झिल्ली गुण। कोशिका झिल्ली
कोशिका झिल्ली वह संरचना है जो कोशिका के बाहर को कवर करती है। इसे साइटोलेम्मा या प्लास्मोलेमा भी कहा जाता है।
यह गठन एक बिलिपिड परत (द्विपरत) से निर्मित होता है जिसमें प्रोटीन एम्बेडेड होता है। प्लाज्मालेमा बनाने वाले कार्बोहाइड्रेट एक बाध्य अवस्था में होते हैं।
प्लास्मलेमा के मुख्य घटकों का वितरण इस प्रकार है: रासायनिक संरचना का आधे से अधिक प्रोटीन पर पड़ता है, एक चौथाई फॉस्फोलिपिड्स द्वारा कब्जा कर लिया जाता है, और दसवां कोलेस्ट्रॉल होता है।
कोशिका झिल्ली और उसके प्रकार
कोशिका झिल्ली एक पतली फिल्म होती है, जो लिपोप्रोटीन और प्रोटीन की परतों पर आधारित होती है।
स्थानीयकरण के द्वारा, झिल्लीदार जीवों को प्रतिष्ठित किया जाता है, जिनमें पौधे और पशु कोशिकाओं में कुछ विशेषताएं होती हैं:
- माइटोकॉन्ड्रिया;
- मुख्य;
- अन्तः प्रदव्ययी जलिका;
- गॉल्गी कॉम्प्लेक्स;
- लाइसोसोम;
- क्लोरोप्लास्ट (पौधों की कोशिकाओं में)।
एक आंतरिक और बाहरी (प्लास्मोलेम्मा) कोशिका झिल्ली भी होती है।
कोशिका झिल्ली की संरचना
कोशिका झिल्ली में कार्बोहाइड्रेट होते हैं जो इसे ग्लाइकोकालीक्स के रूप में ढकते हैं। यह एक सुपरा-झिल्ली संरचना है जो बाधा कार्य करती है। यहाँ स्थित प्रोटीन मुक्त अवस्था में हैं। अनबाउंड प्रोटीन एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाओं में शामिल होते हैं, पदार्थों के बाह्य कोशिकीय टूटने को प्रदान करते हैं।
साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के प्रोटीन ग्लाइकोप्रोटीन द्वारा दर्शाए जाते हैं। रासायनिक संरचना के अनुसार, प्रोटीन पृथक होते हैं जो पूरी तरह से लिपिड परत (पूरे) - अभिन्न प्रोटीन में शामिल होते हैं। इसके अलावा परिधीय, प्लाज्मेलेम्मा की सतहों में से एक तक नहीं पहुंच रहा है।
रिसेप्टर्स के रूप में पूर्व कार्य, न्यूरोट्रांसमीटर, हार्मोन और अन्य पदार्थों के लिए बाध्यकारी। सम्मिलन प्रोटीन आयन चैनलों के निर्माण के लिए आवश्यक हैं जिसके माध्यम से आयनों और हाइड्रोफिलिक सबस्ट्रेट्स को ले जाया जाता है। बाद वाले एंजाइम होते हैं जो इंट्रासेल्युलर प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं।
प्लाज्मा झिल्ली के मूल गुण
लिपिड बाइलेयर पानी के प्रवेश को रोकता है। लिपिड हाइड्रोफोबिक यौगिक होते हैं जो कोशिका में फॉस्फोलिपिड्स के रूप में मौजूद होते हैं। फॉस्फेट समूह बाहर की ओर मुड़ा हुआ होता है और इसमें दो परतें होती हैं: बाहरी एक, बाह्य पर्यावरण के लिए निर्देशित, और आंतरिक एक, इंट्रासेल्युलर सामग्री का परिसीमन करता है।
पानी में घुलनशील क्षेत्रों को हाइड्रोफिलिक हेड कहा जाता है। फैटी एसिड साइटों को हाइड्रोफोबिक पूंछ के रूप में सेल के अंदर निर्देशित किया जाता है। हाइड्रोफोबिक भाग पड़ोसी लिपिड के साथ संपर्क करता है, जो एक दूसरे से उनका लगाव सुनिश्चित करता है। डबल परत में विभिन्न क्षेत्रों में चयनात्मक पारगम्यता होती है।
तो, बीच में, झिल्ली ग्लूकोज और यूरिया के लिए अभेद्य है, हाइड्रोफोबिक पदार्थ यहां स्वतंत्र रूप से गुजरते हैं: कार्बन डाइऑक्साइड, ऑक्सीजन, शराब। कोलेस्ट्रॉल महत्वपूर्ण है, बाद की सामग्री प्लाज्मा झिल्ली की चिपचिपाहट निर्धारित करती है।
कोशिका की बाहरी झिल्ली के कार्य
कार्यों की विशेषताओं को संक्षेप में तालिका में सूचीबद्ध किया गया है:
| झिल्ली समारोह | विवरण |
| बाधा भूमिका | प्लास्मलमा एक सुरक्षात्मक कार्य करता है, सेल की सामग्री को विदेशी एजेंटों के प्रभाव से बचाता है। प्रोटीन, लिपिड, कार्बोहाइड्रेट के विशेष संगठन के कारण प्लाज्मा झिल्ली की अर्ध-पारगम्यता सुनिश्चित होती है। |
| रिसेप्टर समारोह | कोशिका झिल्ली के माध्यम से, रिसेप्टर्स को बाध्य करने की प्रक्रिया में जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ सक्रिय होते हैं। इस प्रकार, कोशिका झिल्ली पर स्थित कोशिकाओं के रिसेप्टर तंत्र द्वारा विदेशी एजेंटों की पहचान के माध्यम से प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं की मध्यस्थता की जाती है। |
| परिवहन समारोह | प्लास्मलमेमा में छिद्रों की उपस्थिति आपको कोशिका में पदार्थों के प्रवाह को नियंत्रित करने की अनुमति देती है। कम आणविक भार वाले यौगिकों के लिए स्थानांतरण प्रक्रिया निष्क्रिय रूप से (बिना ऊर्जा खपत के) आगे बढ़ती है। एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) के टूटने के दौरान जारी ऊर्जा के व्यय के साथ सक्रिय हस्तांतरण जुड़ा हुआ है। यह विधि कार्बनिक यौगिकों के स्थानांतरण के लिए होती है। |
| पाचन की प्रक्रियाओं में भागीदारी | पदार्थ कोशिका झिल्ली (शोषण) पर जमा होते हैं। रिसेप्टर्स सब्सट्रेट को बांधते हैं, इसे सेल के अंदर ले जाते हैं। एक पुटिका बनती है, जो कोशिका के अंदर स्वतंत्र रूप से पड़ी रहती है। विलय, ऐसे पुटिकाएं हाइड्रोलाइटिक एंजाइमों के साथ लाइसोसोम बनाती हैं। |
| एंजाइमैटिक फ़ंक्शन | एंजाइम, इंट्रासेल्युलर पाचन के आवश्यक घटक। जिन प्रतिक्रियाओं में उत्प्रेरक की भागीदारी की आवश्यकता होती है, वे एंजाइम की भागीदारी के साथ आगे बढ़ती हैं। |
कोशिका झिल्ली का क्या महत्व है
कोशिका झिल्ली कोशिका में प्रवेश करने और छोड़ने वाले पदार्थों की उच्च चयनात्मकता के कारण होमोस्टैसिस को बनाए रखने में शामिल है (जीव विज्ञान में इसे चयनात्मक पारगम्यता कहा जाता है)।
प्लास्मोलेमा की वृद्धि कोशिका को कुछ कार्यों को करने के लिए जिम्मेदार डिब्बों (डिब्बों) में विभाजित करती है। विशेष रूप से व्यवस्थित झिल्ली, द्रव-मोज़ेक योजना के अनुरूप, कोशिका की अखंडता सुनिश्चित करते हैं।
इसकी मोटाई 8-12 एनएम है, इसलिए इसे प्रकाश सूक्ष्मदर्शी से जांचना असंभव है। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके झिल्ली की संरचना का अध्ययन किया जाता है।
प्लाज्मा झिल्ली लिपिड की दो परतों से बनती है - लिपिड परत, या बाइलेयर। प्रत्येक अणु में एक हाइड्रोफिलिक सिर और एक हाइड्रोफोबिक पूंछ होती है, और जैविक झिल्ली में, लिपिड सिर बाहर की ओर, पूंछ अंदर की ओर स्थित होते हैं।
बिलिपिड परत में कई प्रोटीन अणु डूबे हुए हैं। उनमें से कुछ झिल्ली (बाहरी या आंतरिक) की सतह पर हैं, अन्य झिल्ली में प्रवेश करते हैं।
प्लाज्मा झिल्ली के कार्य
झिल्ली कोशिका की सामग्री को क्षति से बचाती है, कोशिका के आकार को बनाए रखती है, चुनिंदा पदार्थों को कोशिका में भेजती है और चयापचय उत्पादों को हटाती है, और कोशिकाओं के बीच संचार भी प्रदान करती है।
बाधा, झिल्ली का परिसीमन कार्य लिपिड की एक दोहरी परत प्रदान करता है। यह कोशिका की सामग्री को फैलने नहीं देता है, पर्यावरण या अंतरकोशिकीय द्रव के साथ मिश्रण नहीं करता है, और कोशिका में खतरनाक पदार्थों के प्रवेश को रोकता है।
इसमें डूबे हुए प्रोटीन के कारण साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के कई सबसे महत्वपूर्ण कार्य किए जाते हैं। रिसेप्टर प्रोटीन की मदद से यह अपनी सतह पर कई तरह की जलन महसूस कर सकता है। ट्रांसपोर्ट प्रोटीन सबसे पतले चैनल बनाते हैं जिसके माध्यम से पोटेशियम, कैल्शियम और छोटे व्यास के अन्य आयन कोशिका के अंदर और बाहर जाते हैं। प्रोटीन - अपने आप में महत्वपूर्ण प्रक्रियाएँ प्रदान करते हैं।
बड़े खाद्य कण जो पतली झिल्ली वाले चैनलों से गुजरने में असमर्थ होते हैं, फागोसाइटोसिस या पिनोसाइटोसिस द्वारा कोशिका में प्रवेश करते हैं। इन प्रक्रियाओं का सामान्य नाम एंडोसाइटोसिस है।
एंडोसाइटोसिस कैसे होता है - कोशिका में बड़े खाद्य कणों का प्रवेश
भोजन कण कोशिका की बाहरी झिल्ली के संपर्क में आता है, और इस स्थान पर एक अंतर्वलन बनता है। फिर कण, एक झिल्ली से घिरा हुआ, कोशिका में प्रवेश करता है, एक पाचक बनता है, और पाचक एंजाइम गठित पुटिका में प्रवेश करते हैं।
सफेद रक्त कोशिकाएं जो विदेशी बैक्टीरिया को पकड़ और पचा सकती हैं, उन्हें फागोसाइट्स कहा जाता है।
पिनोसाइटोसिस के मामले में, झिल्ली का अंतर्वलन ठोस कणों को नहीं, बल्कि उसमें घुले पदार्थों के साथ तरल की बूंदों को पकड़ता है। यह तंत्र कोशिका में पदार्थों के प्रवेश के मुख्य मार्गों में से एक है।
कोशिका भित्ति की एक ठोस परत के साथ झिल्ली के ऊपर आच्छादित पादप कोशिकाएँ फागोसाइटोसिस के लिए सक्षम नहीं हैं।
एंडोसाइटोसिस की रिवर्स प्रक्रिया एक्सोसाइटोसिस है। संश्लेषित पदार्थ (उदाहरण के लिए, हार्मोन) झिल्ली पुटिकाओं में पैक किए जाते हैं, दृष्टिकोण, इसमें एम्बेडेड होते हैं, और पुटिका की सामग्री को कोशिका से बाहर निकाल दिया जाता है। इस प्रकार, कोशिका अनावश्यक चयापचय उत्पादों से भी छुटकारा पा सकती है।
प्लाज्मा झिल्ली , या प्लास्मलेम्मा,- सभी कोशिकाओं के लिए सबसे स्थायी, बुनियादी, सार्वभौमिक झिल्ली। यह पूरी कोशिका को ढकने वाली सबसे पतली (लगभग 10 एनएम) फिल्म है। प्लाज्मेलेम्मा में प्रोटीन और फॉस्फोलिपिड्स के अणु होते हैं (चित्र 1.6)।
फॉस्फोलिपिड्स के अणुओं को दो पंक्तियों में व्यवस्थित किया जाता है - हाइड्रोफोबिक अंत आवक, हाइड्रोफिलिक सिर आंतरिक और बाहरी जलीय वातावरण में। कुछ स्थानों पर, फॉस्फोलिपिड्स की बाइलेयर (डबल लेयर) प्रोटीन अणुओं (इंटीग्रल प्रोटीन) के माध्यम से प्रवेश करती है। ऐसे प्रोटीन अणुओं के अंदर चैनल - छिद्र होते हैं जिनसे पानी में घुलनशील पदार्थ गुजरते हैं। अन्य प्रोटीन अणु एक तरफ या दूसरे (अर्ध-अभिन्न प्रोटीन) से लिपिड बाइलेयर आधे हिस्से में प्रवेश करते हैं। यूकेरियोटिक कोशिकाओं की झिल्लियों की सतह पर परिधीय प्रोटीन होते हैं। लिपिड और प्रोटीन अणुओं को हाइड्रोफिलिक-हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन द्वारा एक साथ रखा जाता है।
झिल्लियों के गुण और कार्य।सभी कोशिका झिल्लियाँ मोबाइल द्रव संरचनाएँ हैं, क्योंकि लिपिड और प्रोटीन के अणु सहसंयोजक बंधों से जुड़े नहीं होते हैं और झिल्ली के तल में बहुत तेज़ी से आगे बढ़ने में सक्षम होते हैं। इसके कारण झिल्लियां अपना विन्यास बदल सकती हैं, अर्थात इनमें तरलता होती है।
मेम्ब्रेन बहुत गतिशील संरचनाएं हैं। वे जल्दी से क्षति से ठीक हो जाते हैं, और सेलुलर आंदोलनों के साथ खिंचाव और अनुबंध भी करते हैं।
विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं की झिल्लियां रासायनिक संरचना और उनमें प्रोटीन, ग्लाइकोप्रोटीन और लिपिड की सापेक्ष सामग्री दोनों में महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होती हैं, और परिणामस्वरूप, उनमें मौजूद रिसेप्टर्स की प्रकृति में। प्रत्येक कोशिका प्रकार इसलिए एक व्यक्तित्व की विशेषता है जो मुख्य रूप से निर्धारित होता है ग्लाइकोप्रोटीन।कोशिका झिल्ली से निकलने वाली शाखित श्रृंखला ग्लाइकोप्रोटीन इसमें शामिल होते हैं कारक मान्यताबाहरी वातावरण, साथ ही संबंधित कोशिकाओं की पारस्परिक मान्यता में। उदाहरण के लिए, एक अंडाणु और एक शुक्राणु कोशिका एक दूसरे को कोशिका की सतह ग्लाइकोप्रोटीन द्वारा पहचानते हैं जो एक संपूर्ण संरचना के अलग-अलग तत्वों के रूप में एक साथ फिट होते हैं। इस तरह की पारस्परिक मान्यता निषेचन से पहले की एक आवश्यक अवस्था है।
ऊतक विभेदन की प्रक्रिया में एक समान घटना देखी जाती है। इस मामले में, संरचना में समान कोशिकाएं, प्लाज़्मेलेम्मा के वर्गों को पहचानने की मदद से, एक दूसरे के सापेक्ष खुद को सही ढंग से उन्मुख करती हैं, जिससे उनका आसंजन और ऊतक निर्माण सुनिश्चित होता है। मान्यता से जुड़ा हुआ है परिवहन विनियमनझिल्ली के माध्यम से अणु और आयन, साथ ही एक प्रतिरक्षात्मक प्रतिक्रिया जिसमें ग्लाइकोप्रोटीन एंटीजन की भूमिका निभाते हैं। शर्करा इस प्रकार सूचनात्मक अणुओं (प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड के समान) के रूप में कार्य कर सकते हैं। झिल्लियों में विशिष्ट रिसेप्टर्स, इलेक्ट्रॉन वाहक, ऊर्जा कन्वर्टर्स, एंजाइमैटिक प्रोटीन भी होते हैं। प्रोटीन कोशिका के अंदर या बाहर कुछ अणुओं के परिवहन को सुनिश्चित करने में शामिल होते हैं, कोशिका झिल्लियों के साथ साइटोस्केलेटन के संरचनात्मक संबंध को पूरा करते हैं, या पर्यावरण से रासायनिक संकेतों को प्राप्त करने और परिवर्तित करने के लिए रिसेप्टर्स के रूप में काम करते हैं।
झिल्ली का सबसे महत्वपूर्ण गुण भी है चयनात्मक पारगम्यता।इसका मतलब है कि अणु और आयन अलग-अलग गति से इससे गुजरते हैं, और अणुओं का आकार जितना बड़ा होता है, झिल्ली के माध्यम से उनका मार्ग उतना ही धीमा होता है। यह संपत्ति प्लाज्मा झिल्ली को परिभाषित करती है आसमाटिक बाधा।जल और उसमें घुली गैसों की भेदन शक्ति सबसे अधिक होती है; आयन झिल्ली से बहुत धीरे-धीरे गुजरते हैं। किसी झिल्ली के आर-पार जल के विसरण को कहते हैं परासरण।
झिल्ली के पार पदार्थों के परिवहन के लिए कई तंत्र हैं।
प्रसार- झिल्ली के माध्यम से सांद्रता ढाल के साथ पदार्थों का प्रवेश (उस क्षेत्र से जहां उनकी एकाग्रता उस क्षेत्र में अधिक होती है जहां उनकी एकाग्रता कम होती है)। पदार्थों (पानी, आयनों) का फैलाना परिवहन झिल्ली प्रोटीन की भागीदारी के साथ किया जाता है, जिसमें आणविक छिद्र होते हैं, या लिपिड चरण (वसा में घुलनशील पदार्थों के लिए) की भागीदारी के साथ।
सुगम प्रसार के साथविशेष झिल्ली वाहक प्रोटीन चुनिंदा रूप से एक या दूसरे आयन या अणु से जुड़ते हैं और उन्हें एक सांद्रता प्रवणता के साथ झिल्ली के पार ले जाते हैं।
सक्रिय ट्रांसपोर्टऊर्जा लागत के साथ जुड़ा हुआ है और पदार्थों को उनकी एकाग्रता प्रवणता के विरुद्ध ले जाने में कार्य करता है। वहविशेष वाहक प्रोटीन द्वारा किया जाता है, जो तथाकथित बनाते हैं आयन पंप।सबसे अधिक अध्ययन किया गया है Na - / K - पशु कोशिकाओं में पंप, K - आयनों को अवशोषित करते हुए Na + आयनों को सक्रिय रूप से पंप करना। इसके कारण, सेल में पर्यावरण की तुलना में K- और कम Na + की एक बड़ी सांद्रता बनी रहती है। यह प्रक्रिया एटीपी की ऊर्जा की खपत करती है।
एक झिल्ली पंप की मदद से सक्रिय परिवहन के परिणामस्वरूप, सेल में Mg 2- और Ca 2+ की सांद्रता भी नियंत्रित होती है।
कोशिका में आयनों के सक्रिय परिवहन की प्रक्रिया में, विभिन्न शर्करा, न्यूक्लियोटाइड और अमीनो एसिड साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के माध्यम से प्रवेश करते हैं।
प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, पॉलीसेकेराइड, लिपोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स आदि के मैक्रोमोलेक्यूल, आयनों और मोनोमर्स के विपरीत, कोशिका झिल्ली से नहीं गुजरते हैं। कोशिका में मैक्रोमोलेक्यूल्स, उनके परिसरों और कणों का परिवहन पूरी तरह से अलग तरीके से होता है - एंडोसाइटोसिस के माध्यम से। पर एंडोसाइटोसिस (एंडो...- अंदर) प्लाज्मेलेम्मा का एक निश्चित खंड कब्जा कर लेता है और, जैसा कि यह था, बाह्य सामग्री को कवर करता है, इसे एक झिल्लीदार रिक्तिका में संलग्न करता है जो झिल्ली के आक्रमण के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुआ है। इसके बाद, ऐसी रसधानी एक लाइसोसोम से जुड़ी होती है, जिसके एंजाइम मैक्रोमोलेक्युलस को मोनोमर्स में तोड़ देते हैं।
एंडोसाइटोसिस की रिवर्स प्रक्रिया है एक्सोसाइटोसिस (एक्सो...- बाहर)। उसके लिए धन्यवाद, सेल रिक्तिका या पु में संलग्न इंट्रासेल्युलर उत्पादों या अपचित अवशेषों को हटा देता है।
बुलबुले। पुटिका साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के पास पहुंचती है, इसके साथ विलीन हो जाती है, और इसकी सामग्री पर्यावरण में छोड़ दी जाती है। कैसे पाचक एंजाइम, हार्मोन, हेमिकेलुलोज आदि उत्सर्जित होते हैं।
इस प्रकार, जैविक झिल्लियां, कोशिका के मुख्य संरचनात्मक तत्वों के रूप में, न केवल भौतिक सीमाओं के रूप में, बल्कि गतिशील कार्यात्मक सतहों के रूप में भी काम करती हैं। ऑर्गेनेल की झिल्लियों पर, कई जैव रासायनिक प्रक्रियाएं होती हैं, जैसे पदार्थों का सक्रिय अवशोषण, ऊर्जा रूपांतरण, एटीपी संश्लेषण आदि।
जैविक झिल्लियों के कार्यनिम्नलिखित:
वे बाहरी वातावरण से कोशिका की सामग्री और साइटोप्लाज्म से ऑर्गेनेल की सामग्री का परिसीमन करते हैं।
वे कोशिका के अंदर और बाहर, साइटोप्लाज्म से ऑर्गेनेल तक और इसके विपरीत पदार्थों का परिवहन प्रदान करते हैं।
वे रिसेप्टर्स की भूमिका निभाते हैं (पर्यावरण से संकेतों को प्राप्त करना और परिवर्तित करना, सेल पदार्थों की पहचान आदि)।
वे उत्प्रेरक हैं (झिल्ली रासायनिक प्रक्रिया प्रदान करते हैं)।
ऊर्जा के परिवर्तन में भाग लें।
जैविक झिल्ली- कार्यात्मक रूप से सक्रिय सतह संरचनाओं का सामान्य नाम जो कोशिकाओं (सेलुलर या प्लाज्मा झिल्ली) और इंट्रासेल्युलर ऑर्गेनेल (माइटोकॉन्ड्रिया, नाभिक, लाइसोसोम, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, आदि की झिल्ली) को सीमित करता है। उनमें लिपिड, प्रोटीन, विषम अणु (ग्लाइकोप्रोटीन, ग्लाइकोलिपिड्स) होते हैं और, किए गए कार्य के आधार पर, कई छोटे घटक होते हैं: कोएंजाइम, न्यूक्लिक एसिड, एंटीऑक्सिडेंट, कैरोटीनॉयड, अकार्बनिक आयन, आदि।
झिल्ली प्रणालियों के समन्वित कार्य - रिसेप्टर्स, एंजाइम, परिवहन तंत्र - सेल होमियोस्टेसिस को बनाए रखने में मदद करते हैं और साथ ही बाहरी वातावरण में परिवर्तनों का तुरंत जवाब देते हैं।
को जैविक झिल्ली के मुख्य कार्य जिम्मेदार ठहराया जा सकता:
पर्यावरण से कोशिका का पृथक्करण और इंट्रासेल्युलर डिब्बों (डिब्बों) का निर्माण;
झिल्ली के माध्यम से पदार्थों की एक विशाल विविधता के परिवहन का नियंत्रण और विनियमन;
इंटरसेलुलर इंटरैक्शन प्रदान करने में भागीदारी, सेल के अंदर संकेतों का प्रसारण;
एटीपी अणुओं के रासायनिक बंधों की ऊर्जा में खाद्य कार्बनिक पदार्थों की ऊर्जा का रूपांतरण।
सभी कोशिकाओं में प्लाज्मा (कोशिका) झिल्ली का आणविक संगठन लगभग समान होता है: इसमें लिपिड अणुओं की दो परतें होती हैं जिनमें कई विशिष्ट प्रोटीन शामिल होते हैं। कुछ झिल्ली प्रोटीन में एंजाइमी गतिविधि होती है, जबकि अन्य पर्यावरण से पोषक तत्वों को बांधते हैं और झिल्ली के माध्यम से कोशिका में उनका परिवहन सुनिश्चित करते हैं। मेम्ब्रेन प्रोटीन को झिल्ली संरचनाओं के साथ उनके जुड़ाव की प्रकृति से अलग किया जाता है। कुछ प्रोटीन कहलाते हैं बाहरी या परिधीय , शिथिल रूप से झिल्ली की सतह से बंधा हुआ, अन्य, जिसे कहा जाता है आंतरिक या अभिन्न , झिल्ली के अंदर डूबे हुए हैं। परिधीय प्रोटीन आसानी से निकाले जाते हैं, जबकि अभिन्न प्रोटीन को केवल डिटर्जेंट या कार्बनिक सॉल्वैंट्स का उपयोग करके अलग किया जा सकता है। अंजीर पर। 4 प्लाज्मा झिल्ली की संरचना को दर्शाता है।
बाहरी, या प्लाज्मा, कई कोशिकाओं की झिल्लियों, साथ ही इंट्रासेल्युलर ऑर्गेनेल की झिल्लियों, जैसे माइटोकॉन्ड्रिया, क्लोरोप्लास्ट, को एक मुक्त रूप में अलग किया गया था और उनकी आणविक संरचना का अध्ययन किया गया था। सभी झिल्लियों में इसके द्रव्यमान के 20 से 80% तक की मात्रा में ध्रुवीय लिपिड होते हैं, जो झिल्लियों के प्रकार पर निर्भर करता है, बाकी मुख्य रूप से प्रोटीन द्वारा होता है। तो, पशु कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली में, प्रोटीन और लिपिड की मात्रा, एक नियम के रूप में, लगभग समान होती है; आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में लगभग 80% प्रोटीन और केवल 20% लिपिड होते हैं, जबकि इसके विपरीत, मस्तिष्क कोशिकाओं के माइलिन झिल्ली में लगभग 80% लिपिड और केवल 20% प्रोटीन होते हैं।
चावल। 4. प्लाज्मा झिल्ली की संरचना
झिल्लियों का लिपिड भाग विभिन्न प्रकार के ध्रुवीय लिपिडों का मिश्रण होता है। ध्रुवीय लिपिड, जिनमें फॉस्फोग्लिसरोलिपिड्स, स्फिंगोलिपिड्स, ग्लाइकोलिपिड्स शामिल हैं, वसा कोशिकाओं में संग्रहीत नहीं होते हैं, लेकिन कोशिका झिल्ली में और कड़ाई से परिभाषित अनुपात में शामिल होते हैं।
झिल्ली में सभी ध्रुवीय लिपिड चयापचय के दौरान लगातार नवीनीकृत होते हैं; सामान्य परिस्थितियों में, कोशिका में एक गतिशील स्थिर स्थिति स्थापित होती है, जिसमें लिपिड संश्लेषण की दर उनके क्षय की दर के बराबर होती है।
पशु कोशिकाओं की झिल्लियों में मुख्य रूप से फॉस्फोग्लिसरोलिपिड्स होते हैं और, कुछ हद तक, स्फिंगोलिपिड्स; ट्राईसिलग्लिसरॉल केवल ट्रेस मात्रा में पाए जाते हैं। पशु कोशिकाओं की कुछ झिल्लियों, विशेष रूप से बाहरी प्लाज्मा झिल्ली में, महत्वपूर्ण मात्रा में कोलेस्ट्रॉल और इसके एस्टर होते हैं (चित्र 5)।
चित्र 5। मेम्ब्रेन लिपिड
वर्तमान में, झिल्लियों की संरचना के लिए आम तौर पर स्वीकृत मॉडल 1972 में एस. सिंगर और जे. निकोलसन द्वारा प्रस्तावित द्रव मोज़ेक मॉडल है।
उनके अनुसार, प्रोटीन की तुलना लिपिड समुद्र में तैरते हुए हिमखंडों से की जा सकती है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, 2 प्रकार के झिल्ली प्रोटीन होते हैं: अभिन्न और परिधीय। इंटीग्रल प्रोटीन झिल्ली के माध्यम से प्रवेश करते हैं, वे हैं एम्फीपैथिक अणु. परिधीय प्रोटीन झिल्ली में प्रवेश नहीं करते हैं और इसके साथ कम मजबूती से जुड़े होते हैं। झिल्ली का मुख्य निरंतर भाग, अर्थात् इसका मैट्रिक्स, ध्रुवीय लिपिड बाईलेयर है। सामान्य सेल तापमान पर, मैट्रिक्स एक तरल अवस्था में होता है, जो ध्रुवीय लिपिड की हाइड्रोफोबिक पूंछ में संतृप्त और असंतृप्त वसा अम्लों के बीच एक निश्चित अनुपात द्वारा सुनिश्चित किया जाता है।
द्रव मोज़ेक मॉडल यह भी बताता है कि झिल्ली में स्थित अभिन्न प्रोटीन की सतह पर अमीनो एसिड अवशेषों के आर-समूह होते हैं (मुख्य रूप से हाइड्रोफोबिक समूह, जिसके कारण प्रोटीन बाइलर के केंद्रीय हाइड्रोफोबिक भाग में "घुलने" लगता है)। साथ ही, परिधीय, या बाहरी प्रोटीन की सतह पर, मुख्य रूप से हाइड्रोफिलिक आर-समूह होते हैं, जो इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों के कारण हाइड्रोफिलिक चार्ज किए गए लिपिड के ध्रुवीय सिर से आकर्षित होते हैं। इंटीग्रल प्रोटीन, और इनमें एंजाइम और ट्रांसपोर्ट प्रोटीन शामिल हैं, केवल तभी सक्रिय होते हैं जब वे बाइलर के हाइड्रोफोबिक भाग के अंदर स्थित होते हैं, जहां वे गतिविधि के प्रकटीकरण के लिए आवश्यक स्थानिक विन्यास प्राप्त करते हैं (चित्र 6)। एक बार फिर इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि न तो द्विपरत में अणुओं के बीच कोई सहसंयोजक बंधन बनता है और न ही द्विपरत के प्रोटीन और लिपिड के बीच।
चित्र 6। झिल्ली प्रोटीन
मेम्ब्रेन प्रोटीन पार्श्व तल में स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं। परिधीय प्रोटीन वस्तुतः द्विपरत "समुद्र" की सतह पर तैरते हैं, जबकि अभिन्न प्रोटीन, हिमशैल की तरह, हाइड्रोकार्बन परत में लगभग पूरी तरह से डूबे हुए हैं।
अधिकांश झिल्लियाँ असममित होती हैं, अर्थात् उनके असमान पक्ष होते हैं। यह विषमता निम्नलिखित में प्रकट होती है:
सबसे पहले, तथ्य यह है कि जीवाणु और पशु कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली के आंतरिक और बाहरी पक्ष ध्रुवीय लिपिड की संरचना में भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, मानव एरिथ्रोसाइट झिल्लियों की आंतरिक लिपिड परत में मुख्य रूप से फॉस्फेटिडाइलेथेनॉलमाइन और फॉस्फेटिडिलसेरिन होते हैं, जबकि बाहरी लिपिड परत में फॉस्फेटिडिलकोलाइन और स्फिंगोमेलिन होते हैं।
· दूसरी बात, झिल्लियों में कुछ परिवहन प्रणालियाँ केवल एक ही दिशा में कार्य करती हैं। उदाहरण के लिए, एरिथ्रोसाइट झिल्लियों में एक ट्रांसपोर्ट सिस्टम ("पंप") होता है जो सेल से वातावरण में Na + आयनों को पंप करता है, और ATP हाइड्रोलिसिस के दौरान जारी ऊर्जा के कारण K + आयनों को सेल में पंप करता है।
तीसरा, प्लाज्मा झिल्ली की बाहरी सतह में बहुत बड़ी संख्या में ऑलिगोसेकेराइड समूह होते हैं, जो ग्लाइकोलिपिड्स के प्रमुख होते हैं और ग्लाइकोप्रोटीन के ओलिगोसेकेराइड साइड चेन होते हैं, जबकि प्लाज्मा झिल्ली की आंतरिक सतह पर व्यावहारिक रूप से कोई ओलिगोसेकेराइड समूह नहीं होते हैं।
जैविक झिल्लियों की विषमता इस तथ्य के कारण संरक्षित है कि व्यक्तिगत फॉस्फोलिपिड अणुओं का लिपिड बाईलेयर के एक तरफ से दूसरे तक स्थानांतरण ऊर्जा कारणों से बहुत मुश्किल है। ध्रुवीय लिपिड अणु द्विपरत की अपनी ओर स्वतंत्र रूप से गति करने में सक्षम है, लेकिन दूसरी ओर छलांग लगाने की इसकी क्षमता में सीमित है।
लिपिड गतिशीलता सापेक्ष सामग्री और मौजूद असंतृप्त फैटी एसिड के प्रकार पर निर्भर करती है। फैटी एसिड श्रृंखलाओं की हाइड्रोकार्बन प्रकृति तरलता, गतिशीलता के झिल्ली गुण देती है। सिस-असंतृप्त वसीय अम्लों की उपस्थिति में, अकेले संतृप्त वसीय अम्लों की तुलना में जंजीरों के बीच संसंजक बल कमजोर होते हैं, और लिपिड कम तापमान पर भी उच्च गतिशीलता बनाए रखते हैं।
झिल्लियों के बाहरी हिस्से में विशिष्ट मान्यता स्थल होते हैं, जिनका कार्य कुछ आणविक संकेतों को पहचानना है। उदाहरण के लिए, यह झिल्ली के माध्यम से होता है कि कुछ बैक्टीरिया पोषक तत्वों की एकाग्रता में मामूली बदलाव का अनुभव करते हैं, जो खाद्य स्रोत की ओर उनके आंदोलन को उत्तेजित करता है; इस घटना को कहा जाता है कीमोटैक्सिस.
विभिन्न कोशिकाओं और इंट्रासेल्युलर ऑर्गेनेल की झिल्लियों में उनकी संरचना, रासायनिक संरचना और कार्यों के कारण एक निश्चित विशिष्टता होती है। यूकेरियोटिक जीवों में झिल्लियों के निम्नलिखित मुख्य समूह प्रतिष्ठित हैं:
प्लाज्मा झिल्ली (बाहरी कोशिका झिल्ली, प्लास्मलेमा),
परमाणु झिल्ली
एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम
गोल्गी उपकरण, माइटोकॉन्ड्रिया, क्लोरोप्लास्ट, माइलिन शीथ की झिल्ली,
उत्तेजक झिल्ली।
प्रोकैरियोटिक जीवों में, प्लाज्मा झिल्ली के अलावा, इंट्रासाइटोप्लाज्मिक झिल्ली संरचनाएं होती हैं; हेटरोट्रॉफ़िक प्रोकैरियोट्स में, उन्हें कहा जाता है mesosomes.बाद वाले बाहरी कोशिका झिल्ली में अंतर्वलन द्वारा बनते हैं और कुछ मामलों में इसके संपर्क में रहते हैं।
एरिथ्रोसाइट झिल्लीप्रोटीन (50%), लिपिड (40%) और कार्बोहाइड्रेट (10%) शामिल हैं। कार्बोहाइड्रेट का मुख्य भाग (93%) प्रोटीन से जुड़ा है, बाकी - लिपिड के साथ। झिल्ली में, लिपिड विषम रूप से मिसेल में सममित व्यवस्था के विपरीत व्यवस्थित होते हैं। उदाहरण के लिए, सेफेलिन मुख्य रूप से लिपिड की भीतरी परत में पाया जाता है। झिल्ली प्रोटीन की मदद से और चयापचय की ऊर्जा के कारण, झिल्ली में फास्फोलिपिड्स के अनुप्रस्थ आंदोलन के कारण, यह विषमता बनाए रखी जाती है। एरिथ्रोसाइट झिल्ली की आंतरिक परत में मुख्य रूप से स्फिंगोमेलिन, फॉस्फेटिडाइलेथेनॉलमाइन, फॉस्फेटिडिलसेरिन, बाहरी परत में - फॉस्फेटिडिलकोलाइन होते हैं। एरिथ्रोसाइट झिल्ली में एक अभिन्न ग्लाइकोप्रोटीन होता है ग्लाइकोफोरिन, जिसमें 131 अमीनो एसिड अवशेष होते हैं और झिल्ली को भेदते हैं, और तथाकथित बैंड 3 प्रोटीन, जिसमें 900 अमीनो एसिड अवशेष होते हैं। ग्लाइकोफोरिन के कार्बोहाइड्रेट घटक इन्फ्लूएंजा वायरस, फाइटोहेमग्लगुटिनिन और कई हार्मोन के लिए एक रिसेप्टर कार्य करते हैं। एक अन्य अभिन्न प्रोटीन जिसमें कुछ कार्बोहाइड्रेट होते हैं और झिल्ली को भेदते हैं, एरिथ्रोसाइट झिल्ली में भी पाए जाते हैं। उसे बुलाया गया है सुरंग प्रोटीन(घटक ए), जैसा कि यह माना जाता है कि यह आयनों के लिए एक चैनल बनाता है। एरिथ्रोसाइट झिल्ली के भीतरी भाग से जुड़ा परिधीय प्रोटीन है स्पेक्ट्रिन।
मायेलिन झिल्ली , न्यूरॉन्स के आसपास के अक्षतंतु बहुपरत होते हैं, उनमें बड़ी मात्रा में लिपिड होते हैं (लगभग 80%, उनमें से आधे फॉस्फोलिपिड होते हैं)। इन झिल्लियों के प्रोटीन एक के ऊपर एक पड़े झिल्लीदार लवणों के स्थिरीकरण के लिए महत्वपूर्ण होते हैं।
क्लोरोप्लास्ट झिल्ली. क्लोरोप्लास्ट दो-परत झिल्ली से ढके होते हैं। बाहरी झिल्ली माइटोकॉन्ड्रिया के समान कुछ समानता रखती है। इस सतह झिल्ली के अलावा, क्लोरोप्लास्ट में एक आंतरिक झिल्ली प्रणाली होती है - लामेल्ले. लैमेली रूप या चपटा पुटिका - थायलाकोइड्स, जो एक के ऊपर एक स्थित होते हैं, पैक्स (ग्राना) में एकत्र होते हैं या स्ट्रोमा (स्ट्रोमल लैमेली) की एक झिल्ली प्रणाली बनाते हैं। थायलाकोइड झिल्ली के बाहरी तरफ लैमेला ग्रैन और स्ट्रोमा केंद्रित हाइड्रोफिलिक समूह, गैलेक्टो- और सल्फोलिपिड्स हैं। क्लोरोफिल अणु का फाइटोलिक भाग ग्लोब्यूल में डूबा हुआ है और प्रोटीन और लिपिड के हाइड्रोफोबिक समूहों के संपर्क में है। क्लोरोफिल के पोर्फिरिन नाभिक मुख्य रूप से ग्रैन के थायलाकोइड्स के आस-पास की झिल्लियों के बीच स्थानीयकृत होते हैं।
बैक्टीरिया की भीतरी (साइटोप्लाज्मिक) झिल्लीक्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्लियों की संरचना के समान। इसमें श्वसन श्रृंखला, सक्रिय परिवहन के एंजाइम होते हैं; झिल्ली घटकों के निर्माण में शामिल एंजाइम। जीवाणु झिल्लियों का प्रमुख घटक प्रोटीन हैं: प्रोटीन/लिपिड अनुपात (वजन के अनुसार) 3:1 है। साइटोप्लाज्मिक की तुलना में ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया की बाहरी झिल्ली में विभिन्न फॉस्फोलिपिड्स और प्रोटीन की थोड़ी मात्रा होती है। दोनों झिल्ली लिपिड रचना में भिन्न हैं। बाहरी झिल्ली में प्रोटीन होते हैं जो कई कम आणविक भार वाले पदार्थों के प्रवेश के लिए छिद्र बनाते हैं। बाहरी झिल्ली का एक विशिष्ट घटक भी एक विशिष्ट लिपोपॉलेसेकेराइड है। कई बाहरी झिल्ली प्रोटीन फेज के लिए रिसेप्टर्स के रूप में काम करते हैं।
विषाणु झिल्ली।विषाणुओं में, झिल्ली संरचनाएं उन लोगों की विशेषता होती हैं जिनमें एक न्यूक्लियोकैप्सिड होता है, जिसमें एक प्रोटीन और एक न्यूक्लिक एसिड होता है। वायरस का यह "कोर" एक झिल्ली (लिफाफा) से घिरा हुआ है। इसमें शामिल ग्लाइकोप्रोटीन के साथ लिपिड की एक द्विपरत भी होती है, जो मुख्य रूप से झिल्ली की सतह पर स्थित होती है। कई वायरस (माइक्रोवायरस) में, सभी प्रोटीनों का 70-80% झिल्ली में प्रवेश करते हैं, शेष प्रोटीन न्यूक्लियोकैप्सिड में निहित होते हैं।
इस प्रकार, कोशिका झिल्ली बहुत जटिल संरचनाएं हैं; उनके घटक आणविक परिसर एक आदेशित द्वि-आयामी मोज़ेक बनाते हैं, जो झिल्ली की सतह को जैविक विशिष्टता देता है।
