साइटोस्केलेटन: परिभाषा, संरचना और कार्य (आरेख के साथ)

आप शायद पहले से ही जानते हैं कि आपके अपने कंकाल आपके जीवन में क्या भूमिका निभाते हैं; यह आपके शरीर की संरचना देता है और आपको चलने में मदद करता है।

इसके बिना, आप एक गतिशील, कार्यशील व्यक्ति की तुलना में मानव बूँद की तरह अधिक होंगे। जैसा कि इसके नाम से पता चलता है, साइटोस्केलेटन प्रोकैरियोटिक में एक समान उद्देश्य प्रदान करता है और यूकेरियोटिक कोशिकाएं.

क्या आपने कभी सोचा है कि क्या कोशिकाएं गोल दिखती हैं और उन्हें घिनौने ग्लब्स में गिरने से बचाती हैं? या कोशिका के अंदर कितने अंगक व्यवस्थित होते हैं और कोशिका के अंदर घूमते हैं, या कोशिका स्वयं कैसे यात्रा करती है? कोशिकाएं इन सभी कार्यों के लिए एक साइटोस्केलेटन पर निर्भर करती हैं।

साइटोस्केलेटन की महत्वपूर्ण संरचनात्मक इकाई वास्तव में प्रोटीन फाइबर का एक नेटवर्क है कोशिका द्रव्य जो कोशिका को उसका आकार देता है और उसे कोशिका जैसे महत्वपूर्ण कार्य करने में सक्षम बनाता है आंदोलन।

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जबकि कुछ लोग कोशिकाओं को असंरचित मानते हैं, कोशिका जीव विज्ञान में उपयोग किए जाने वाले शक्तिशाली सूक्ष्मदर्शी से पता चलता है कि कोशिकाएं बहुत व्यवस्थित हैं।

इस आकार और संगठन के स्तर को बनाए रखने के लिए एक मुख्य घटक महत्वपूर्ण है: cytoskeleton सेल का। साइटोस्केलेटन बनाने वाले प्रोटीन तंतु कोशिका के माध्यम से तंतुओं का एक नेटवर्क बनाते हैं।

यह नेटवर्क प्लाज़्मा झिल्ली को संरचनात्मक समर्थन देता है, ऑर्गेनेल को उनकी उचित स्थिति में स्थिर करने में मदद करता है और सेल को आवश्यकतानुसार अपनी सामग्री को इधर-उधर करने में सक्षम बनाता है। कुछ प्रकार की कोशिकाओं के लिए, साइटोस्केलेटन कोशिका को विशेष संरचनाओं का उपयोग करके आगे बढ़ना और यात्रा करना भी संभव बनाता है।

कोशिका गति के लिए आवश्यक होने पर ये प्रोटीन फिलामेंट्स से बनते हैं।

कोशिका को आकार देने के लिए साइटोस्केलेटन द्वारा प्रदान की जाने वाली सेवा बहुत मायने रखती है। मानव कंकाल की तरह, साइटोस्केलेटन प्रोटीन नेटवर्क संरचनात्मक समर्थन बनाता है जो है सेल की अखंडता को बनाए रखने और इसे अपने में गिरने से रोकने के लिए महत्वपूर्ण है crucial पड़ोसियों।

बहुत तरल झिल्ली वाली कोशिकाओं के लिए, कोशिका के अंदर कोशिका सामग्री को रखने के लिए साइटोस्केलेटन बनाने वाले प्रोटीन का नेटवर्क विशेष रूप से महत्वपूर्ण होता है।

यह कहा जाता है झिल्ली अखंडता.

कुछ अति विशिष्ट कोशिकाएं संरचनात्मक समर्थन के लिए साइटोस्केलेटन पर भी निर्भर करती हैं।

इन कोशिकाओं के लिए, कोशिका के अद्वितीय आकार को बनाए रखने से कोशिका का ठीक से काम करना संभव हो जाता है। इसमे शामिल है न्यूरॉन्स, या मस्तिष्क की कोशिकाएं, जिनमें गोल कोशिका शरीर होते हैं, शाखाओं वाली भुजाएं जिन्हें डेंड्राइट्स और फैला हुआ पूंछ कहा जाता है।

यह विशिष्ट कोशिका आकार न्यूरॉन्स के लिए अपने डेंड्राइट हथियारों का उपयोग करके संकेतों को पकड़ना संभव बनाता है और उन संकेतों को अपने अक्षतंतु पूंछ के माध्यम से और पड़ोसी मस्तिष्क के प्रतीक्षारत डेंड्राइट्स में पास करें सेल। इस प्रकार मस्तिष्क की कोशिकाएं आपस में संवाद करती हैं।

यह भी समझ में आता है कि कोशिकाओं को उस संगठन से लाभ होता है जो साइटोस्केलेटन का प्रोटीन फाइबर नेटवर्क उन्हें देता है। मानव शरीर में 200 से अधिक प्रकार की कोशिकाएं हैं और ग्रह पर प्रत्येक मानव में कुल लगभग 30 ट्रिलियन कोशिकाएं हैं।

इन सभी कोशिकाओं में जीवों को कई प्रकार के कार्य करने चाहिए कोशिका प्रक्रिया, जैसे कि बायोमोलेक्यूलस का निर्माण और विघटन, शरीर को उपयोग करने के लिए ऊर्जा जारी करना और जीवन को संभव बनाने वाली कई रासायनिक प्रतिक्रियाओं का प्रदर्शन करना।

इन कार्यों के लिए पूरे जीव स्तर पर अच्छी तरह से काम करने के लिए, प्रत्येक कोशिका को एक समान संरचना और चीजों को करने के तरीके की आवश्यकता होती है।

उन महत्वपूर्ण भूमिकाओं को करने के लिए, साइटोस्केलेटन तीन अलग-अलग प्रकार के फिलामेंट्स पर निर्भर करता है:

1. सूक्ष्मनलिकाएं
2. माध्यमिक रेशे
3. माइक्रोफिलामेंट्स

ये सभी तंतु इतने छोटे हैं कि वे नग्न आंखों के लिए पूरी तरह से अदृश्य हैं। वैज्ञानिकों ने इनकी खोज Scientists के आविष्कार के बाद ही की थी इलेक्ट्रान सूक्ष्मदर्शी सेल के इंटीरियर को देखने में लाया।

यह कल्पना करने के लिए कि ये प्रोटीन फाइबर कितने छोटे हैं, इसकी अवधारणा को समझना मददगार है नैनोमीटर, जिसे कभी-कभी nm लिखा जाता है। नैनोमीटर माप की इकाइयाँ हैं जैसे एक इंच माप की एक इकाई है।

आपने मूल शब्द से अनुमान लगाया होगा मीटर कि नैनोमीटर इकाई मीट्रिक प्रणाली से संबंधित है, ठीक उसी तरह जैसे एक सेंटीमीटर करता है।

परमाणु और प्रकाश तरंगों जैसी अत्यंत छोटी चीजों को मापने के लिए वैज्ञानिक नैनोमीटर का उपयोग करते हैं।

ऐसा इसलिए है क्योंकि एक नैनोमीटर एक मीटर के एक अरबवें हिस्से के बराबर होता है। इसका मतलब यह है कि यदि आप मीटर मापने वाली छड़ी लेते हैं, जो लगभग 3 फीट लंबी होती है जब इसे. में परिवर्तित किया जाता है माप की अमेरिकी प्रणाली, और इसे एक अरब बराबर टुकड़ों में तोड़ दें, एक एकल टुकड़ा एक के बराबर होगा नैनोमीटर

अब कल्पना करें कि आप कोशिका के साइटोस्केलेटन बनाने वाले प्रोटीन फिलामेंट्स को काट सकते हैं और माप सकते हैं व्यास कटे हुए चेहरे के पार।

फिलामेंट के प्रकार के आधार पर प्रत्येक फाइबर का व्यास 3 से 25 नैनोमीटर के बीच होगा। संदर्भ के लिए, एक मानव बाल 75,000 नैनोमीटर व्यास का होता है। जैसा कि आप देख सकते हैं, साइटोस्केलेटन बनाने वाले तंतु अविश्वसनीय रूप से छोटे होते हैं।

सूक्ष्मनलिकाएं साइटोस्केलेटन के तीन तंतुओं में सबसे बड़े होते हैं, जिनका व्यास 20 से 25 नैनोमीटर होता है। माध्यमिक रेशे साइटोस्केलेटन के मध्यम आकार के फाइबर हैं और व्यास में लगभग 10 नैनोमीटर मापते हैं।

साइटोस्केलेटन में पाए जाने वाले सबसे छोटे प्रोटीन तंतु हैं माइक्रोफिलामेंट्स. ये धागे जैसे रेशे केवल 3 से 6 नैनोमीटर व्यास के होते हैं।

वास्तविक दुनिया के संदर्भ में, यह औसत मानव बाल के व्यास से 25,000 गुना छोटा है।

•••विज्ञान

सूक्ष्मनलिकाएं अपना नाम उनके सामान्य आकार और उनमें मौजूद प्रोटीन के प्रकार दोनों से प्राप्त करती हैं। वे ट्यूब की तरह होते हैं और अल्फा- और बीटा-ट्यूबुलिन की दोहराई जाने वाली इकाइयों से बनते हैं प्रोटीनपॉलिमर एक साथ जोड़ना।

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यदि आप एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत सूक्ष्मनलिका तंतुओं को देखते हैं, तो वे छोटे प्रोटीन की जंजीरों की तरह एक तंग सर्पिल जाली में एक साथ मुड़े हुए दिखेंगे।

प्रत्येक प्रोटीन इकाई अपने चारों ओर की सभी इकाइयों से जुड़ती है, एक बहुत मजबूत, बहुत कठोर संरचना का निर्माण करती है। वास्तव में, सूक्ष्मनलिकाएं सबसे कठोर संरचनात्मक घटक हैं जो आप पशु कोशिकाओं में पा सकते हैं, जिनमें कोशिका भित्ति नहीं होती है जैसे कि पादप कोशिकाएँ होती हैं।

लेकिन सूक्ष्मनलिकाएं केवल कठोर नहीं होती हैं। वे संपीड़न और घुमा बलों का भी विरोध करते हैं। यह गुण दबाव में भी, कोशिका के आकार और अखंडता को बनाए रखने के लिए सूक्ष्मनलिका की क्षमता को बढ़ाता है।

सूक्ष्मनलिकाएं भी कोशिका देती हैं polarity, जिसका अर्थ है कि कोशिका के दो अद्वितीय पक्ष या ध्रुव होते हैं। यह ध्रुवता उस चीज का हिस्सा है जो कोशिका के लिए अपने घटकों को व्यवस्थित करना संभव बनाती है, जैसे कि ऑर्गेनेल और साइटोस्केलेटन के अन्य भाग, क्योंकि यह कोशिका को उन घटकों के संबंध में उन्मुख करने का एक तरीका देता है way डंडे

सूक्ष्मनलिकाएं कोशिका के भीतर कोशिका सामग्री की गति का भी समर्थन करती हैं।

सूक्ष्मनलिका तंतु ट्रैक बनाते हैं, जो सेल में रेल की पटरियों या राजमार्गों की तरह काम करते हैं। पुटिका ट्रांसपोर्टर साइटोप्लाज्म में सेल कार्गो को इधर-उधर करने के लिए इन ट्रैक्स का अनुसरण करें। ये ट्रैक अवांछित सेल सामग्री जैसे मिसफॉल्ड प्रोटीन, पुराने या टूटे हुए ऑर्गेनेल और रोगजनक आक्रमणकारियों, जैसे बैक्टीरिया और वायरस को हटाने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

इस कार्गो को सेल के पुनर्चक्रण केंद्र में ले जाने के लिए वेसिकल ट्रांसपोर्टर बस सही माइक्रोट्यूब्यूल ट्रैक का पालन करते हैं, लाइसोसोम. वहां, लाइसोसोम कुछ हिस्सों को उबारता है और उनका पुन: उपयोग करता है और अन्य भागों को नीचा दिखाता है।

ट्रैक सिस्टम सेल को नए बने बायोमोलेक्यूल्स, जैसे प्रोटीन और लिपिड, को मैन्युफैक्चरिंग ऑर्गेनेल से बाहर और उन जगहों पर ले जाने में मदद करता है जहां सेल को अणुओं की जरूरत होती है।

उदाहरण के लिए, पुटिका ट्रांसपोर्टर कोशिका झिल्ली प्रोटीन को ऑर्गेनेल से कोशिका झिल्ली तक ले जाने के लिए सूक्ष्मनलिकाएं ट्रैक का उपयोग करते हैं।

केवल कुछ सेल ही उपयोग कर सकते हैं सेल हरकत यात्रा करने के लिए, और जो आम तौर पर सूक्ष्मनलिका फाइबर से बने विशेष गतिशील संरचनाओं पर भरोसा करते हैं।

शुक्राणु कोशिका शायद इन यात्रा कोशिकाओं की कल्पना करने का सबसे आसान तरीका है।

जैसा कि आप जानते हैं, शुक्राणु कोशिकाएं लंबी पूंछ वाले टैडपोल की तरह दिखती हैं, या कशाभिका, जिसे वे अपने गंतव्य तक तैरने के लिए कोड़ा मारते हैं और एक अंडा कोशिका को निषेचित करते हैं। शुक्राणु की पूंछ ट्यूबिलिन से बनी होती है और कोशिका हरकत के लिए उपयोग किए जाने वाले सूक्ष्मनलिका तंतु का एक उदाहरण है।

एक अन्य प्रसिद्ध गतिशील संरचना भी प्रजनन में एक भूमिका निभाती है सिलिया. ये हेयरलाइक मोटाइल संरचनाएं फैलोपियन ट्यूब को लाइन करती हैं और अंडे को फैलोपियन ट्यूब के माध्यम से और गर्भाशय में ले जाने के लिए एक लहराती गति का उपयोग करती हैं। ये सिलिया सूक्ष्मनलिकाएं तंतु हैं।

इंटरमीडिएट फिलामेंट्स साइटोस्केलेटन में पाए जाने वाले दूसरे प्रकार के फाइबर हैं। आप इन्हें कोशिका के वास्तविक कंकाल के रूप में देख सकते हैं क्योंकि उनकी एकमात्र भूमिका संरचनात्मक समर्थन है। इन प्रोटीन फाइबर में होते हैं केरातिन, जो एक सामान्य प्रोटीन है जिसे आप शरीर देखभाल उत्पादों से पहचान सकते हैं।

यह प्रोटीन मानव बाल और नाखूनों के साथ-साथ त्वचा की ऊपरी परत को भी बनाता है। यह प्रोटीन भी है जो अन्य जानवरों के सींग, पंजे और खुर बनाता है। नुकसान से बचाने के लिए केराटिन बहुत मजबूत और उपयोगी है।

मध्यवर्ती तंतु की प्रमुख भूमिका संरचनात्मक प्रोटीनों के मैट्रिक्स का निर्माण है कोशिका झिल्ली. यह एक सहायक जाल की तरह है जो कोशिका को संरचना और आकार देता है। यह कोशिका को कुछ लोच भी देता है, जिससे वह तनाव में लचीले ढंग से प्रतिक्रिया करने में सक्षम होता है।

इंटरमीडिएट फिलामेंट्स द्वारा किए जाने वाले महत्वपूर्ण कार्यों में से एक सेल के भीतर ऑर्गेनेल को सही जगहों पर रखने में मदद करना है। उदाहरण के लिए, मध्यवर्ती तंतु कोशिका के भीतर नाभिक को उसके उचित स्थान पर लंगर डालते हैं।

सेल प्रक्रियाओं के लिए यह एंकरिंग महत्वपूर्ण है क्योंकि सेल के अंदर विभिन्न ऑर्गेनेल को उन सेल कार्यों को करने के लिए मिलकर काम करना चाहिए। के मामले में नाभिक, इस महत्वपूर्ण अंग को साइटोस्केलेटन मैट्रिक्स से जोड़ने का मतलब है कि वे अंग जो डीएनए पर निर्भर हैं अपना काम करने के लिए केन्द्रक से निर्देश संदेशवाहकों का उपयोग करके उस जानकारी तक आसानी से पहुँच सकते हैं और ट्रांसपोर्टर।

यह महत्वपूर्ण कार्य असंभव हो सकता है यदि नाभिक को लंगर नहीं डाला गया क्योंकि उन दूतों और ट्रांसपोर्टरों को एक भटकते हुए नाभिक के लिए साइटोप्लाज्म के माध्यम से खोज करने की आवश्यकता होगी!

माइक्रोफिलामेंट्स, जिसे भी कहा जाता है एक्टिन फिलामेंट, एक्टिन प्रोटीन की श्रृंखलाएं हैं जो एक सर्पिल रॉड में मुड़ जाती हैं। यह प्रोटीन मांसपेशियों की कोशिकाओं में अपनी भूमिका के लिए सबसे अच्छी तरह से जाना जाता है। वहां, वे एक अन्य प्रोटीन के साथ काम करते हैं जिसे कहा जाता है मायोसिन मांसपेशियों के संकुचन को सक्षम करने के लिए।

जब साइटोस्केलेटन की बात आती है, तो माइक्रोफिलामेंट्स केवल सबसे छोटे फाइबर नहीं होते हैं। वे सबसे गतिशील भी हैं। सभी साइटोस्केलेटन फाइबर की तरह, माइक्रोफिलामेंट्स कोशिका को संरचनात्मक समर्थन देते हैं। अपने अद्वितीय लक्षणों के कारण, माइक्रोफिलामेंट्स कोशिका के किनारों पर दिखाई देने लगते हैं।

एक्टिन फिलामेंट्स की गतिशील प्रकृति का मतलब है कि ये प्रोटीन फाइबर कोशिका की बदलती संरचनात्मक जरूरतों को पूरा करने के लिए अपनी लंबाई जल्दी से बदल सकते हैं। इससे कोशिका के लिए अपना आकार या आकार या यहाँ तक कि रूप बदलना संभव हो जाता है विशेष अनुमान जो सेल के बाहर फैलते हैं, जैसे कि filopodia, लैमेलिपोडिया तथा माइक्रोविली.

आप कल्पना कर सकते हो filopodia महसूस करने वालों के रूप में कि एक कोशिका अपने आस-पास के वातावरण को महसूस करने के लिए प्रोजेक्ट करती है, रासायनिक संकेतों को उठाती है और यहां तक ​​​​कि सेल की दिशा बदल देती है, अगर वह चलती है। वैज्ञानिक भी कभी-कभी फिलोपोडिया कहते हैं माइक्रोस्पाइक्स.

फिलोपोडिया एक अन्य प्रकार के विशेष प्रक्षेपण का हिस्सा बन सकता है, लैमेलिपोडिया. यह एक पाद जैसी संरचना है जो कोशिका को गति करने और यात्रा करने में मदद करती है।

माइक्रोविली प्रसार के दौरान कोशिका द्वारा उपयोग किए जाने वाले छोटे बालों या उंगलियों की तरह होते हैं। इन प्रक्षेपणों का आकार सतह क्षेत्र को बढ़ाता है ताकि अणुओं को अवशोषण जैसी प्रक्रियाओं के माध्यम से झिल्ली के पार जाने के लिए अधिक स्थान मिल सके।

ये उंगलियां एक आकर्षक कार्य भी करती हैं जिसे कहा जाता है साइटोप्लाज्म स्ट्रीमिंग.

यह तब होता है जब एक्टिन फिलामेंट्स साइटोप्लाज्म के माध्यम से इसे गतिमान रखने के लिए कंघी करते हैं। साइटोप्लाज्म स्ट्रीमिंग बूस्ट प्रसार और वांछित सामग्री, जैसे पोषक तत्व, और अवांछित सामग्री, जैसे अपशिष्ट और सेल मलबे, को सेल में इधर-उधर ले जाने में मदद करता है।