सेल संरचनाओं की पहचान कैसे करें

जीवित कोशिकाएं एकल-कोशिका शैवाल और बैक्टीरिया से लेकर बहुकोशिकीय जीवों जैसे कि काई और कीड़े, जटिल पौधों और मनुष्यों सहित जानवरों तक होती हैं। सभी जीवित कोशिकाओं में कुछ संरचनाएँ पाई जाती हैं, लेकिन एकल-कोशिका वाले जीव और उच्च पौधों और जानवरों की कोशिकाएँ भी कई मायनों में भिन्न होती हैं। प्रकाश सूक्ष्मदर्शी कोशिकाओं को बड़ा कर सकते हैं ताकि बड़ी, अधिक परिभाषित संरचनाओं को देखा जा सके, लेकिन संचरण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी (टीईएम) सबसे नन्ही कोशिका संरचनाओं को देखने के लिए आवश्यक हैं।

कोशिकाओं और उनकी संरचनाओं को पहचानना अक्सर कठिन होता है क्योंकि दीवारें काफी पतली होती हैं, और विभिन्न कोशिकाओं का पूरी तरह से अलग रूप हो सकता है। कोशिकाओं और उनके जीवों में से प्रत्येक में ऐसी विशेषताएं होती हैं जिनका उपयोग उन्हें पहचानने के लिए किया जा सकता है, और यह एक उच्च-पर्याप्त आवर्धन का उपयोग करने में मदद करता है जो इन विवरणों को दर्शाता है।

उदाहरण के लिए, 300X के आवर्धन वाला एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी कोशिकाओं और कुछ विवरणों को दिखाएगा, लेकिन कोशिका के भीतर के छोटे जीवों को नहीं। उसके लिए, एक टीईएम की जरूरत है। टीईएम ऊतक के नमूने के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों को शूट करके और पैटर्न का विश्लेषण करके छोटी संरचनाओं की विस्तृत छवियां बनाने के लिए इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करते हैं क्योंकि इलेक्ट्रॉन दूसरी तरफ से बाहर निकलते हैं। टीईएम से छवियों को आमतौर पर सेल प्रकार और आवर्धन के साथ लेबल किया जाता है - एक छवि "मानव के मंदिर" के रूप में चिह्नित होती है 7900X" लेबल वाली उपकला कोशिकाएं 7,900 बार बढ़ाई जाती हैं और कोशिका विवरण, नाभिक और अन्य दिखा सकती हैं संरचनाएं। छोटी विशेषताओं के लिए संपूर्ण कोशिकाओं और टीईएम के लिए प्रकाश सूक्ष्मदर्शी का उपयोग करना सबसे मायावी कोशिका संरचनाओं की विश्वसनीय और सटीक पहचान की अनुमति देता है।

माइक्रोग्राफ प्रकाश सूक्ष्मदर्शी और टीईएम से प्राप्त आवर्धित चित्र हैं। सेल माइक्रोग्राफ अक्सर लिए जाते हैं ऊतक के नमूनों से और कोशिकाओं और आंतरिक संरचनाओं का एक निरंतर द्रव्यमान दिखाते हैं जिन्हें पहचानना कठिन होता है व्यक्तिगत रूप से। आमतौर पर ऐसे माइक्रोग्राफ बहुत सारी रेखाएं, डॉट्स, पैच और क्लस्टर दिखाते हैं जो सेल और उसके ऑर्गेनेल को बनाते हैं। विभिन्न भागों की पहचान के लिए एक व्यवस्थित दृष्टिकोण की आवश्यकता है।

यह जानने में मदद करता है कि विभिन्न कोशिका संरचनाओं में क्या अंतर है। माइक्रोग्राफ में कोशिकाएं स्वयं सबसे बड़ी बंद पिंड होती हैं, लेकिन कोशिकाओं के अंदर कई अलग-अलग संरचनाएं होती हैं, जिनमें से प्रत्येक की पहचान सुविधाओं का अपना सेट होता है। एक उच्च-स्तरीय दृष्टिकोण जहां बंद सीमाओं की पहचान की जाती है और बंद आकार पाए जाते हैं, छवि पर घटकों को अलग करने में मदद करता है। तब अद्वितीय विशेषताओं की तलाश में प्रत्येक अलग भाग की पहचान करना संभव है।

सबसे कठिन कोशिका संरचनाओं में से प्रत्येक कोशिका के भीतर छोटे झिल्ली-बाध्य अंग हैं जिन्हें सही ढंग से पहचाना जा सकता है। ये संरचनाएं कोशिका कार्यों के लिए महत्वपूर्ण हैं, और अधिकांश प्रोटीन, एंजाइम, कार्बोहाइड्रेट और वसा जैसे कोशिका द्रव्य के छोटे थैले हैं। सेल में खेलने के लिए इन सभी की अपनी भूमिका होती है और सेल अध्ययन और सेल संरचना पहचान के एक महत्वपूर्ण हिस्से का प्रतिनिधित्व करते हैं।

सभी कोशिकाओं में सभी प्रकार के अंग नहीं होते हैं, और उनकी संख्या व्यापक रूप से भिन्न होती है। अधिकांश अंग इतने छोटे होते हैं कि उन्हें केवल जीवों की TEM छवियों पर ही पहचाना जा सकता है। जबकि आकार और आकार कुछ ऑर्गेनेल को अलग करने में मदद करते हैं, आमतौर पर यह सुनिश्चित करने के लिए आंतरिक संरचना को देखना आवश्यक है कि किस प्रकार का ऑर्गेनेल दिखाया गया है। अन्य सेल संरचनाओं की तरह और समग्र रूप से सेल के लिए, प्रत्येक ऑर्गेनेल की विशेष विशेषताएं पहचान को आसान बनाती हैं।

सेल माइक्रोग्राफ में पाए जाने वाले अन्य विषयों की तुलना में, कोशिकाएं अब तक सबसे बड़ी हैं, लेकिन उनकी सीमाएं अक्सर खोजने में आश्चर्यजनक रूप से कठिन होती हैं। जीवाणु कोशिकाएं स्वतंत्र होती हैं और उनमें अपेक्षाकृत मोटी कोशिका भित्ति होती है, इसलिए उन्हें आमतौर पर आसानी से देखा जा सकता है। अन्य सभी कोशिकाओं, विशेष रूप से उच्च जानवरों के ऊतकों में, केवल एक पतली कोशिका झिल्ली होती है और कोई कोशिका भित्ति नहीं होती है। ऊतक के माइक्रोग्राफ पर अक्सर केवल फीकी रेखाएँ होती हैं जो कोशिका झिल्ली और प्रत्येक कोशिका की सीमाएँ दिखाती हैं।

कोशिकाओं में दो विशेषताएं होती हैं जो पहचान को आसान बनाती हैं। सभी कोशिकाओं में एक सतत कोशिका झिल्ली होती है जो उन्हें घेर लेती है, और कोशिका झिल्ली कई अन्य छोटी संरचनाओं को घेर लेती है। एक बार ऐसी सतत झिल्ली मिल जाने के बाद और यह कई अन्य निकायों को घेर लेती है, जिनमें से प्रत्येक की अपनी आंतरिक संरचना होती है, उस संलग्न क्षेत्र को एक कोशिका के रूप में पहचाना जा सकता है। एक बार सेल की पहचान स्पष्ट हो जाने पर, आंतरिक संरचनाओं की पहचान आगे बढ़ सकती है।

सभी कोशिकाओं में एक नाभिक नहीं होता है, लेकिन अधिकांश जानवरों और पौधों के ऊतकों में होता है। बैक्टीरिया जैसे एकल-कोशिका वाले जीवों में एक नाभिक नहीं होता है, और कुछ पशु कोशिकाओं जैसे मानव परिपक्व लाल रक्त कोशिकाओं में एक भी नहीं होता है। अन्य सामान्य कोशिकाएं जैसे कि यकृत कोशिकाएं, मांसपेशी कोशिकाएं और त्वचा कोशिकाएं सभी में कोशिका झिल्ली के अंदर एक स्पष्ट रूप से परिभाषित केंद्रक होता है।

नाभिक कोशिका के अंदर सबसे बड़ा शरीर है, और यह आमतौर पर कमोबेश गोल आकार का होता है। कोशिका के विपरीत, इसके अंदर बहुत अधिक संरचनाएँ नहीं होती हैं। नाभिक में सबसे बड़ी वस्तु गोल न्यूक्लियोलस है जो राइबोसोम बनाने के लिए जिम्मेदार है। यदि आवर्धन पर्याप्त रूप से अधिक है, तो नाभिक के अंदर गुणसूत्रों की कृमि जैसी संरचनाएं देखी जा सकती हैं, खासकर जब कोशिका विभाजित होने की तैयारी कर रही हो।

राइबोसोम प्रोटीन और राइबोसोमल आरएनए के छोटे-छोटे गुच्छे होते हैं, जिस कोड के अनुसार प्रोटीन का निर्माण किया जाता है। उन्हें झिल्ली की कमी और उनके छोटे आकार से पहचाना जा सकता है। सेल ऑर्गेनेल के माइक्रोग्राफ में, वे ठोस पदार्थ के छोटे अनाज की तरह दिखते हैं, और इनमें से कई अनाज पूरे सेल में बिखरे हुए हैं।

कुछ राइबोसोम एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, नाभिक के पास सिलवटों और नलिकाओं की एक श्रृंखला से जुड़े होते हैं। ये राइबोसोम कोशिका को विशेष प्रोटीन बनाने में मदद करते हैं। बहुत अधिक आवर्धन पर यह देखना संभव हो सकता है कि राइबोसोम दो खंडों से बने होते हैं, बड़ा हिस्सा आरएनए से बना होता है और एक छोटा समूह निर्मित प्रोटीन से बना होता है।

केवल उन कोशिकाओं में पाया जाता है जिनमें एक नाभिक होता है, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम एक संरचना होती है जो नाभिक और कोशिका झिल्ली के बीच स्थित मुड़ी हुई थैली और ट्यूबों से बनी होती है। यह कोशिका को कोशिका और नाभिक के बीच प्रोटीन के आदान-प्रदान का प्रबंधन करने में मदद करता है, और इसमें राइबोसोम एक खंड से जुड़े होते हैं जिसे रफ एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम कहा जाता है।

रफ एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम और इसके राइबोसोम अग्न्याशय की कोशिकाओं में इंसुलिन और श्वेत रक्त कोशिकाओं के लिए एंटीबॉडी जैसे सेल-विशिष्ट एंजाइम का उत्पादन करते हैं। चिकनी एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में कोई राइबोसोम संलग्न नहीं होता है और कार्बोहाइड्रेट और लिपिड पैदा करता है जो कोशिका झिल्ली को बरकरार रखने में मदद करता है। एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के दोनों हिस्सों को कोशिका के नाभिक से उनके संबंध से पहचाना जा सकता है।

माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका के पावरहाउस हैं, भंडारण अणु एटीपी का उत्पादन करने के लिए ग्लूकोज को पचाते हैं जो कोशिकाएं ऊर्जा के लिए उपयोग करती हैं। ऑर्गेनेल एक चिकनी बाहरी झिल्ली और एक मुड़ी हुई आंतरिक झिल्ली से बना होता है। आंतरिक झिल्ली में अणुओं के स्थानांतरण के माध्यम से ऊर्जा उत्पादन होता है। कोशिका में माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या कोशिका के कार्य पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, मांसपेशियों की कोशिकाओं में कई माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं क्योंकि वे बहुत अधिक ऊर्जा का उपयोग करते हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया को चिकने, लम्बी पिंडों के रूप में पहचाना जा सकता है जो नाभिक के बाद दूसरा सबसे बड़ा अंग हैं। उनकी विशिष्ट विशेषता मुड़ी हुई आंतरिक झिल्ली है जो माइटोकॉन्ड्रिया के आंतरिक भाग को इसकी संरचना देती है। एक सेल माइक्रोग्राफ पर, आंतरिक झिल्ली की तहें माइटोकॉन्ड्रिया के आंतरिक भाग में उँगलियों की तरह दिखती हैं।

लाइसोसोम माइटोकॉन्ड्रिया से छोटे होते हैं, इसलिए उन्हें केवल अत्यधिक आवर्धित TEM छवियों में ही देखा जा सकता है। वे झिल्ली द्वारा राइबोसोम से अलग होते हैं जिसमें उनके पाचन एंजाइम होते हैं। उन्हें अक्सर गोल या गोलाकार आकृतियों के रूप में देखा जा सकता है, लेकिन जब वे सेल कचरे के एक टुकड़े को घेर लेते हैं, तो उनके पास अनियमित आकार भी हो सकते हैं।

लाइसोसोम का कार्य कोशिका द्रव्य को पचाना है जिसकी अब आवश्यकता नहीं है। कोशिका के टुकड़े टूट जाते हैं और कोशिका से बाहर निकल जाते हैं। लाइसोसोम कोशिका में प्रवेश करने वाले विदेशी पदार्थों पर भी हमला करते हैं और इस तरह बैक्टीरिया और वायरस से बचाव करते हैं।

गोल्गी बॉडी या गोल्गी संरचनाएं चपटी बोरियों और ट्यूबों के ढेर होते हैं जो देखने में ऐसे लगते हैं जैसे उन्हें बीच में एक साथ पिन किया गया हो। प्रत्येक बोरी एक झिल्ली से घिरी होती है जिसे पर्याप्त आवर्धन के तहत देखा जा सकता है। वे कभी-कभी एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के एक छोटे संस्करण की तरह दिखते हैं, लेकिन वे अलग-अलग शरीर होते हैं जो अधिक नियमित होते हैं और नाभिक से जुड़े नहीं होते हैं। गॉल्जी निकाय लाइसोसोम के उत्पादन में मदद करते हैं और प्रोटीन को एंजाइम और हार्मोन में परिवर्तित करते हैं।

Centrioles जोड़े में आते हैं और आमतौर पर नाभिक के पास पाए जाते हैं। वे प्रोटीन के छोटे बेलनाकार बंडल होते हैं और कोशिका विभाजन की कुंजी होते हैं। कई कोशिकाओं को देखते समय, कुछ विभाजित होने की प्रक्रिया में हो सकते हैं, और तब केंद्रक बहुत प्रमुख हो जाते हैं।

विभाजन के दौरान, कोशिका नाभिक घुल जाता है और गुणसूत्रों में पाए जाने वाले डीएनए को डुप्लिकेट किया जाता है। सेंट्रीओल्स तब तंतुओं का एक धुरी बनाते हैं जिसके साथ गुणसूत्र कोशिका के विपरीत छोर पर चले जाते हैं। कोशिका तब प्रत्येक बेटी कोशिका के साथ विभाजित हो सकती है जो गुणसूत्रों का पूर्ण पूरक प्राप्त करती है। इस प्रक्रिया के दौरान, सेंट्रीओल्स तंतुओं के स्पिंडल के दोनों छोर पर होते हैं।

सभी कोशिकाओं को एक निश्चित आकार बनाए रखना होता है, लेकिन कुछ को कठोर रहना पड़ता है जबकि अन्य अधिक लचीले हो सकते हैं। कोशिका कार्य के आधार पर विभिन्न संरचनात्मक तत्वों से बने साइटोस्केलेटन के साथ कोशिका अपना आकार धारण करती है। यदि कोशिका एक बड़ी संरचना का हिस्सा है जैसे कि एक अंग जिसे अपना आकार बनाए रखना है, साइटोस्केलेटन कठोर नलिकाओं से बना होता है। यदि कोशिका को दबाव में उपजने दिया जाता है और उसे अपना आकार पूरी तरह से बनाए रखने की आवश्यकता नहीं होती है, तो साइटोस्केलेटन हल्का, अधिक लचीला और प्रोटीन फिलामेंट्स से बना होता है।

माइक्रोग्राफ पर कोशिका को देखने पर, साइटोस्केलेटन नलिकाओं के मामले में मोटी दोहरी रेखाओं और तंतुओं के लिए पतली एकल रेखाओं के रूप में दिखाई देता है। कुछ कोशिकाओं में शायद ही ऐसी कोई रेखा हो, लेकिन अन्य में, खुले स्थान साइटोस्केलेटन से भरे जा सकते हैं। सेल संरचनाओं की पहचान करते समय, ऑर्गेनेल झिल्ली को उनके बंद सर्किट का पता लगाकर अलग रखना महत्वपूर्ण है, जबकि साइटोस्केलेटन की रेखाएं खुली होती हैं और सेल को पार करती हैं।

सभी सेल संरचनाओं की पूरी पहचान के लिए, कई माइक्रोग्राफ की आवश्यकता होती है। पूरे सेल, या कई कोशिकाओं को दिखाने वालों के पास क्रोमोसोम जैसी छोटी संरचनाओं के लिए पर्याप्त विवरण नहीं होगा। उत्तरोत्तर उच्च आवर्धन वाले जीवों के कई माइक्रोग्राफ माइटोकॉन्ड्रिया जैसी बड़ी संरचनाओं और फिर सबसे छोटे निकायों जैसे सेंट्रीओल्स को दिखाएंगे।

जब पहली बार बढ़े हुए ऊतक के नमूने की जांच की जाती है, तो विभिन्न कोशिका संरचनाओं को तुरंत देखना मुश्किल हो सकता है, लेकिन कोशिका झिल्ली का पता लगाना एक अच्छी शुरुआत है। न्यूक्लियस और माइटोकॉन्ड्रिया जैसे बड़े ऑर्गेनेल की पहचान करना अक्सर अगला कदम होता है। उच्च-आवर्धन माइक्रोग्राफ में, अन्य जीवों को अक्सर उन्मूलन की प्रक्रिया द्वारा पहचाना जा सकता है, प्रमुख विशिष्ट विशेषताओं की तलाश में। प्रत्येक अंग और संरचना की संख्या तब कोशिका और उसके ऊतकों के कार्य के बारे में एक सुराग देती है।