सेल वॉल: परिभाषा, संरचना और कार्य (आरेख के साथ)

कोशिका भित्ति किसके शीर्ष पर सुरक्षा की एक अतिरिक्त परत है? कोशिका झिल्ली. आप दोनों में कोशिका भित्ति पा सकते हैं प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स, और वे पौधों, शैवाल, कवक और बैक्टीरिया में सबसे आम हैं।

हालांकि, जानवरों और प्रोटोजोआ में इस प्रकार की संरचना नहीं होती है। सेल की दीवारें कठोर संरचनाएं होती हैं जो कोशिका के आकार को बनाए रखने में मदद करती हैं।

कोशिका भित्ति के कई कार्य होते हैं, जिसमें कोशिका संरचना और आकार का रखरखाव शामिल है। दीवार कठोर है, इसलिए यह कोशिका और उसकी सामग्री की रक्षा करती है।

उदाहरण के लिए, कोशिका भित्ति पादप विषाणु जैसे रोगजनकों को प्रवेश करने से रोक सकती है। यांत्रिक समर्थन के अलावा, दीवार एक ढांचे के रूप में कार्य करती है जो कोशिका को विस्तार या बहुत तेज़ी से बढ़ने से रोक सकती है। प्रोटीन, सेल्यूलोज फाइबर, पॉलीसेकेराइड और अन्य संरचनात्मक घटक दीवार को कोशिका के आकार को बनाए रखने में मदद करते हैं।

कोशिका भित्ति परिवहन में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। चूंकि दीवार एक है अर्धपारगम्य झिल्ली, यह प्रोटीन जैसे कुछ पदार्थों को गुजरने देता है। यह दीवार को कोशिका में प्रसार को नियंत्रित करने और जो प्रवेश करता है या छोड़ता है उसे नियंत्रित करने की अनुमति देता है।

इसके अतिरिक्त, अर्ध-पारगम्य झिल्ली सिग्नलिंग अणुओं को छिद्रों से गुजरने की अनुमति देकर कोशिकाओं के बीच संचार में मदद करती है।

एक पादप कोशिका भित्ति में मुख्य रूप से पेक्टिन, सेल्यूलोज और हेमिकेलुलोज जैसे कार्बोहाइड्रेट होते हैं। इसमें कम मात्रा में संरचनात्मक प्रोटीन और सिलिकॉन जैसे कुछ खनिज भी होते हैं। ये सभी घटक कोशिका भित्ति के महत्वपूर्ण भाग हैं।

सेल्युलोज एक जटिल कार्बोहाइड्रेट है और इसमें हजारों ग्लूकोज मोनोमर्स जो लंबी श्रृंखला बनाते हैं। ये जंजीरें आपस में मिलकर सेल्यूलोज बनाती हैं सूक्ष्मतंतु, जो कई नैनोमीटर व्यास के होते हैं। माइक्रोफाइब्रिल्स कोशिका के विस्तार को सीमित या अनुमति देकर उसके विकास को नियंत्रित करने में मदद करते हैं।

पादप कोशिका में दीवार होने का एक मुख्य कारण यह है कि यह सहन कर सकती है स्फीत दबाव, और यहीं पर सेल्यूलोज एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। टर्गर प्रेशर सेल के अंदर से बाहर धकेलने वाला बल है। सेल्युलोज माइक्रोफाइब्रिल्स प्रोटीन, हेमिकेलुलोज और पेक्टिन के साथ एक मैट्रिक्स बनाते हैं जो मजबूत ढांचा प्रदान करते हैं जो टर्गर दबाव का विरोध कर सकते हैं।

हेमिकेलुलोज और पेक्टिन दोनों शाखित पॉलीसेकेराइड हैं। हेमिकेलुलोज में हाइड्रोजन बांड होते हैं जो उन्हें सेल्यूलोज माइक्रोफाइब्रिल से जोड़ते हैं, जबकि पेक्टिन एक जेल बनाने के लिए पानी के अणुओं को फंसाते हैं। हेमिकेलुलोज मैट्रिक्स की ताकत बढ़ाते हैं, और पेक्टिन संपीड़न को रोकने में मदद करते हैं।

कोशिका भित्ति में प्रोटीन विभिन्न कार्य करते हैं। उनमें से कुछ संरचनात्मक सहायता प्रदान करते हैं। अन्य एंजाइम हैं, जो एक प्रकार का प्रोटीन है जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज कर सकता है।

एंजाइमों पौधे की कोशिका भित्ति को बनाए रखने के लिए होने वाले और सामान्य संशोधनों के निर्माण में मदद करता है। वे फल पकने और पत्ती के रंग में परिवर्तन में भी भूमिका निभाते हैं।

अगर आपने कभी अपनी खुद की जैम या जेली बनाई है, तो आपने उसी तरह के. देखे होंगे पेक्टिन कोशिका भित्ति में क्रिया में पाया जाता है। पेक्टिन वह घटक है जो रस को फलों के रस को गाढ़ा करने के लिए मिलाता है। वे अक्सर अपने जैम या जेली बनाने के लिए सेब या जामुन में प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले पेक्टिन का उपयोग करते हैं।

•••विज्ञान

पादप कोशिका भित्ति तीन-परत संरचनाएँ होती हैं जिनमें a बीच की पटलिका, प्राथमिक कोशिका भित्ति तथा द्वितीयक कोशिका भित्ति. मध्य लैमेला सबसे बाहरी परत है और आसन्न कोशिकाओं को एक साथ रखते हुए सेल-टू-सेल जंक्शनों में मदद करती है (दूसरे शब्दों में, यह दो कोशिकाओं की सेल दीवारों के बीच बैठती है और एक साथ रखती है; यही कारण है कि इसे मध्य पटलिका कहा जाता है, भले ही यह सबसे बाहरी परत हो)।

मध्य लैमेला किसके लिए गोंद या सीमेंट की तरह कार्य करता है संयंत्र कोशिकाओं क्योंकि इसमें पेक्टिन होता है। के दौरान में कोशिका विभाजन, मध्य पटलिका सबसे पहले बनती है।

कोशिका के बढ़ने पर प्राथमिक कोशिका भित्ति विकसित होती है, इसलिए यह पतली और लचीली हो जाती है। यह मध्य पटलिका और थियो के बीच बनता है प्लाज्मा झिल्ली.

इसमें हेमिकेलुलोज और पेक्टिन के साथ सेल्यूलोज माइक्रोफाइब्रिल होते हैं। यह परत कोशिका को समय के साथ बढ़ने देती है लेकिन कोशिका के विकास को अत्यधिक सीमित नहीं करती है।

द्वितीयक कोशिका भित्ति मोटी और अधिक कठोर होती है, इसलिए यह पौधे को अधिक सुरक्षा प्रदान करती है। यह प्राथमिक कोशिका भित्ति और प्लाज्मा झिल्ली के बीच मौजूद होता है। अक्सर, प्राथमिक कोशिका भित्ति वास्तव में कोशिका के बढ़ने के बाद इस द्वितीयक दीवार को बनाने में मदद करती है।

द्वितीयक कोशिका भित्ति में सेल्यूलोज, हेमिकेलुलोज और लिग्निन. लिग्निन सुगंधित अल्कोहल का एक बहुलक है जो पौधे को अतिरिक्त सहायता प्रदान करता है। यह पौधे को कीड़ों या रोगजनकों के हमलों से बचाने में मदद करता है। लिग्निन कोशिकाओं में जल परिवहन में भी मदद करता है।

जब आप पौधों में प्राथमिक और द्वितीयक कोशिका भित्ति की संरचना और मोटाई की तुलना करते हैं, तो अंतर देखना आसान होता है।

सबसे पहले, प्राथमिक दीवारों में सेल्यूलोज, पेक्टिन और हेमिकेलुलोज की समान मात्रा होती है। हालाँकि, द्वितीयक कोशिका भित्ति में कोई पेक्टिन नहीं होता है और इसमें अधिक सेल्यूलोज होता है। दूसरा, प्राथमिक कोशिकाओं की दीवारों में सेल्यूलोज माइक्रोफाइब्रिल यादृच्छिक दिखते हैं, लेकिन वे माध्यमिक दीवारों में व्यवस्थित होते हैं।

यद्यपि वैज्ञानिकों ने पौधों में कोशिका भित्ति कैसे कार्य करती है, इसके कई पहलुओं की खोज की है, कुछ क्षेत्रों में अभी भी अधिक शोध की आवश्यकता है।

उदाहरण के लिए, वे अभी भी वास्तविक के बारे में अधिक सीख रहे हैं जीन कोशिका भित्ति के जैवसंश्लेषण में शामिल। शोधकर्ताओं का अनुमान है कि इस प्रक्रिया में लगभग 2,000 जीन भाग लेते हैं। अध्ययन का एक अन्य महत्वपूर्ण क्षेत्र यह है कि पौधे की कोशिकाओं में जीन विनियमन कैसे काम करता है और यह दीवार को कैसे प्रभावित करता है।

पौधों के समान, कवक की कोशिका भित्ति में कार्बोहाइड्रेट होते हैं। हालांकि, जबकि कवक कोशिकाओं के साथ है काइटिन और अन्य कार्बोहाइड्रेट, उनमें पौधों की तरह सेल्यूलोज नहीं होता है।

उनकी कोशिका भित्ति भी होती है:

• एंजाइमों
• ग्लूकेन्स
• पिग्मेंट्स
• मोम 
• अन्य पदार्थ 

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि सभी कवक में कोशिका भित्ति नहीं होती है, लेकिन उनमें से कई में होती है। कवक में, कोशिका भित्ति प्लाज्मा झिल्ली के बाहर बैठती है। काइटिन अधिकांश कोशिका भित्ति बनाता है, और यह वही सामग्री है जो कीड़ों को उनकी ताकत देती है बाह्यकंकालों.

सामान्य तौर पर, कोशिका भित्ति वाले कवक में होते हैं तीन परतें: काइटिन, ग्लूकेन्स और प्रोटीन।

अंतरतम परत के रूप में, काइटिन रेशेदार होता है और पॉलीसेकेराइड से बना होता है। यह कवक कोशिका की दीवारों को कठोर और मजबूत बनाने में मदद करता है। इसके बाद, ग्लूकेन्स की एक परत होती है, जो ग्लूकोज पॉलिमर हैं, जो चिटिन के साथ क्रॉसलिंकिंग करते हैं। ग्लूकेन्स कवक को अपनी कोशिका भित्ति की कठोरता बनाए रखने में भी मदद करते हैं।

अंत में, प्रोटीन की एक परत होती है जिसे कहा जाता है मैनोप्रोटीन या मन्नान्स, जिसका उच्च स्तर है मैनोस शुगर. कोशिका भित्ति में एंजाइम और संरचनात्मक प्रोटीन भी होते हैं।

कवक कोशिका भित्ति के विभिन्न घटक विभिन्न उद्देश्यों की पूर्ति कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एंजाइम कार्बनिक पदार्थों के पाचन में मदद कर सकते हैं, जबकि अन्य प्रोटीन पर्यावरण में आसंजन में मदद कर सकते हैं।

कोशिका भित्ति में शैवाल पॉलीसेकेराइड से मिलकर बनता है, जैसे सेल्युलोज, या ग्लाइकोप्रोटीन। कुछ शैवाल की कोशिका भित्ति में पॉलीसेकेराइड और ग्लाइकोप्रोटीन दोनों होते हैं। इसके अलावा, एल्गल सेल की दीवारों में मैनन, ज़ाइलान, एल्गिनिक एसिड और सल्फोनेटेड पॉलीसेकेराइड होते हैं। विभिन्न प्रकार के शैवाल के बीच कोशिका भित्ति बहुत भिन्न हो सकती है।

मन्नान प्रोटीन होते हैं जो कुछ हरे और लाल शैवाल में माइक्रोफाइब्रिल बनाते हैं। जाइलन जटिल पॉलीसेकेराइड हैं और कभी-कभी शैवाल में सेल्यूलोज की जगह लेते हैं। एल्गिनिक एसिड एक अन्य प्रकार का पॉलीसेकेराइड है जो अक्सर भूरे शैवाल में पाया जाता है। हालांकि, अधिकांश शैवाल में सल्फोनेटेड पॉलीसेकेराइड होते हैं।

डायटम एक प्रकार के शैवाल हैं जो पानी और मिट्टी में रहते हैं। वे अद्वितीय हैं क्योंकि उनकी कोशिका भित्ति सिलिका की बनी होती है। शोधकर्ता अभी भी जांच कर रहे हैं कि कैसे डायटम अपनी कोशिका भित्ति बनाते हैं और कौन से प्रोटीन इस प्रक्रिया को बनाते हैं।

फिर भी, उन्होंने यह निर्धारित किया है कि डायटम आंतरिक रूप से अपनी खनिज युक्त दीवारों का निर्माण करते हैं और उन्हें कोशिका के बाहर ले जाते हैं। इस प्रक्रिया, कहा जाता है एक्सोसाइटोसिसजटिल है और इसमें कई प्रोटीन शामिल हैं।

एक जीवाणु कोशिका भित्ति में पेप्टिडोग्लाइकेन्स होते हैं। पेप्टिडोग्लाइकन या मुरीन एक अद्वितीय अणु है जिसमें एक जाल परत में शर्करा और अमीनो एसिड होते हैं, और यह कोशिका को उसके आकार और संरचना को बनाए रखने में मदद करता है।

बैक्टीरिया में कोशिका भित्ति प्लाज्मा झिल्ली के बाहर मौजूद होती है। दीवार न केवल सेल के आकार को कॉन्फ़िगर करने में मदद करती है, बल्कि यह सेल को फटने और उसकी सभी सामग्री को फैलाने से रोकने में भी मदद करती है।

सामान्य तौर पर, आप बैक्टीरिया को ग्राम-पॉजिटिव या ग्राम-नेगेटिव श्रेणियों में विभाजित कर सकते हैं, और प्रत्येक प्रकार की कोशिका भित्ति थोड़ी अलग होती है। ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया एक ग्राम धुंधला परीक्षण के दौरान नीले या बैंगनी रंग का दाग लगा सकते हैं, जो सेल की दीवार में पेप्टिडोग्लाइकेन्स के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए रंगों का उपयोग करता है।

दूसरी ओर, इस प्रकार के परीक्षण से ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया को नीले या बैंगनी रंग में नहीं रंगा जा सकता है। आज, माइक्रोबायोलॉजिस्ट अभी भी बैक्टीरिया के प्रकार की पहचान करने के लिए ग्राम स्टेनिंग का उपयोग करते हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ग्राम-पॉजिटिव और ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया दोनों में पेप्टिडोग्लाइकेन्स होते हैं, लेकिन एक अतिरिक्त बाहरी झिल्ली ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया के धुंधलापन को रोकता है।

ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया में पेप्टिडोग्लाइकेन्स की परतों से बनी मोटी कोशिका भित्ति होती है। ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया में इस कोशिका भित्ति से घिरी एक प्लाज्मा झिल्ली होती है। हालांकि, ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया में पेप्टिडोग्लाइकेन्स की पतली कोशिका भित्ति होती है जो उनकी रक्षा के लिए पर्याप्त नहीं होती है।

यही कारण है कि ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया की एक अतिरिक्त परत होती है लिपोपॉलीसेकेराइड्स (LPS) जो एक के रूप में कार्य करता है अन्तर्जीवविष. ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया में एक आंतरिक और बाहरी प्लाज्मा झिल्ली होती है, और पतली कोशिका की दीवारें झिल्लियों के बीच में होती हैं।

मानव और जीवाणु कोशिकाओं के बीच अंतर इसका उपयोग करना संभव बनाता है एंटीबायोटिक दवाओं आपके शरीर में आपकी सभी कोशिकाओं को मारे बिना। चूंकि लोगों में कोशिका भित्ति नहीं होती है, एंटीबायोटिक्स जैसी दवाएं बैक्टीरिया में कोशिका भित्ति को लक्षित कर सकती हैं। कुछ एंटीबायोटिक्स कैसे काम करते हैं, इसमें कोशिका भित्ति की संरचना एक भूमिका निभाती है।

उदाहरण के लिए, पेनिसिलिन, एक सामान्य बीटा-लैक्टम एंटीबायोटिक, उस एंजाइम को प्रभावित कर सकता है जो बैक्टीरिया में पेप्टिडोग्लाइकन स्ट्रैंड्स के बीच संबंध बनाता है। यह सुरक्षात्मक कोशिका भित्ति को नष्ट करने में मदद करता है और बैक्टीरिया को बढ़ने से रोकता है। दुर्भाग्य से, एंटीबायोटिक्स शरीर में सहायक और हानिकारक दोनों तरह के बैक्टीरिया को मार सकते हैं।

ग्लाइकोपेप्टाइड्स नामक एंटीबायोटिक दवाओं का एक अन्य समूह पेप्टिडोग्लाइकेन्स को बनने से रोककर कोशिका की दीवारों के संश्लेषण को लक्षित करता है। ग्लाइकोपेप्टाइड एंटीबायोटिक दवाओं के उदाहरणों में वैनकोमाइसिन और टेकोप्लानिन शामिल हैं।

एंटीबायोटिक प्रतिरोध तब होता है जब बैक्टीरिया बदलते हैं, जो दवाओं को कम प्रभावी बनाता है। चूंकि प्रतिरोधी बैक्टीरिया जीवित रहते हैं, वे प्रजनन और गुणा कर सकते हैं। बैक्टीरिया बन जाते हैं एंटीबायोटिक प्रतिरोधी अलग तरीकों से।

उदाहरण के लिए, वे अपनी सेल की दीवारों को बदल सकते हैं। वे एंटीबायोटिक को अपनी कोशिकाओं से बाहर ले जा सकते हैं, या वे आनुवंशिक जानकारी साझा कर सकते हैं जिसमें दवाओं का प्रतिरोध शामिल है।

एक तरह से कुछ बैक्टीरिया बीटा-लैक्टम एंटीबायोटिक दवाओं जैसे पेनिसिलिन का विरोध करते हैं, बीटा-लैक्टामेज नामक एंजाइम बनाना है। एंजाइम बीटा-लैक्टम रिंग पर हमला करता है, जो दवा का एक मुख्य घटक है, और इसमें कार्बन, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन होते हैं। हालांकि, दवा निर्माता बीटा-लैक्टामेज इनहिबिटर जोड़कर इस प्रतिरोध को रोकने की कोशिश करते हैं।

सेल की दीवारें पौधों, शैवाल, कवक और बैक्टीरिया के लिए सुरक्षा, समर्थन और संरचनात्मक सहायता प्रदान करती हैं। यद्यपि प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स की कोशिका भित्ति में प्रमुख अंतर हैं, अधिकांश जीवों की कोशिका भित्ति प्लाज्मा झिल्ली के बाहर होती है।

एक और समानता यह है कि अधिकांश कोशिका भित्ति कठोरता और शक्ति प्रदान करती है जो कोशिकाओं को अपना आकार बनाए रखने में मदद करती है। रोगजनकों या शिकारियों से सुरक्षा भी एक ऐसी चीज है जो विभिन्न जीवों के बीच कई कोशिका भित्तियों में समान होती है। कई जीवों की कोशिका भित्ति प्रोटीन और शर्करा से बनी होती है।

प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स की कोशिका भित्ति को समझने से लोगों को कई तरह से मदद मिल सकती है। बेहतर दवाओं से लेकर मजबूत फसलों तक, कोशिका भित्ति के बारे में अधिक जानने से कई संभावित लाभ मिलते हैं।