहीं है, लेकिन कड़ाई से परिभाषित है: थाइमिन हमेशा दूसरी श्रृंखला में एक श्रृंखला के एडेनिन के खिलाफ स्थित होता है, और साइटोसिन हमेशा गुआनिन के खिलाफ स्थित होता है, एडेनिन और थाइमिन के बीच दो हाइड्रोजन बांड उत्पन्न होते हैं, तीन हाइड्रोजन बांड ग्वानिन और साइटोसिन के बीच। वह पैटर्न जिसके अनुसार विभिन्न डीएनए स्ट्रैंड के न्यूक्लियोटाइड्स को सख्ती से क्रमबद्ध किया जाता है (एडेनिन - थाइमिन, गुआनिन - साइटोसिन) और चुनिंदा रूप से एक दूसरे से जुड़ते हैं, कहलाते हैं पूरकता का सिद्धांत. यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जे। वाटसन और एफ। क्रिक ने ई। चारगफ के कार्यों को पढ़ने के बाद पूरकता के सिद्धांत को समझा। ई। चारगफ ने विभिन्न जीवों के ऊतकों और अंगों के नमूनों की एक बड़ी संख्या का अध्ययन किया, पाया कि किसी भी डीएनए टुकड़े में ग्वानिन अवशेषों की सामग्री हमेशा साइटोसिन की सामग्री से मेल खाती है, और एडेनिन से थाइमिन ( "चारगफ का नियम"), लेकिन वह इस तथ्य की व्याख्या नहीं कर सका।

संपूरकता के सिद्धांत से, यह इस प्रकार है कि एक श्रृंखला का न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम दूसरे के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को निर्धारित करता है।

डीएनए स्ट्रैंड एंटीपैरलल (विपरीत) होते हैं, अर्थात। विभिन्न श्रृंखलाओं के न्यूक्लियोटाइड विपरीत दिशाओं में स्थित होते हैं, और इसलिए, 3 के विपरीत "एक श्रृंखला का अंत दूसरे का 5" छोर होता है। डीएनए अणु की तुलना कभी-कभी सर्पिल सीढ़ी से की जाती है। इस सीढ़ी की "रेलिंग" चीनी-फॉस्फेट रीढ़ की हड्डी है (डीऑक्सीराइबोज और फॉस्फोरिक एसिड के वैकल्पिक अवशेष); "चरण" पूरक नाइट्रोजनस आधार हैं।

डीएनए का कार्य- वंशानुगत जानकारी का भंडारण और प्रसारण।

मरम्मत ("मरम्मत")

क्षतिपूर्तिडीएनए के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को क्षति की मरम्मत की प्रक्रिया है। यह कोशिका के विशेष एंजाइम सिस्टम द्वारा किया जाता है ( मरम्मत एंजाइम) डीएनए संरचना की मरम्मत की प्रक्रिया में निम्नलिखित चरणों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: 1) डीएनए-मरम्मत करने वाले न्यूक्लियस क्षतिग्रस्त क्षेत्र को पहचानते हैं और हटाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप डीएनए श्रृंखला में अंतर होता है; 2) डीएनए पोलीमरेज़ दूसरे ("अच्छा") स्ट्रैंड से जानकारी की प्रतिलिपि बनाकर इस अंतर को भरता है; 3) डीएनए लिगेज मरम्मत को पूरा करते हुए न्यूक्लियोटाइड्स को "क्रॉसलिंक" करता है।

तीन मरम्मत तंत्रों का सबसे अधिक अध्ययन किया गया है: 1) फोटोरिपेरेशन, 2) एक्साइज या प्री-रेप्लिकेटिव रिपेयर, 3) पोस्ट-रेप्लिकेटिव रिपेयर।

डीएनए की संरचना में परिवर्तन प्रतिक्रियाशील मेटाबोलाइट्स, पराबैंगनी विकिरण, भारी धातुओं और उनके लवण आदि के प्रभाव में कोशिका में लगातार होते हैं। इसलिए, मरम्मत प्रणालियों में दोष उत्परिवर्तन प्रक्रियाओं की दर को बढ़ाते हैं और वंशानुगत बीमारियों (ज़ेरोडर्मा पिगमेंटोसा, प्रोजेरिया) का कारण बनते हैं। , आदि।)।

आरएनए की संरचना और कार्य

शाही सेना- एक बहुलक जिसके मोनोमर्स हैं राइबोन्यूक्लियोटाइड्स. डीएनए के विपरीत, आरएनए दो से नहीं, बल्कि एक पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला से बनता है (अपवाद - कुछ आरएनए युक्त वायरस में डबल-स्ट्रैंडेड आरएनए होता है)। आरएनए न्यूक्लियोटाइड एक दूसरे के साथ हाइड्रोजन बांड बनाने में सक्षम हैं। आरएनए श्रृंखलाएं डीएनए श्रृंखलाओं की तुलना में बहुत छोटी होती हैं।

आरएनए मोनोमर - न्यूक्लियोटाइड (राइबोन्यूक्लियोटाइड)- तीन पदार्थों के अवशेष होते हैं: 1) एक नाइट्रोजनस बेस, 2) एक पांच-कार्बन मोनोसेकेराइड (पेंटोस) और 3) फॉस्फोरिक एसिड। आरएनए के नाइट्रोजनस बेस भी पाइरीमिडीन और प्यूरीन के वर्ग से संबंधित हैं।

आरएनए के पाइरीमिडीन बेस - यूरैसिल, साइटोसिन, प्यूरीन बेस - एडेनिन और ग्वानिन। आरएनए न्यूक्लियोटाइड मोनोसेकेराइड राइबोज द्वारा दर्शाया जाता है।

का आवंटन तीन प्रकार के आरएनए: 1) सूचना के(मैट्रिक्स) आरएनए - एमआरएनए (एमआरएनए), 2) परिवहनआरएनए - टीआरएनए, 3) राइबोसोमलआरएनए - आरआरएनए।

सभी प्रकार के आरएनए अशाखित पॉलीन्यूक्लियोटाइड होते हैं, एक विशिष्ट स्थानिक संरचना होती है और प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं। डीएनए में सभी प्रकार के आरएनए की संरचना के बारे में जानकारी संग्रहीत होती है। डीएनए टेम्प्लेट पर आरएनए संश्लेषण की प्रक्रिया को ट्रांसक्रिप्शन कहा जाता है।

स्थानांतरण आरएनएआमतौर पर 76 (75 से 95 तक) न्यूक्लियोटाइड होते हैं; आणविक भार - 25,000-30,000। टीआरएनए कोशिका में कुल आरएनए सामग्री का लगभग 10% है। टीआरएनए कार्य: 1) प्रोटीन संश्लेषण की साइट पर अमीनो एसिड का परिवहन, राइबोसोम तक, 2) अनुवादक मध्यस्थ। कोशिका में लगभग 40 प्रकार के tRNA पाए जाते हैं, उनमें से प्रत्येक में केवल इसके लिए एक न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम विशेषता होती है। हालांकि, सभी टीआरएनए में कई इंट्रामोल्युलर पूरक क्षेत्र होते हैं, जिसके कारण टीआरएनए एक संरचना प्राप्त करते हैं जो आकार में एक तिपतिया घास के पत्ते जैसा दिखता है। किसी भी tRNA में राइबोसोम (1), एक एंटिकोडन लूप (2), एंजाइम (3) के संपर्क के लिए एक लूप, एक स्वीकर्ता स्टेम (4), और एक एंटिकोडन (5) के संपर्क के लिए एक लूप होता है। अमीनो एसिड स्वीकर्ता स्टेम के 3' सिरे से जुड़ा होता है। anticodon- तीन न्यूक्लियोटाइड जो एमआरएनए कोडन को "पहचानते हैं"। इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि एक विशेष tRNA अपने एंटिकोडन के अनुरूप कड़ाई से परिभाषित अमीनो एसिड का परिवहन कर सकता है। एमिनो एसिड और टीआरएनए के कनेक्शन की विशिष्टता एंजाइम एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेस के गुणों के कारण प्राप्त की जाती है।

राइबोसोमल आरएनए 3000-5000 न्यूक्लियोटाइड होते हैं; आणविक भार - 1,000,000–1,500,000 आरआरएनए कोशिका में कुल आरएनए सामग्री का 80-85% होता है। राइबोसोमल प्रोटीन के साथ जटिल में, rRNA राइबोसोम बनाता है - ऑर्गेनेल जो प्रोटीन संश्लेषण करते हैं। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, नाभिक में rRNA संश्लेषण होता है। आरआरएनए कार्यए: 1) आवश्यक संरचनात्मक घटकराइबोसोम और इस प्रकार राइबोसोम के कामकाज को सुनिश्चित करना; 2) राइबोसोम और टीआरएनए की बातचीत सुनिश्चित करना; 3) राइबोसोम और एमआरएनए सर्जक कोडन का प्रारंभिक बंधन और रीडिंग फ्रेम का निर्धारण, 4) राइबोसोम के सक्रिय केंद्र का गठन।

सूचना आरएनएन्यूक्लियोटाइड सामग्री और आणविक भार (50,000 से 4,000,000 तक) में भिन्न। सेल में कुल आरएनए सामग्री का 5% तक एमआरएनए का हिस्सा होता है। एमआरएनए के कार्य: 1) डीएनए से राइबोसोम में आनुवंशिक जानकारी का स्थानांतरण, 2) प्रोटीन अणु के संश्लेषण के लिए एक मैट्रिक्स, 3) प्रोटीन अणु की प्राथमिक संरचना के अमीनो एसिड अनुक्रम का निर्धारण।

एटीपी की संरचना और कार्य

एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड (एटीपी)- जीवित कोशिकाओं में ऊर्जा का सार्वभौमिक स्रोत और मुख्य संचायक। एटीपी सभी पौधों और पशु कोशिकाओं में पाया जाता है। एटीपी की मात्रा औसतन 0.04% (कोशिका के कच्चे द्रव्यमान का), एटीपी की सबसे बड़ी मात्रा (0.2–0.5%) कंकाल की मांसपेशियों में पाई जाती है।

एटीपी में अवशेष होते हैं: 1) एक नाइट्रोजनस बेस (एडेनिन), 2) एक मोनोसैकराइड (राइबोज), 3) तीन फॉस्फोरिक एसिड। चूंकि एटीपी में फॉस्फोरिक एसिड के एक नहीं, बल्कि तीन अवशेष होते हैं, यह राइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट से संबंधित होता है।

कोशिकाओं में होने वाले अधिकांश प्रकार के कार्यों के लिए, एटीपी हाइड्रोलिसिस की ऊर्जा का उपयोग किया जाता है। उसी समय, जब फॉस्फोरिक एसिड के टर्मिनल अवशेष को हटा दिया जाता है, एटीपी एडीपी (एडेनोसिन डिफोस्फोरिक एसिड) में गुजरता है, जब दूसरा फॉस्फोरिक एसिड अवशेष एएमपी (एडेनोसिन मोनोफोस्फोरिक एसिड) में बंद हो जाता है। टर्मिनल और फॉस्फोरिक एसिड के दूसरे अवशेषों दोनों के उन्मूलन के दौरान मुक्त ऊर्जा की उपज प्रत्येक 30.6 kJ है। तीसरे फॉस्फेट समूह की दरार केवल 13.8 kJ की रिहाई के साथ है। टर्मिनल और फॉस्फोरिक एसिड के दूसरे, दूसरे और पहले अवशेषों के बीच के बंधन को मैक्रोर्जिक (उच्च-ऊर्जा) कहा जाता है।

एटीपी भंडार लगातार भर रहे हैं। सभी जीवों की कोशिकाओं में, एटीपी संश्लेषण फास्फोरिलीकरण की प्रक्रिया में होता है, अर्थात। एडीपी में फॉस्फोरिक एसिड के अलावा। श्वसन (माइटोकॉन्ड्रिया), ग्लाइकोलाइसिस (साइटोप्लाज्म), प्रकाश संश्लेषण (क्लोरोप्लास्ट) के दौरान अलग-अलग तीव्रता के साथ फॉस्फोराइलेशन होता है।

एटीपी ऊर्जा की रिहाई और संचय के साथ प्रक्रियाओं और ऊर्जा की आवश्यकता वाली प्रक्रियाओं के बीच मुख्य कड़ी है। इसके अलावा, एटीपी, अन्य राइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट (जीटीपी, सीटीपी, यूटीपी) के साथ, आरएनए संश्लेषण के लिए एक सब्सट्रेट है।

जीन गुण

1. विसंगति - जीन की अमिश्रणीयता;
2. स्थिरता - एक संरचना को बनाए रखने की क्षमता;
3. lability - बार-बार उत्परिवर्तित करने की क्षमता;
4. एकाधिक एलीलिज़्म - कई जीन विभिन्न प्रकार के आणविक रूपों में आबादी में मौजूद होते हैं;
5. एलीलिज़्म - द्विगुणित जीवों के जीनोटाइप में, जीन के केवल दो रूप;
6. विशिष्टता - प्रत्येक जीन अपनी विशेषता को कूटबद्ध करता है;
7. प्लियोट्रॉपी - एक जीन के कई प्रभाव;
8. अभिव्यंजना - एक विशेषता में जीन की अभिव्यक्ति की डिग्री;
9. पैठ - फेनोटाइप में एक जीन के प्रकट होने की आवृत्ति;
10. प्रवर्धन - एक जीन की प्रतियों की संख्या में वृद्धि।

वर्गीकरण

1. संरचनात्मक जीन जीनोम के अद्वितीय घटक हैं, जो एक विशिष्ट प्रोटीन या कुछ प्रकार के आरएनए को कूटबद्ध करने वाले एकल अनुक्रम का प्रतिनिधित्व करते हैं। (लेख हाउसकीपिंग जीन भी देखें)।
2. कार्यात्मक जीन - संरचनात्मक जीन के कार्य को नियंत्रित करते हैं।

जेनेटिक कोड- न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम का उपयोग करके प्रोटीन के अमीनो एसिड अनुक्रम को एन्कोड करने के लिए सभी जीवित जीवों में निहित एक विधि।

डीएनए में चार न्यूक्लियोटाइड्स का उपयोग किया जाता है - एडेनिन (ए), ग्वानिन (जी), साइटोसिन (सी), थाइमिन (टी), जिसे रूसी भाषा के साहित्य में ए, जी, सी और टी अक्षरों द्वारा दर्शाया जाता है। ये अक्षर बनाते हैं आनुवंशिक कोड की वर्णमाला। आरएनए में, थाइमिन के अपवाद के साथ, एक ही न्यूक्लियोटाइड का उपयोग किया जाता है, जिसे एक समान न्यूक्लियोटाइड - यूरैसिल द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, जिसे यू (रूसी भाषा के साहित्य में यू) अक्षर द्वारा दर्शाया जाता है। डीएनए और आरएनए अणुओं में, न्यूक्लियोटाइड जंजीरों में पंक्तिबद्ध होते हैं और इस प्रकार, आनुवंशिक अक्षरों के अनुक्रम प्राप्त होते हैं।

जेनेटिक कोड

प्रकृति में प्रोटीन के निर्माण के लिए 20 विभिन्न अमीनो एसिड का उपयोग किया जाता है। प्रत्येक प्रोटीन कड़ाई से परिभाषित अनुक्रम में अमीनो एसिड की एक श्रृंखला या कई श्रृंखलाएं हैं। यह क्रम प्रोटीन की संरचना और इसलिए उसके सभी जैविक गुणों को निर्धारित करता है। अमीनो एसिड का सेट भी लगभग सभी जीवित जीवों के लिए सार्वभौमिक है।

जीवित कोशिकाओं में आनुवंशिक जानकारी का कार्यान्वयन (अर्थात, एक जीन द्वारा एन्कोड किए गए प्रोटीन का संश्लेषण) दो मैट्रिक्स प्रक्रियाओं का उपयोग करके किया जाता है: प्रतिलेखन (यानी डीएनए टेम्पलेट पर mRNA का संश्लेषण) और आनुवंशिक कोड का अनुवाद एक एमिनो एसिड अनुक्रम में (एमआरएनए पर एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का संश्लेषण)। लगातार तीन न्यूक्लियोटाइड 20 अमीनो एसिड के साथ-साथ स्टॉप सिग्नल को एन्कोड करने के लिए पर्याप्त हैं, जिसका अर्थ है प्रोटीन अनुक्रम का अंत। तीन न्यूक्लियोटाइड के एक समूह को ट्रिपल कहा जाता है। अमीनो एसिड और कोडन से संबंधित स्वीकृत संक्षिप्ताक्षर चित्र में दिखाए गए हैं।

गुण

1. ट्रिपलिटी- कोड की एक महत्वपूर्ण इकाई तीन न्यूक्लियोटाइड्स (ट्रिपलेट, या कोडन) का संयोजन है।
2. निरंतरता- त्रिगुणों के बीच कोई विराम चिह्न नहीं है, अर्थात सूचना को लगातार पढ़ा जाता है।
3. गैर-अतिव्यापी- एक ही न्यूक्लियोटाइड एक ही समय में दो या दो से अधिक ट्रिपल का हिस्सा नहीं हो सकता है (वायरस, माइटोकॉन्ड्रिया और बैक्टीरिया के कुछ अतिव्यापी जीन के लिए नहीं देखा गया है जो कई फ्रेमशिफ्ट प्रोटीन को एन्कोड करते हैं)।
4. अस्पष्टता (विशिष्टता)- एक निश्चित कोडन केवल एक एमिनो एसिड से मेल खाता है (हालांकि, यूजीए कोडन यूप्लॉट्स क्रैससदो अमीनो एसिड के लिए कोड - सिस्टीन और सेलेनोसिस्टीन)
5. अध: पतन (अतिरेक)कई कोडन एक ही अमीनो एसिड के अनुरूप हो सकते हैं।
6. बहुमुखी प्रतिभा- जीवों में आनुवंशिक कोड उसी तरह काम करता है अलग - अलग स्तरजटिलता - वायरस से मनुष्यों तक (आनुवंशिक इंजीनियरिंग के तरीके इस पर आधारित हैं; कई अपवाद हैं, जो नीचे "मानक आनुवंशिक कोड की विविधताएं" अनुभाग में तालिका में दिखाए गए हैं)।
7. शोर उन्मुक्ति- न्यूक्लियोटाइड प्रतिस्थापन के उत्परिवर्तन जो एन्कोडेड अमीनो एसिड के वर्ग में परिवर्तन नहीं करते हैं, कहलाते हैं अपरिवर्तनवादी; न्यूक्लियोटाइड प्रतिस्थापन उत्परिवर्तन जो एन्कोडेड अमीनो एसिड के वर्ग में परिवर्तन की ओर ले जाते हैं, कहलाते हैं मौलिक.

प्रोटीन जैवसंश्लेषण और उसके चरण

प्रोटीन जैवसंश्लेषण- एमआरएनए और टीआरएनए अणुओं की भागीदारी के साथ जीवित जीवों की कोशिकाओं के राइबोसोम पर होने वाले अमीनो एसिड अवशेषों से एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के संश्लेषण की एक जटिल बहु-चरण प्रक्रिया।

प्रोटीन जैवसंश्लेषण को प्रतिलेखन, प्रसंस्करण और अनुवाद के चरणों में विभाजित किया जा सकता है। प्रतिलेखन के दौरान, डीएनए अणुओं में एन्कोडेड आनुवंशिक जानकारी को पढ़ा जाता है और यह जानकारी एमआरएनए अणुओं में लिखी जाती है। प्रसंस्करण के क्रमिक चरणों की एक श्रृंखला के दौरान, कुछ टुकड़े जो बाद के चरणों में अनावश्यक होते हैं उन्हें mRNA से हटा दिया जाता है, और न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम संपादित किए जाते हैं। कोड को नाभिक से राइबोसोम में ले जाने के बाद, प्रोटीन अणुओं का वास्तविक संश्लेषण अलग-अलग अमीनो एसिड अवशेषों को बढ़ती पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला से जोड़कर होता है।

प्रतिलेखन और अनुवाद के बीच, mRNA अणु क्रमिक परिवर्तनों की एक श्रृंखला से गुजरता है जो पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के संश्लेषण के लिए एक कार्यशील टेम्पलेट की परिपक्वता सुनिश्चित करता है। एक टोपी 5' छोर से जुड़ी होती है, और एक पॉली-ए पूंछ 3' छोर से जुड़ी होती है, जो एमआरएनए के जीवनकाल को बढ़ाती है। यूकेरियोटिक कोशिका में प्रसंस्करण के आगमन के साथ, एक एकल डीएनए न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम - वैकल्पिक स्प्लिसिंग द्वारा एन्कोडेड प्रोटीन की अधिक विविधता प्राप्त करने के लिए जीन एक्सॉन को संयोजित करना संभव हो गया।

अनुवाद में संदेशवाहक आरएनए में एन्कोडेड जानकारी के अनुसार एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का संश्लेषण होता है। अमीनो एसिड अनुक्रम का उपयोग करके व्यवस्थित किया जाता है परिवहनआरएनए (टीआरएनए), जो अमीनो एसिड के साथ कॉम्प्लेक्स बनाते हैं - एमिनोएसिल-टीआरएनए। प्रत्येक अमीनो एसिड का अपना tRNA होता है, जिसमें एक समान एंटिकोडन होता है जो mRNA कोडन से "मिलता है"। अनुवाद के दौरान, राइबोसोम mRNA के साथ चलता है, क्योंकि पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का निर्माण होता है। प्रोटीन संश्लेषण के लिए ऊर्जा एटीपी द्वारा प्रदान की जाती है।

तैयार प्रोटीन अणु को फिर राइबोसोम से अलग किया जाता है और कोशिका में सही जगह पर पहुँचाया जाता है। कुछ प्रोटीनों को अपनी सक्रिय अवस्था तक पहुंचने के लिए अतिरिक्त पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधन की आवश्यकता होती है।

उत्परिवर्तन के कारण

उत्परिवर्तन में विभाजित हैं तत्क्षणऔर प्रेरित किया. सहज उत्परिवर्तन एक जीव के पूरे जीवन में सामान्य पर्यावरणीय परिस्थितियों में लगभग 10 - 9 - 10 - 12 प्रति न्यूक्लियोटाइड प्रति कोशिका पीढ़ी की आवृत्ति के साथ अनायास होते हैं।

कृत्रिम (प्रयोगात्मक) स्थितियों में या प्रतिकूल पर्यावरणीय प्रभावों के तहत कुछ उत्परिवर्तजन प्रभावों के परिणामस्वरूप प्रेरित उत्परिवर्तन को जीनोम में आनुवंशिक परिवर्तन कहा जाता है।

एक जीवित कोशिका में होने वाली प्रक्रियाओं के दौरान उत्परिवर्तन लगातार दिखाई देते हैं। उत्परिवर्तन की घटना के लिए अग्रणी मुख्य प्रक्रियाएं डीएनए प्रतिकृति, बिगड़ा हुआ डीएनए मरम्मत और आनुवंशिक पुनर्संयोजन हैं।

विकास में उत्परिवर्तन की भूमिका

अस्तित्व की स्थितियों में महत्वपूर्ण बदलाव के साथ, वे उत्परिवर्तन जो पहले हानिकारक थे, लाभकारी हो सकते हैं। इस प्रकार, उत्परिवर्तन प्राकृतिक चयन के लिए सामग्री हैं। इस प्रकार, इंग्लैंड में सन्टी कीट की आबादी में मेलेनिस्टिक म्यूटेंट (गहरे रंग के व्यक्ति) को पहली बार वैज्ञानिकों द्वारा 19 वीं शताब्दी के मध्य में विशिष्ट प्रकाश व्यक्तियों के बीच खोजा गया था। एक जीन में उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप गहरा रंग होता है। तितलियाँ पेड़ों की चड्डी और शाखाओं पर दिन बिताती हैं, जो आमतौर पर लाइकेन से ढकी होती हैं, जिसके खिलाफ हल्के रंग का मुखौटा होता है। औद्योगिक क्रांति के परिणामस्वरूप, वायुमंडलीय प्रदूषण के साथ, लाइकेन मर गए, और बर्च की हल्की चड्डी कालिख से ढक गई। नतीजतन, औद्योगिक क्षेत्रों में 20 वीं शताब्दी के मध्य (50-100 पीढ़ियों के लिए) तक, अंधेरे रूप ने लगभग पूरी तरह से प्रकाश को बदल दिया। यह दिखाया गया है कि काले रूप के प्रमुख अस्तित्व का मुख्य कारण पक्षियों की भविष्यवाणी है, जो प्रदूषित क्षेत्रों में हल्के रंग की तितलियों को चुनिंदा रूप से खाते हैं।

यदि एक उत्परिवर्तन "मूक" डीएनए वर्गों को प्रभावित करता है, या आनुवंशिक कोड के एक तत्व को एक पर्यायवाची के साथ बदलने की ओर जाता है, तो यह आमतौर पर किसी भी तरह से फेनोटाइप में प्रकट नहीं होता है (इस तरह के एक पर्यायवाची प्रतिस्थापन की अभिव्यक्ति हो सकती है कोडन उपयोग की विभिन्न आवृत्तियों के साथ जुड़ा हुआ है)। हालांकि, जीन विश्लेषण विधियों द्वारा ऐसे उत्परिवर्तन का पता लगाया जा सकता है। चूंकि उत्परिवर्तन अक्सर प्राकृतिक कारणों के परिणामस्वरूप होते हैं, इसलिए, यह मानते हुए कि बाहरी वातावरण के मूल गुण नहीं बदले हैं, यह पता चलता है कि उत्परिवर्तन की आवृत्ति लगभग स्थिर होनी चाहिए। इस तथ्य का उपयोग फ़ाइलोजेनी का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है - मनुष्यों सहित विभिन्न करों की उत्पत्ति और संबंधों का अध्ययन। इस प्रकार, मूक जीन में उत्परिवर्तन शोधकर्ताओं के लिए "आणविक घड़ी" के रूप में कार्य करता है। "आणविक घड़ी" सिद्धांत इस तथ्य से भी आगे बढ़ता है कि अधिकांश उत्परिवर्तन तटस्थ होते हैं, और किसी दिए गए जीन में उनके संचय की दर निर्भर नहीं करती है या कमजोर रूप से प्राकृतिक चयन की क्रिया पर निर्भर करती है और इसलिए लंबे समय तक स्थिर रहती है। विभिन्न जीनों के लिए, हालांकि, यह दर अलग-अलग होगी।

माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए (मातृ रेखा के माध्यम से विरासत में मिली) और वाई-क्रोमोसोम (पैतृक रेखा के माध्यम से विरासत में मिली) में उत्परिवर्तन का अध्ययन व्यापक रूप से मानव जाति के जैविक विकास के पुनर्निर्माण के लिए दौड़ और राष्ट्रीयताओं की उत्पत्ति का अध्ययन करने के लिए विकासवादी जीव विज्ञान में उपयोग किया जाता है।

सेल संरचना

सेल संरचना

पृथ्वी पर सभी कोशिकीय जीवन रूपों को उनके घटक कोशिकाओं की संरचना के आधार पर दो राज्यों में विभाजित किया जा सकता है - प्रोकैरियोट्स (पूर्व-परमाणु) और यूकेरियोट्स (परमाणु)। प्रोकैरियोटिक कोशिकाएं संरचना में सरल होती हैं, जाहिर है, वे विकास की प्रक्रिया में पहले उत्पन्न हुई थीं। यूकेरियोटिक कोशिकाएं - अधिक जटिल, बाद में उत्पन्न हुईं। मानव शरीर को बनाने वाली कोशिकाएं यूकेरियोटिक हैं।

रूपों की विविधता के बावजूद, सभी जीवित जीवों की कोशिकाओं का संगठन समान संरचनात्मक सिद्धांतों के अधीन है।

कोशिका की जीवित सामग्री - प्रोटोप्लास्ट - को प्लाज़्मा झिल्ली, या प्लाज़्मालेम्मा द्वारा पर्यावरण से अलग किया जाता है। कोशिका के अंदर साइटोप्लाज्म से भरा होता है, जिसमें विभिन्न अंग और सेलुलर समावेशन होते हैं, साथ ही डीएनए अणु के रूप में आनुवंशिक सामग्री भी होती है। कोशिका के प्रत्येक अंग अपना विशेष कार्य करते हैं, और वे सभी मिलकर कोशिका की महत्वपूर्ण गतिविधि को समग्र रूप से निर्धारित करते हैं।

प्रोकार्योटिक कोशिका

एक विशिष्ट प्रोकैरियोटिक कोशिका की संरचना: कैप्सूल, कोशिका भित्ति, प्लाज़्मालेम्मा, साइटोप्लाज्म, राइबोसोम, प्लास्मिड, पिली, फ्लैगेलम, न्यूक्लियॉइड।

प्रोकैर्योसाइटों(अक्षांश से। समर्थक- पहले, पहले और ग्रीक। - कोर, नट) - जीव, जो यूकेरियोट्स के विपरीत, एक गठित सेल न्यूक्लियस और अन्य आंतरिक झिल्ली ऑर्गेनेल नहीं होते हैं (प्रकाश संश्लेषक प्रजातियों में फ्लैट सिस्टर्न के अपवाद के साथ, उदाहरण के लिए, साइनोबैक्टीरिया में)। एकमात्र बड़ा गोलाकार (कुछ प्रजातियों में - रैखिक) डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अणु, जिसमें कोशिका की आनुवंशिक सामग्री का मुख्य भाग होता है (तथाकथित न्यूक्लियॉइड) हिस्टोन प्रोटीन (तथाकथित क्रोमैटिन) के साथ एक जटिल नहीं बनाता है। ) प्रोकैरियोट्स में बैक्टीरिया शामिल हैं, जिनमें साइनोबैक्टीरिया (नीला-हरा शैवाल), और आर्किया शामिल हैं। प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं के वंशज यूकेरियोटिक कोशिकाओं के अंग हैं - माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड।

यूकेरियोटिक सेल(यूकेरियोट्स) (यूनानी ευ से - अच्छा, पूरी तरह से और κάρῠον - कोर, अखरोट) - जीव, जो प्रोकैरियोट्स के विपरीत, एक अच्छी तरह से आकार का कोशिका नाभिक होता है, जो परमाणु झिल्ली द्वारा साइटोप्लाज्म से सीमांकित होता है। आनुवंशिक सामग्री कई रैखिक डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अणुओं में संलग्न है (जीवों के प्रकार के आधार पर, प्रति नाभिक उनकी संख्या दो से कई सौ तक भिन्न हो सकती है), अंदर से कोशिका नाभिक की झिल्ली से जुड़ी होती है और विशाल में बनती है बहुसंख्यक (डायनोफ्लैगलेट्स को छोड़कर) हिस्टोन प्रोटीन के साथ एक जटिल, जिसे क्रोमैटिन कहा जाता है। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में आंतरिक झिल्लियों की एक प्रणाली होती है जो नाभिक के अलावा, कई अन्य जीवों (एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, गोल्गी उपकरण, आदि) का निर्माण करती है। इसके अलावा, विशाल बहुमत में स्थायी अंतःकोशिकीय सहजीवन-प्रोकैरियोट्स - माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं, और शैवाल और पौधों में भी प्लास्टिड होते हैं।

यूकेरियोटिक कोशिका की संरचना

एक पशु कोशिका का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व। (जब आप सेल के किसी भी घटक के नाम पर क्लिक करते हैं, तो आपको संबंधित लेख पर ले जाया जाएगा।)

ज्यादातर मामलों में, यूकेरियोटिक कोशिकाएं बहुकोशिकीय जीवों का हिस्सा होती हैं। हालांकि, प्रकृति में काफी संख्या में एककोशिकीय यूकेरियोट्स हैं, जो संरचनात्मक रूप से एक कोशिका हैं, और शारीरिक रूप से - एक संपूर्ण जीव। बदले में, यूकेरियोटिक कोशिकाएं, जो एक बहुकोशिकीय जीव का हिस्सा हैं, स्वतंत्र अस्तित्व में सक्षम नहीं हैं। वे आमतौर पर पौधों, जानवरों और कवक की कोशिकाओं में विभाजित होते हैं। उनमें से प्रत्येक की अपनी विशेषताएं हैं और कोशिकाओं के अपने उपप्रकार हैं जो विभिन्न ऊतकों का निर्माण करते हैं।

विविधता के बावजूद, सभी यूकेरियोट्स का एक सामान्य पूर्वज होता है, संभवतः इस प्रक्रिया में दिखाई दिया।

एककोशिकीय यूकेरियोट्स (प्रोटोजोआ) की कोशिकाओं में संरचनात्मक संरचनाएं होती हैं जो सेलुलर स्तर पर अंगों के कार्य करती हैं। तो सिलिअट्स में एक सेलुलर मुंह और ग्रसनी, पाउडर, पाचन और सिकुड़ा हुआ रिक्तिकाएं होती हैं।

सभी यूकेरियोटिक कोशिकाएं अलग-थलग हैं, बाहरी वातावरण से सीमांकित हैं। साइटोप्लाज्म में विभिन्न कोशिका अंग होते हैं जो पहले से ही उनकी झिल्लियों द्वारा इससे सीमांकित होते हैं। नाभिक में न्यूक्लियोलस, क्रोमैटिन और परमाणु रस होते हैं। साइटोप्लाज्म में असंख्य (प्रोकैरियोट्स से बड़े) विभिन्न समावेशन मौजूद होते हैं।

यूकेरियोटिक कोशिकाओं को आंतरिक सामग्री के उच्च क्रम की विशेषता है। ऐसा कम्पार्टमेंटझिल्ली द्वारा कोशिका को भागों में विभाजित करके प्राप्त किया जाता है। इस प्रकार, कोशिका में जैव रासायनिक प्रक्रियाओं का पृथक्करण प्राप्त होता है। झिल्ली की आणविक संरचना, उनकी सतह पर पदार्थों और आयनों का समूह भिन्न होता है, जो उनकी कार्यात्मक विशेषज्ञता को निर्धारित करता है।

साइटोप्लाज्म में ग्लाइकोलाइसिस, शुगर मेटाबॉलिज्म, नाइट्रोजनस बेस, अमीनो एसिड और लिपिड के प्रोटीन-एंजाइम होते हैं। सूक्ष्मनलिकाएं कुछ प्रोटीनों से इकट्ठी होती हैं। साइटोप्लाज्म एकीकृत और रूपरेखा कार्य करता है।

समावेशन साइटोप्लाज्म के अपेक्षाकृत अस्थिर घटक हैं, जो पोषक तत्व भंडार, स्रावी कणिकाओं (कोशिका से हटाने के लिए उत्पाद), गिट्टी (कई वर्णक) हैं।

ऑर्गेनेल स्थायी होते हैं और महत्वपूर्ण कार्य करते हैं। इनमें ऑर्गेनेल शामिल हैं सामान्य अर्थ(, राइबोसोम, पॉलीसोम, माइक्रोफाइब्रिल्स और, सेंट्रीओल्स, और अन्य) और विशेष कोशिकाओं (माइक्रोविली, सिलिया, सिनैप्टिक वेसिकल्स, आदि) में विशेष।

एक पशु यूकेरियोटिक कोशिका की संरचना

यूकेरियोटिक कोशिकाएं एंडोसाइटोसिस (साइटोप्लाज्मिक झिल्ली द्वारा पोषक तत्वों का तेज) में सक्षम हैं।

यूकेरियोट्स (यदि कोई हो) प्रोकैरियोट्स की तुलना में एक अलग रासायनिक प्रकृति के हैं। उत्तरार्द्ध में, यह मुरीन पर आधारित है। पौधों में, यह मुख्य रूप से सेल्यूलोज है, और कवक में, यह काइटिन है।

यूकेरियोट्स की आनुवंशिक सामग्री नाभिक में निहित है और गुणसूत्रों में पैक की जाती है, जो डीएनए और प्रोटीन (मुख्य रूप से हिस्टोन) का एक जटिल है।