કોષ- પેશીઓ અને અવયવોનું સ્વ-નિયમનકારી માળખાકીય અને કાર્યાત્મક એકમ. અંગો અને પેશીઓની રચનાનો સેલ્યુલર સિદ્ધાંત 1839 માં સ્લેઇડન અને શ્વાન દ્વારા વિકસાવવામાં આવ્યો હતો. ત્યારબાદ, ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી અને અલ્ટ્રાસેન્ટ્રીફ્યુગેશનની મદદથી, પ્રાણી અને વનસ્પતિ કોષોના તમામ મુખ્ય અંગોની રચનાને સ્પષ્ટ કરવી શક્ય બન્યું (ફિગ. 1).
ચોખા. 1. પ્રાણી કોષની રચનાની યોજના
કોષના મુખ્ય ભાગો સાયટોપ્લાઝમ અને ન્યુક્લિયસ છે. દરેક કોષ ખૂબ જ પાતળા પટલથી ઘેરાયેલો હોય છે જે તેની સામગ્રીને મર્યાદિત કરે છે.
કોષ પટલ કહેવાય છે પ્લાઝ્મા પટલઅને પસંદગીયુક્ત અભેદ્યતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. આ ગુણધર્મ જરૂરી પોષક તત્ત્વો અને રાસાયણિક તત્ત્વોને કોષમાં પ્રવેશવા દે છે અને વધારાના ઉત્પાદનો તેને છોડી દે છે. પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેનમાં લિપિડ પરમાણુઓના બે સ્તરો હોય છે જેમાં ચોક્કસ પ્રોટીન હોય છે. મુખ્ય પટલ લિપિડ્સ ફોસ્ફોલિપિડ્સ છે. તેમાં ફોસ્ફરસ, એક ધ્રુવીય માથું અને લાંબી સાંકળ ફેટી એસિડની બે બિન-ધ્રુવીય પૂંછડીઓ હોય છે. મેમ્બ્રેન લિપિડ્સમાં કોલેસ્ટ્રોલ અને કોલેસ્ટરિલ એસ્ટર્સનો સમાવેશ થાય છે. રચનાના પ્રવાહી મોઝેક મોડેલ અનુસાર, પટલમાં પ્રોટીન અને લિપિડ પરમાણુઓનો સમાવેશ થાય છે જે બાયલેયરની તુલનામાં ભળી શકે છે. કોઈપણ પ્રાણી કોષના દરેક પ્રકારના પટલમાં તેની પોતાની પ્રમાણમાં સ્થિર લિપિડ રચના હોય છે.
મેમ્બ્રેન પ્રોટીનને તેમની રચના અનુસાર બે પ્રકારમાં વહેંચવામાં આવે છે: અભિન્ન અને પેરિફેરલ. પેરિફેરલ પ્રોટીનને પટલમાંથી નાશ કર્યા વિના દૂર કરી શકાય છે. મેમ્બ્રેન પ્રોટીનના ચાર પ્રકાર છે: પરિવહન પ્રોટીન, ઉત્સેચકો, રીસેપ્ટર્સ અને માળખાકીય પ્રોટીન. કેટલાક મેમ્બ્રેન પ્રોટીનમાં એન્ઝાઈમેટિક પ્રવૃત્તિ હોય છે, અન્ય અમુક પદાર્થોને બાંધે છે અને કોષમાં તેમના પરિવહનને સરળ બનાવે છે. પ્રોટીન સમગ્ર પટલમાં પદાર્થોની હિલચાલ માટે ઘણા માર્ગો પૂરા પાડે છે: તેઓ ઘણા પ્રોટીન સબ્યુનિટ્સ ધરાવતા મોટા છિદ્રો બનાવે છે જે કોષો વચ્ચે પાણીના અણુઓ અને આયનોને ખસેડવા દે છે; ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ સમગ્ર પટલમાં ચોક્કસ પ્રકારના આયનોની હિલચાલ માટે વિશિષ્ટ આયન ચેનલો બનાવે છે. માળખાકીય પ્રોટીન આંતરિક લિપિડ સ્તર સાથે સંકળાયેલા છે અને કોષના સાયટોસ્કેલેટન પ્રદાન કરે છે. સાયટોસ્કેલેટન કોષ પટલને યાંત્રિક શક્તિ પ્રદાન કરે છે. વિવિધ પટલમાં, પ્રોટીન સમૂહના 20 થી 80% જેટલો હિસ્સો ધરાવે છે. મેમ્બ્રેન પ્રોટીન લેટરલ પ્લેનમાં મુક્તપણે ખસેડી શકે છે.
પટલમાં કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ પણ હોય છે જે સહસંયોજક રીતે લિપિડ અથવા પ્રોટીન સાથે બંધાયેલા હોય છે. મેમ્બ્રેન કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ ત્રણ પ્રકારના હોય છે: ગ્લાયકોલિપિડ્સ (ગેન્ગ્લિઓસાઇડ્સ), ગ્લાયકોપ્રોટીન્સ અને પ્રોટીઓગ્લાયકેન્સ. મોટાભાગના મેમ્બ્રેન લિપિડ્સ પ્રવાહી સ્થિતિમાં હોય છે અને ચોક્કસ પ્રવાહીતા ધરાવે છે, એટલે કે. એક વિસ્તારમાંથી બીજા વિસ્તારમાં જવાની ક્ષમતા. પટલની બહારની બાજુએ રીસેપ્ટર સાઇટ્સ છે જે વિવિધ હોર્મોન્સને બાંધે છે. પટલના અન્ય ચોક્કસ વિસ્તારો ચોક્કસ પ્રોટીન અને વિવિધ જૈવિક સક્રિય સંયોજનોને ઓળખી શકતા નથી અને બાંધી શકતા નથી જે આ કોષો માટે વિદેશી છે.
કોષની આંતરિક જગ્યા સાયટોપ્લાઝમથી ભરેલી હોય છે, જેમાં સેલ્યુલર મેટાબોલિઝમની મોટાભાગની એન્ઝાઇમ-ઉત્પ્રેરિત પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે. સાયટોપ્લાઝમ બે સ્તરો ધરાવે છે: આંતરિક એક, જેને એન્ડોપ્લાઝમ કહેવાય છે, અને પેરિફેરલ એક, એક્ટોપ્લાઝમ, જે ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતા ધરાવે છે અને ગ્રાન્યુલ્સથી વંચિત છે. સાયટોપ્લાઝમ કોષ અથવા ઓર્ગેનેલના તમામ ઘટકો ધરાવે છે. સેલ ઓર્ગેનેલ્સમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ એન્ડોપ્લાઝમિક રેટિક્યુલમ, રિબોઝોમ્સ, મિટોકોન્ડ્રિયા, ગોલ્ગી ઉપકરણ, લાઇસોસોમ્સ, માઇક્રોફિલામેન્ટ્સ અને માઇક્રોટ્યુબ્યુલ્સ, પેરોક્સિસોમ્સ છે.
એન્ડોપ્લાઝમિક રેટિક્યુલમએકબીજા સાથે જોડાયેલ ચેનલો અને પોલાણની સિસ્ટમ છે જે સમગ્ર સાયટોપ્લાઝમમાં પ્રવેશ કરે છે. તે પર્યાવરણ અને અંદરના કોષોમાંથી પદાર્થોના પરિવહનને સુનિશ્ચિત કરે છે. એન્ડોપ્લાઝમિક રેટિક્યુલમ ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર Ca 2+ આયનો માટે ડેપો તરીકે પણ કામ કરે છે અને કોષમાં લિપિડ સંશ્લેષણના મુખ્ય સ્થળ તરીકે સેવા આપે છે.
રિબોઝોમ્સ - 10-25 એનએમના વ્યાસવાળા માઇક્રોસ્કોપિક ગોળાકાર કણો. રિબોઝોમ મુક્તપણે સાયટોપ્લાઝમમાં સ્થિત હોય છે અથવા એન્ડોપ્લાઝમિક રેટિક્યુલમ અને ન્યુક્લિયર મેમ્બ્રેનની પટલની બાહ્ય સપાટી સાથે જોડાયેલા હોય છે. તેઓ મેસેન્જર અને પરિવહન આરએનએ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, અને પ્રોટીન સંશ્લેષણ તેમનામાં થાય છે. તેઓ પ્રોટીનનું સંશ્લેષણ કરે છે જે સિસ્ટર્ને અથવા ગોલ્ગી ઉપકરણમાં પ્રવેશ કરે છે અને પછી બહાર છોડવામાં આવે છે. સાયટોપ્લાઝમમાં મુક્તપણે સ્થિત રિબોઝોમ્સ, કોષ દ્વારા જ ઉપયોગ માટે પ્રોટીનનું સંશ્લેષણ કરે છે, અને એન્ડોપ્લાઝમિક રેટિક્યુલમ સાથે સંકળાયેલા રાઈબોઝોમ પ્રોટીન ઉત્પન્ન કરે છે જે કોષમાંથી વિસર્જન થાય છે. રિબોઝોમ વિવિધ કાર્યાત્મક પ્રોટીનનું સંશ્લેષણ કરે છે: વાહક પ્રોટીન, ઉત્સેચકો, રીસેપ્ટર્સ, સાયટોસ્કેલેટલ પ્રોટીન.
ગોલ્ગી ઉપકરણટ્યુબ્યુલ્સ, કુંડ અને વેસિકલ્સની સિસ્ટમ દ્વારા રચાયેલી. તે એન્ડોપ્લાઝમિક રેટિક્યુલમ સાથે સંકળાયેલું છે, અને જૈવિક રીતે સક્રિય પદાર્થો જે અહીં દાખલ થાય છે તે સિક્રેટરી વેસિકલ્સમાં કોમ્પેક્ટેડ સ્વરૂપમાં સંગ્રહિત થાય છે. બાદમાં સતત ગોલ્ગી ઉપકરણથી અલગ પડે છે, કોષ પટલમાં પરિવહન થાય છે અને તેની સાથે ભળી જાય છે, અને વેસિકલ્સમાં રહેલા પદાર્થો એક્સોસાયટોસિસની પ્રક્રિયા દ્વારા કોષમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે.
લિસોસોમ્સ -પટલથી ઘેરાયેલા 0.25-0.8 માઇક્રોન માપવાના કણો. તેઓ પ્રોટીન, પોલિસેકરાઇડ્સ, ચરબી, ન્યુક્લીક એસિડ, બેક્ટેરિયા અને કોષોના ભંગાણમાં સામેલ અસંખ્ય ઉત્સેચકો ધરાવે છે.
પેરોક્સિસોમ્સસરળ એન્ડોપ્લાઝમિક રેટિક્યુલમમાંથી બનેલું, લાઇસોસોમ જેવું લાગે છે અને તેમાં ઉત્સેચકો હોય છે જે હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડના વિઘટનને ઉત્પ્રેરિત કરે છે, જે પેરોક્સિડેઝ અને કેટાલેઝના પ્રભાવ હેઠળ તૂટી જાય છે.
મિટોકોન્ડ્રિયાબાહ્ય અને આંતરિક પટલ ધરાવે છે અને તે કોષનું "ઊર્જા સ્ટેશન" છે. મિટોકોન્ડ્રિયા બેવડી પટલ સાથે ગોળાકાર અથવા વિસ્તરેલ માળખાં છે. આંતરિક પટલ મિટોકોન્ડ્રિયા - ક્રિસ્ટામાં બહાર નીકળતા ફોલ્ડ બનાવે છે. એટીપી સંશ્લેષણ તેમનામાં થાય છે, ક્રેબ્સ ચક્ર સબસ્ટ્રેટનું ઓક્સિડેશન થાય છે અને ઘણી બાયોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે. મિટોકોન્ડ્રિયામાં ઉત્પાદિત એટીપી અણુઓ કોષના તમામ ભાગોમાં ફેલાય છે. મિટોકોન્ડ્રિયામાં થોડી માત્રામાં ડીએનએ, આરએનએ અને રાઈબોઝોમ હોય છે અને તેમની ભાગીદારીથી નવા મિટોકોન્ડ્રિયાનું નવીકરણ અને સંશ્લેષણ થાય છે.
માઇક્રોફિલામેન્ટ્સતેઓ માયોસિન અને એક્ટિન ધરાવતા પાતળા પ્રોટીન ફિલામેન્ટ્સ છે અને કોષનું સંકોચનીય ઉપકરણ બનાવે છે. માઇક્રોફિલામેન્ટ્સ કોષ પટલના ફોલ્ડ અથવા પ્રોટ્રુઝનની રચનામાં તેમજ કોષોની અંદર વિવિધ રચનાઓની હિલચાલમાં સામેલ છે.
માઇક્રોટ્યુબ્યુલ્સસાયટોસ્કેલેટનનો આધાર બનાવે છે અને તેની શક્તિ પ્રદાન કરે છે. સાયટોસ્કેલેટન કોશિકાઓને તેમનો લાક્ષણિક દેખાવ અને આકાર આપે છે અને અંતઃકોશિક ઓર્ગેનેલ્સ અને વિવિધ સંસ્થાઓના જોડાણ માટે સ્થળ તરીકે સેવા આપે છે. ચેતા કોષોમાં, માઇક્રોટ્યુબ્યુલ્સના બંડલ્સ કોષના શરીરમાંથી ચેતાક્ષના છેડા સુધી પદાર્થોના પરિવહનમાં સામેલ છે. તેમની સહભાગિતા સાથે, મિટોટિક સ્પિન્ડલ કોષ વિભાજન દરમિયાન કાર્ય કરે છે. તેઓ યુકેરીયોટ્સમાં વિલી અને ફ્લેજેલામાં મોટર તત્વોની ભૂમિકા ભજવે છે.
કોરકોષની મુખ્ય રચના છે, વારસાગત લાક્ષણિકતાઓના પ્રસારણમાં અને પ્રોટીનના સંશ્લેષણમાં ભાગ લે છે. ન્યુક્લિયસ એક પરમાણુ પટલથી ઘેરાયેલું છે જેમાં ઘણા પરમાણુ છિદ્રો છે જેના દ્વારા ન્યુક્લિયસ અને સાયટોપ્લાઝમ વચ્ચે વિવિધ પદાર્થોનું વિનિમય થાય છે. તેની અંદર એક ન્યુક્લિઓલસ છે. રિબોસોમલ આરએનએ અને હિસ્ટોન પ્રોટીનના સંશ્લેષણમાં ન્યુક્લિયોલસની મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા સ્થાપિત કરવામાં આવી છે. ન્યુક્લિયસના બાકીના ભાગોમાં ક્રોમેટિન હોય છે, જેમાં ડીએનએ, આરએનએ અને સંખ્યાબંધ ચોક્કસ પ્રોટીન હોય છે.
કોષ પટલના કાર્યો
કોષ પટલ અંતઃકોશિક અને આંતરકોશીય ચયાપચયના નિયમનમાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે. તેમની પાસે પસંદગીયુક્ત અભેદ્યતા છે. તેમની વિશિષ્ટ રચના તેમને અવરોધ, પરિવહન અને નિયમનકારી કાર્યો પ્રદાન કરવાની મંજૂરી આપે છે.
અવરોધ કાર્યપટલ દ્વારા પાણીમાં ઓગળેલા સંયોજનોના પ્રવેશને મર્યાદિત કરવામાં પોતાને પ્રગટ કરે છે. પટલ મોટા પ્રોટીન અણુઓ અને કાર્બનિક આયનોને અભેદ્ય છે.
નિયમનકારી કાર્યમેમ્બ્રેન એ રાસાયણિક, જૈવિક અને યાંત્રિક પ્રભાવોના પ્રતિભાવમાં અંતઃકોશિક ચયાપચયનું નિયમન કરવાનું છે. એન્ઝાઇમ પ્રવૃત્તિમાં અનુગામી ફેરફાર સાથે વિશિષ્ટ પટલ રીસેપ્ટર્સ દ્વારા વિવિધ પ્રભાવો જોવામાં આવે છે.
પરિવહન કાર્યજૈવિક પટલ દ્વારા નિષ્ક્રિય રીતે (પ્રસરણ, ગાળણક્રિયા, અભિસરણ) અથવા સક્રિય પરિવહનનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે.
પ્રસરણ -એકાગ્રતા અને ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઢાળ સાથે ગેસ અથવા દ્રાવ્ય પદાર્થની હિલચાલ. પ્રસરણનો દર કોષ પટલની અભેદ્યતા, તેમજ ચાર્જ વગરના કણો માટે સાંદ્રતા ઢાળ અને ચાર્જ થયેલા કણો માટે વિદ્યુત અને સાંદ્રતા ઢાળ પર આધાર રાખે છે. સરળ પ્રસરણલિપિડ બાયલેયર દ્વારા અથવા ચેનલો દ્વારા થાય છે. ચાર્જ કરેલા કણો ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ગ્રેડિયન્ટ પ્રમાણે આગળ વધે છે, અને ચાર્જ વગરના કણો રાસાયણિક ઢાળ પ્રમાણે આગળ વધે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઓક્સિજન, સ્ટીરોઈડ હોર્મોન્સ, યુરિયા, આલ્કોહોલ, વગેરે પટલના લિપિડ સ્તરમાં સરળ પ્રસાર દ્વારા પ્રવેશ કરે છે. વિવિધ આયનો અને કણો ચેનલોમાંથી પસાર થાય છે. આયન ચેનલો પ્રોટીન દ્વારા રચાય છે અને ગેટેડ અને અનગેટેડ ચેનલોમાં વિભાજિત થાય છે. પસંદગીના આધારે, આયન-પસંદગીયુક્ત કેબલ વચ્ચે તફાવત કરવામાં આવે છે, જે ફક્ત એક જ આયનને પસાર થવા દે છે અને જે ચેનલોમાં પસંદગી નથી. ચેનલોમાં ઓરિફિસ અને પસંદગીયુક્ત ફિલ્ટર હોય છે, અને નિયંત્રિત ચેનલોમાં ગેટ મિકેનિઝમ હોય છે.
ફેલાઈટેડ પ્રસરણ -એક પ્રક્રિયા જેમાં વિશિષ્ટ પટલ પરિવહન પ્રોટીનનો ઉપયોગ કરીને પટલમાં પદાર્થોનું પરિવહન થાય છે. આ રીતે, એમિનો એસિડ અને મોનોસેકરાઇડ્સ કોષમાં પ્રવેશ કરે છે. આ પ્રકારનું પરિવહન ખૂબ જ ઝડપથી થાય છે.
અભિસરણ -પટલ દ્વારા પાણીની હિલચાલ નીચાવાળા દ્રાવણમાંથી ઉચ્ચ ઓસ્મોટિક દબાણ સાથે ઉકેલ સુધી.
સક્રિય પરિવહન -પરિવહન ATPases (આયન પંપ) નો ઉપયોગ કરીને એકાગ્રતા ઢાળ સામે પદાર્થોનું પરિવહન. આ ટ્રાન્સફર ઊર્જાના ખર્ચ સાથે થાય છે.
Na + /K + -, Ca 2+ - અને H + -પંપનો વધુ પ્રમાણમાં અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. પંપ કોષ પટલ પર સ્થિત છે.
સક્રિય પરિવહનનો એક પ્રકાર છે એન્ડોસાયટોસિસઅને exocytosis.આ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને, મોટા પદાર્થો (પ્રોટીન, પોલિસેકરાઇડ્સ, ન્યુક્લીક એસિડ) કે જે ચેનલો દ્વારા વહન કરી શકાતા નથી તે પરિવહન થાય છે. આ પરિવહન આંતરડાના ઉપકલા કોષો, રેનલ ટ્યુબ્યુલ્સ અને વેસ્ક્યુલર એન્ડોથેલિયમમાં વધુ સામાન્ય છે.
મુએન્ડોસાયટોસિસમાં, કોષ પટલ કોષમાં આક્રમણ બનાવે છે, જે જ્યારે મુક્ત થાય છે, ત્યારે વેસિકલ્સમાં ફેરવાય છે. એક્ઝોસાયટોસિસ દરમિયાન, વેસિકલ્સ તેમના સમાવિષ્ટો સાથે કોષ પટલમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે અને તેની સાથે ભળી જાય છે, અને વેસિકલ્સની સામગ્રી બાહ્યકોષીય વાતાવરણમાં મુક્ત થાય છે.
કોષ પટલની રચના અને કાર્યો
જીવંત કોષોમાં વિદ્યુત સંભવિતતાના અસ્તિત્વને સુનિશ્ચિત કરતી પ્રક્રિયાઓને સમજવા માટે, તમારે સૌ પ્રથમ કોષ પટલની રચના અને તેના ગુણધર્મોને સમજવાની જરૂર છે.
હાલમાં, 1972માં એસ. સિંગર અને જી. નિકોલ્સન દ્વારા પ્રસ્તાવિત પટલનું પ્રવાહી મોઝેક મોડલ સૌથી વધુ સ્વીકૃત છે. પટલ ફોસ્ફોલિપિડ્સ (બિલેયર) ના ડબલ સ્તર પર આધારિત છે, જેના પરમાણુના હાઇડ્રોફોબિક ટુકડાઓ છે. પટલની જાડાઈમાં ડૂબી જાય છે, અને ધ્રુવીય હાઇડ્રોફિલિક જૂથો બહારની તરફ લક્ષી હોય છે, તે. આસપાસના જળચર વાતાવરણમાં (ફિગ. 2).
મેમ્બ્રેન પ્રોટીન પટલની સપાટી પર સ્થાનીકૃત હોય છે અથવા હાઇડ્રોફોબિક ઝોનમાં વિવિધ ઊંડાણોમાં એમ્બેડ કરી શકાય છે. કેટલાક પ્રોટીન પટલમાં ફેલાયેલા છે, અને સમાન પ્રોટીનના વિવિધ હાઇડ્રોફિલિક જૂથો કોષ પટલની બંને બાજુઓ પર જોવા મળે છે. પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેનમાં જોવા મળતા પ્રોટીન ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે: તેઓ આયન ચેનલોના નિર્માણમાં ભાગ લે છે, પટલ પંપ અને વિવિધ પદાર્થોના પરિવહનકર્તાઓની ભૂમિકા ભજવે છે, અને રીસેપ્ટર કાર્ય પણ કરી શકે છે.
કોષ પટલના મુખ્ય કાર્યો: અવરોધ, પરિવહન, નિયમનકારી, ઉત્પ્રેરક.
અવરોધ કાર્ય એ પટલ દ્વારા પાણીમાં દ્રાવ્ય સંયોજનોના પ્રસારને મર્યાદિત કરવાનું છે, જે કોષોને વિદેશી, ઝેરી પદાર્થોથી બચાવવા અને કોષોની અંદર વિવિધ પદાર્થોની પ્રમાણમાં સતત સામગ્રી જાળવવા માટે જરૂરી છે. આમ, કોષ પટલ વિવિધ પદાર્થોના પ્રસારને 100,000-10,000,000 વખત ધીમું કરી શકે છે.
ચોખા. 2. સિંગર-નિકોલસન પટલના પ્રવાહી-મોઝેક મોડેલનું ત્રિ-પરિમાણીય આકૃતિ
લિપિડ બાયલેયરમાં જડિત ગ્લોબ્યુલર ઇન્ટિગ્રલ પ્રોટીનનું ચિત્રણ કરવામાં આવ્યું છે. કેટલાક પ્રોટીન આયન ચેનલો છે, અન્ય (ગ્લાયકોપ્રોટીન) ઓલિગોસેકરાઇડ બાજુની સાંકળો ધરાવે છે જે એકબીજા અને આંતરકોષીય પેશીઓમાં કોષોને ઓળખવામાં સામેલ છે. કોલેસ્ટ્રોલના પરમાણુઓ ફોસ્ફોલિપિડ હેડની નજીકથી અડીને હોય છે અને "પૂંછડીઓ" ના અડીને આવેલા વિભાગોને ઠીક કરે છે. ફોસ્ફોલિપિડ પરમાણુની પૂંછડીઓના આંતરિક વિભાગો તેમની હિલચાલમાં મર્યાદિત નથી અને તે પટલની પ્રવાહીતા માટે જવાબદાર છે (બ્રેશેર, 1985)
પટલમાં ચેનલો હોય છે જેના દ્વારા આયનો પ્રવેશ કરે છે. ચેનલો વોલ્ટેજ આધારિત અથવા સંભવિત સ્વતંત્ર હોઈ શકે છે. વોલ્ટેજ આધારિત ચેનલોજ્યારે સંભવિત તફાવત બદલાય ત્યારે ખોલો, અને સંભવિત સ્વતંત્ર(હોર્મોન-રેગ્યુલેટેડ) જ્યારે રીસેપ્ટર્સ પદાર્થો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે ત્યારે ખુલે છે. દરવાજાઓને આભારી ચેનલો ખોલી અથવા બંધ કરી શકાય છે. પટલમાં બે પ્રકારના દરવાજા બાંધવામાં આવે છે: સક્રિયકરણ(ચેનલમાં ઊંડા) અને નિષ્ક્રિયતા(ચેનલ સપાટી પર). દરવાજો ત્રણમાંથી એક સ્થિતિમાં હોઈ શકે છે:
- ખુલ્લી સ્થિતિ (બંને પ્રકારના દરવાજા ખુલ્લા છે);
- બંધ સ્થિતિ (સક્રિયકરણ દ્વાર બંધ);
- નિષ્ક્રિયતા સ્થિતિ (નિષ્ક્રિયકરણ દ્વાર બંધ).
પટલની અન્ય લાક્ષણિકતા એ અકાર્બનિક આયનો, પોષક તત્વો અને વિવિધ મેટાબોલિક ઉત્પાદનોને પસંદગીયુક્ત રીતે પરિવહન કરવાની ક્ષમતા છે. પદાર્થોના નિષ્ક્રિય અને સક્રિય ટ્રાન્સફર (પરિવહન) ની સિસ્ટમો છે. નિષ્ક્રિયપરિવહન વાહક પ્રોટીનની મદદથી અથવા તેના વિના આયન ચેનલો દ્વારા થાય છે, અને તેનું પ્રેરક બળ ઇન્ટ્રા- અને એક્સ્ટ્રા સેલ્યુલર સ્પેસ વચ્ચેના આયનોની ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સંભવિતમાં તફાવત છે. આયન ચેનલોની પસંદગી તેના ભૌમિતિક પરિમાણો અને ચેનલની દિવાલો અને તેના મુખને અસ્તર કરતા જૂથોની રાસાયણિક પ્રકૃતિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
હાલમાં, સૌથી વધુ સારી રીતે અભ્યાસ કરાયેલ ચેનલો એ છે કે જે Na + , K + , Ca 2+ આયનો અને પાણી (કહેવાતા એક્વાપોરીન્સ) માટે પસંદગીયુક્ત રીતે અભેદ્ય છે. આયન ચેનલોનો વ્યાસ, વિવિધ અભ્યાસો અનુસાર, 0.5-0.7 એનએમ છે. ચેનલની ક્ષમતા બદલાઈ શકે છે 10 7 - 10 8 આયન પ્રતિ સેકન્ડ એક આયન ચેનલમાંથી પસાર થઈ શકે છે.
સક્રિયપરિવહન ઊર્જાના ખર્ચ સાથે થાય છે અને કહેવાતા આયન પંપ દ્વારા કરવામાં આવે છે. આયન પંપ એ પટલમાં જડિત મોલેક્યુલર પ્રોટીન સ્ટ્રક્ચર્સ છે જે આયનોને ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સંભવિત તરફ પરિવહન કરે છે.
પંપ એટીપી હાઇડ્રોલિસિસની ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને કાર્ય કરે છે. હાલમાં, Na+/K+ - ATPase, Ca 2+ - ATPase, H + - ATPase, H + /K + - ATPase, Mg 2+ - ATPase, જે અનુક્રમે Na +, K +, Ca 2+ આયનોની હિલચાલને સુનિશ્ચિત કરે છે. , સારી રીતે અભ્યાસ કરવામાં આવે છે , H+, Mg 2+ અલગ અથવા સંયુક્ત (Na+ અને K+; H+ અને K+). સક્રિય પરિવહનની પરમાણુ પદ્ધતિ સંપૂર્ણપણે સમજી શકાતી નથી.
જીવંત જીવનું મૂળભૂત માળખાકીય એકમ એ કોષ છે, જે કોષ પટલથી ઘેરાયેલો સાયટોપ્લાઝમનો એક અલગ વિભાગ છે. હકીકત એ છે કે કોષ ઘણા મહત્વપૂર્ણ કાર્યો કરે છે, જેમ કે પ્રજનન, પોષણ, ચળવળ, પટલ પ્લાસ્ટિક અને ગાઢ હોવી જોઈએ.
કોષ પટલની શોધ અને સંશોધનનો ઇતિહાસ
1925 માં, ગ્રેન્ડેલ અને ગોર્ડરે લાલ રક્ત કોશિકાઓ અથવા ખાલી પટલના "પડછાયાઓ" ને ઓળખવા માટે એક સફળ પ્રયોગ હાથ ધર્યો. ઘણી ભૂલો હોવા છતાં, વૈજ્ઞાનિકોએ લિપિડ બાયલેયરની શોધ કરી. 1935માં ડેનિલી, ડોસન અને 1960માં રોબર્ટસન દ્વારા તેમનું કાર્ય ચાલુ રાખવામાં આવ્યું હતું. ઘણા વર્ષોના કાર્ય અને દલીલોના સંચયના પરિણામે, 1972 માં સિંગર અને નિકોલ્સને પટલની રચનાનું પ્રવાહી-મોઝેક મોડેલ બનાવ્યું. વધુ પ્રયોગો અને અભ્યાસોએ વૈજ્ઞાનિકોના કાર્યોની પુષ્ટિ કરી.
અર્થ
કોષ પટલ શું છે? આ શબ્દનો ઉપયોગ સો કરતાં વધુ વર્ષો પહેલા શરૂ થયો હતો; તેનો અર્થ થાય છે “ફિલ્મ”, “ત્વચા”. આ રીતે કોષની સીમાને નિયુક્ત કરવામાં આવે છે, જે આંતરિક સામગ્રીઓ અને બાહ્ય વાતાવરણ વચ્ચેનો કુદરતી અવરોધ છે. કોષ પટલની રચના અર્ધ-અભેદ્યતા સૂચવે છે, જેના કારણે ભેજ અને પોષક તત્વો અને ભંગાણ ઉત્પાદનો મુક્તપણે તેમાંથી પસાર થઈ શકે છે. આ શેલને સેલ સંસ્થાના મુખ્ય માળખાકીય ઘટક કહી શકાય.
ચાલો કોષ પટલના મુખ્ય કાર્યોને ધ્યાનમાં લઈએ
1. કોષની આંતરિક સામગ્રી અને બાહ્ય વાતાવરણના ઘટકોને અલગ પાડે છે.
2. કોષની સતત રાસાયણિક રચના જાળવવામાં મદદ કરે છે.
3. યોગ્ય ચયાપચયનું નિયમન કરે છે.
4. કોષો વચ્ચે સંચાર પૂરો પાડે છે.
5. સંકેતો ઓળખે છે.
6. રક્ષણ કાર્ય.
"પ્લાઝમા શેલ"
બાહ્ય કોષ પટલ, જેને પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેન પણ કહેવાય છે, એક અલ્ટ્રામાઇક્રોસ્કોપિક ફિલ્મ છે જેની જાડાઈ પાંચ થી સાત નેનોમિલિમીટર સુધીની હોય છે. તેમાં મુખ્યત્વે પ્રોટીન સંયોજનો, ફોસ્ફોલાઈડ્સ અને પાણીનો સમાવેશ થાય છે. ફિલ્મ સ્થિતિસ્થાપક છે, સરળતાથી પાણીને શોષી લે છે અને નુકસાન પછી ઝડપથી તેની અખંડિતતાને પુનઃસ્થાપિત કરે છે.
તેની સાર્વત્રિક રચના છે. આ પટલ સરહદની સ્થિતિ ધરાવે છે, પસંદગીયુક્ત અભેદ્યતાની પ્રક્રિયામાં ભાગ લે છે, સડો ઉત્પાદનોને દૂર કરે છે અને તેમને સંશ્લેષણ કરે છે. તેના "પડોશીઓ" સાથેનો સંબંધ અને નુકસાનથી આંતરિક સામગ્રીનું વિશ્વસનીય રક્ષણ તેને કોષની રચના જેવી બાબતોમાં એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક બનાવે છે. પ્રાણી સજીવોની કોષ પટલ કેટલીકવાર પાતળા સ્તરથી ઢંકાયેલી હોય છે - ગ્લાયકોકેલિક્સ, જેમાં પ્રોટીન અને પોલિસેકરાઇડ્સનો સમાવેશ થાય છે. પટલની બહારના છોડના કોષો કોષ દિવાલ દ્વારા સુરક્ષિત છે, જે આધાર તરીકે કામ કરે છે અને આકાર જાળવી રાખે છે. તેની રચનાનો મુખ્ય ઘટક ફાઇબર (સેલ્યુલોઝ) છે - એક પોલિસેકરાઇડ જે પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે.
આમ, બાહ્ય કોષ પટલમાં અન્ય કોષો સાથે સમારકામ, રક્ષણ અને ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું કાર્ય છે.
કોષ પટલનું માળખું
આ જંગમ શેલની જાડાઈ છ થી દસ નેનોમિલિમીટર સુધી બદલાય છે. કોષના કોષ પટલમાં એક વિશિષ્ટ રચના હોય છે, જેનો આધાર લિપિડ બાયલેયર છે. હાઇડ્રોફોબિક પૂંછડીઓ, પાણીમાં નિષ્ક્રિય, અંદર સ્થિત છે, જ્યારે હાઇડ્રોફિલિક હેડ, પાણી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, તેનો ચહેરો બહારની તરફ હોય છે. દરેક લિપિડ ફોસ્ફોલિપિડ છે, જે ગ્લિસરોલ અને સ્ફિન્ગોસિન જેવા પદાર્થોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું પરિણામ છે. લિપિડ ફ્રેમવર્ક પ્રોટીનથી નજીકથી ઘેરાયેલું હોય છે, જે સતત બિન-સતત સ્તરમાં ગોઠવાય છે. તેમાંના કેટલાક લિપિડ સ્તરમાં ડૂબી જાય છે, બાકીના તેમાંથી પસાર થાય છે. પરિણામે, પાણી માટે અભેદ્ય વિસ્તારો રચાય છે. આ પ્રોટીન દ્વારા કરવામાં આવતા કાર્યો અલગ છે. તેમાંના કેટલાક ઉત્સેચકો છે, બાકીના પરિવહન પ્રોટીન છે જે વિવિધ પદાર્થોને બાહ્ય વાતાવરણમાંથી સાયટોપ્લાઝમ અને પાછળ સ્થાનાંતરિત કરે છે.
કોષ પટલ અભિન્ન પ્રોટીન દ્વારા પ્રસારિત અને નજીકથી જોડાયેલું છે, અને પેરિફેરલ સાથેનું જોડાણ ઓછું મજબૂત છે. આ પ્રોટીન એક મહત્વપૂર્ણ કાર્ય કરે છે, જે પટલની રચનાને જાળવવાનું છે, પર્યાવરણમાંથી સિગ્નલો પ્રાપ્ત કરે છે અને રૂપાંતરિત કરે છે, પદાર્થોનું પરિવહન કરે છે અને પટલ પર થતી પ્રતિક્રિયાઓને ઉત્પ્રેરિત કરે છે.
સંયોજન
કોષ પટલનો આધાર બાયમોલેક્યુલર સ્તર છે. તેની સાતત્ય માટે આભાર, કોષમાં અવરોધ અને યાંત્રિક ગુણધર્મો છે. જીવનના વિવિધ તબક્કે, આ બાયલેયર વિક્ષેપિત થઈ શકે છે. પરિણામે, હાઇડ્રોફિલિક છિદ્રો દ્વારા માળખાકીય ખામીઓ રચાય છે. આ કિસ્સામાં, કોષ પટલ જેવા ઘટકના સંપૂર્ણપણે તમામ કાર્યો બદલાઈ શકે છે. કોર બાહ્ય પ્રભાવથી પીડાઈ શકે છે.
ગુણધર્મો
કોષના કોષ પટલમાં રસપ્રદ લક્ષણો છે. તેની પ્રવાહીતાને લીધે, આ પટલ કઠોર માળખું નથી, અને તે બનાવે છે તે પ્રોટીન અને લિપિડ્સનો મોટો ભાગ કલાના પ્લેન પર મુક્તપણે ફરે છે.
સામાન્ય રીતે, કોષ પટલ અસમપ્રમાણ હોય છે, તેથી પ્રોટીન અને લિપિડ સ્તરોની રચના અલગ પડે છે. પ્રાણી કોષોમાં પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેન, તેમની બહારની બાજુએ, ગ્લાયકોપ્રોટીન સ્તર ધરાવે છે જે રીસેપ્ટર અને સિગ્નલિંગ કાર્યો કરે છે, અને કોષોને પેશીઓમાં સંયોજિત કરવાની પ્રક્રિયામાં પણ મોટી ભૂમિકા ભજવે છે. કોષ પટલ ધ્રુવીય છે, એટલે કે, બહારનો ચાર્જ સકારાત્મક છે અને અંદરનો ચાર્જ નકારાત્મક છે. ઉપરોક્ત તમામ ઉપરાંત, કોષ પટલ પસંદગીયુક્ત આંતરદૃષ્ટિ ધરાવે છે.
આનો અર્થ એ છે કે, પાણી ઉપરાંત, કોષમાં માત્ર અણુઓ અને ઓગળેલા પદાર્થોના આયનોના ચોક્કસ જૂથને મંજૂરી છે. મોટાભાગના કોષોમાં સોડિયમ જેવા પદાર્થની સાંદ્રતા બાહ્ય વાતાવરણ કરતાં ઘણી ઓછી હોય છે. પોટેશિયમ આયનોનો ગુણોત્તર અલગ છે: કોષમાં તેમની માત્રા પર્યાવરણ કરતાં ઘણી વધારે છે. આ સંદર્ભમાં, સોડિયમ આયનો કોષ પટલમાં પ્રવેશ કરે છે, અને પોટેશિયમ આયનો બહાર છોડવામાં આવે છે. આ સંજોગોમાં, પટલ એક વિશિષ્ટ સિસ્ટમને સક્રિય કરે છે જે "પમ્પિંગ" ભૂમિકા ભજવે છે, પદાર્થોની સાંદ્રતાને સ્તર આપે છે: સોડિયમ આયનો કોષની સપાટી પર પમ્પ કરવામાં આવે છે, અને પોટેશિયમ આયનો અંદર પમ્પ કરવામાં આવે છે. આ લક્ષણ કોષ પટલના સૌથી મહત્વપૂર્ણ કાર્યોમાંનું એક છે.
સોડિયમ અને પોટેશિયમ આયનોની સપાટી પરથી અંદરની તરફ જવાની આ વૃત્તિ કોષમાં ખાંડ અને એમિનો એસિડના પરિવહનમાં મોટી ભૂમિકા ભજવે છે. કોષમાંથી સોડિયમ આયનોને સક્રિય રીતે દૂર કરવાની પ્રક્રિયામાં, પટલ અંદર ગ્લુકોઝ અને એમિનો એસિડના નવા ઇન્ટેક માટે શરતો બનાવે છે. તેનાથી વિપરિત, કોષમાં પોટેશિયમ આયનોને સ્થાનાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયામાં, સેલની અંદરથી બાહ્ય વાતાવરણમાં સડો ઉત્પાદનોના "ટ્રાન્સપોર્ટર્સ" ની સંખ્યા ફરી ભરાઈ જાય છે.
કોષ પટલ દ્વારા કોષનું પોષણ કેવી રીતે થાય છે?
ઘણા કોષો ફેગોસાયટોસિસ અને પિનોસાયટોસિસ જેવી પ્રક્રિયાઓ દ્વારા પદાર્થો લે છે. પ્રથમ વિકલ્પમાં, લવચીક બાહ્ય પટલ એક નાનું ડિપ્રેશન બનાવે છે જેમાં કેપ્ચર કરેલ કણ સમાપ્ત થાય છે. બંધ કણો કોષના સાયટોપ્લાઝમમાં પ્રવેશે ત્યાં સુધી પછી વિરામનો વ્યાસ મોટો થાય છે. ફેગોસાયટોસિસ દ્વારા, કેટલાક પ્રોટોઝોઆ, જેમ કે એમેબાસ, તેમજ રક્ત કોશિકાઓ - લ્યુકોસાઈટ્સ અને ફેગોસાઈટ્સને ખવડાવવામાં આવે છે. એ જ રીતે, કોષો પ્રવાહીને શોષી લે છે, જેમાં જરૂરી પોષક તત્વો હોય છે. આ ઘટનાને પિનોસાયટોસિસ કહેવામાં આવે છે.
બાહ્ય પટલ કોષના એન્ડોપ્લાઝમિક રેટિક્યુલમ સાથે નજીકથી જોડાયેલ છે.
ઘણા પ્રકારના મુખ્ય પેશી ઘટકોમાં પટલની સપાટી પર પ્રોટ્રુઝન, ફોલ્ડ અને માઇક્રોવિલી હોય છે. આ શેલની બહારના છોડના કોષો બીજા, જાડા અને માઈક્રોસ્કોપ હેઠળ સ્પષ્ટ રીતે દેખાતા હોય છે. તેઓ જે ફાઇબરથી બનેલા હોય છે તે છોડની પેશીઓ, જેમ કે લાકડા માટે આધાર બનાવવામાં મદદ કરે છે. પ્રાણી કોષોમાં પણ સંખ્યાબંધ બાહ્ય રચનાઓ હોય છે જે કોષ પટલની ટોચ પર બેસે છે. તેઓ પ્રકૃતિમાં સંપૂર્ણપણે રક્ષણાત્મક છે, આનું ઉદાહરણ જંતુઓના ઇન્ટિગ્યુમેન્ટરી કોષોમાં સમાયેલ ચિટિન છે.
સેલ્યુલર મેમ્બ્રેન ઉપરાંત, એક અંતઃકોશિક પટલ છે. તેનું કાર્ય કોષને કેટલાક વિશિષ્ટ બંધ કમ્પાર્ટમેન્ટ્સમાં વિભાજીત કરવાનું છે - કમ્પાર્ટમેન્ટ્સ અથવા ઓર્ગેનેલ્સ, જ્યાં ચોક્કસ વાતાવરણ જાળવવું આવશ્યક છે.
આમ, કોષ પટલ જેવા જીવંત જીવતંત્રના મૂળભૂત એકમના આવા ઘટકની ભૂમિકાને વધુ પડતો અંદાજ આપવો અશક્ય છે. માળખું અને કાર્યો કોષના કુલ સપાટી વિસ્તારના નોંધપાત્ર વિસ્તરણ અને મેટાબોલિક પ્રક્રિયાઓમાં સુધારો સૂચવે છે. આ પરમાણુ રચનામાં પ્રોટીન અને લિપિડનો સમાવેશ થાય છે. કોષને બાહ્ય વાતાવરણથી અલગ કરીને, પટલ તેની અખંડિતતાને સુનિશ્ચિત કરે છે. તેની સહાયથી, આંતરકોષીય જોડાણો એકદમ મજબૂત સ્તરે જાળવવામાં આવે છે, પેશીઓ બનાવે છે. આ સંદર્ભે, અમે નિષ્કર્ષ પર આવી શકીએ છીએ કે કોષ પટલ કોષમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. તેના દ્વારા કરવામાં આવતી રચના અને કાર્યો તેમના હેતુના આધારે વિવિધ કોષોમાં ધરમૂળથી અલગ પડે છે. આ લક્ષણો દ્વારા, કોષ પટલની વિવિધ શારીરિક પ્રવૃત્તિઓ અને કોષો અને પેશીઓના અસ્તિત્વમાં તેમની ભૂમિકાઓ પ્રાપ્ત થાય છે.
તે કોઈ રહસ્ય નથી કે આપણા ગ્રહ પરના તમામ જીવંત પ્રાણીઓ કોષોથી બનેલા છે, આ અસંખ્ય "" કાર્બનિક પદાર્થો. કોષો, બદલામાં, એક વિશિષ્ટ રક્ષણાત્મક શેલથી ઘેરાયેલા હોય છે - એક પટલ, જે કોષના જીવનમાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, અને કોષ પટલના કાર્યો માત્ર કોષનું રક્ષણ કરવા સુધી મર્યાદિત નથી, પરંતુ એક જટિલનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. કોષના પ્રજનન, પોષણ અને પુનર્જીવનમાં સામેલ મિકેનિઝમ.
કોષ પટલ શું છે
શબ્દ "મેમ્બ્રેન" પોતે લેટિનમાંથી "ફિલ્મ" તરીકે અનુવાદિત થાય છે, જો કે પટલ એ માત્ર એક પ્રકારની ફિલ્મ નથી જેમાં કોષને વીંટાળવામાં આવે છે, પરંતુ એકબીજા સાથે જોડાયેલ બે ફિલ્મોનું સંયોજન અને વિવિધ ગુણધર્મો ધરાવે છે. હકીકતમાં, કોષ પટલ એ ત્રણ-સ્તરનું લિપોપ્રોટીન (ચરબી-પ્રોટીન) પટલ છે જે દરેક કોષને પડોશી કોષો અને પર્યાવરણથી અલગ કરે છે અને કોષો અને પર્યાવરણ વચ્ચે નિયંત્રિત વિનિમય કરે છે, આ કોષ પટલ શું છે તેની શૈક્ષણિક વ્યાખ્યા છે. છે.
પટલનું મહત્વ ફક્ત પ્રચંડ છે, કારણ કે તે માત્ર એક કોષને બીજાથી અલગ કરતું નથી, પણ અન્ય કોષો અને પર્યાવરણ બંને સાથે કોષની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પણ સુનિશ્ચિત કરે છે.
સેલ મેમ્બ્રેન સંશોધનનો ઇતિહાસ
1925 માં બે જર્મન વૈજ્ઞાનિકો ગોર્ટર અને ગ્રેન્ડેલ દ્વારા કોશિકા કલાના અભ્યાસમાં મહત્વપૂર્ણ યોગદાન આપવામાં આવ્યું હતું. તે પછી જ તેઓ લાલ રક્ત કોશિકાઓ - એરિથ્રોસાઇટ્સ પર એક જટિલ જૈવિક પ્રયોગ હાથ ધરવા માટે વ્યવસ્થાપિત થયા, જે દરમિયાન વૈજ્ઞાનિકોએ કહેવાતા "પડછાયાઓ", એરિથ્રોસાઇટ્સના ખાલી શેલો મેળવ્યા, જે તેઓએ એક સ્ટેકમાં સ્ટેક કર્યા અને સપાટીનું ક્ષેત્રફળ માપ્યું, અને ગણતરી પણ કરી. તેમાં લિપિડની માત્રા. પ્રાપ્ત લિપિડ્સના જથ્થાના આધારે, વૈજ્ઞાનિકો નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે તેઓ કોષ પટલના ડબલ સ્તરમાં ચોક્કસપણે સમાયેલ છે.
1935 માં, કોષ પટલના સંશોધકોની બીજી જોડી, આ વખતે અમેરિકનો ડેનિયલ અને ડોસન, લાંબા પ્રયોગોની શ્રેણી પછી, કોષ પટલમાં પ્રોટીન સામગ્રીની સ્થાપના કરી. પટલમાં આટલી ઊંચી સપાટીનું તાણ શા માટે હતું તે સમજાવવાનો બીજો કોઈ રસ્તો નહોતો. વૈજ્ઞાનિકોએ ચતુરાઈપૂર્વક સેન્ડવીચના રૂપમાં સેલ મેમ્બ્રેનનું એક મોડેલ રજૂ કર્યું છે, જેમાં બ્રેડની ભૂમિકા સજાતીય લિપિડ-પ્રોટીન સ્તરો દ્વારા ભજવવામાં આવે છે, અને તેમની વચ્ચે, તેલને બદલે, ખાલીપણું જોવા મળે છે.
1950 માં, ઇલેક્ટ્રોનિક્સના આગમન સાથે, ડેનિયલ અને ડોસનના સિદ્ધાંતની પ્રાયોગિક અવલોકનો દ્વારા પુષ્ટિ કરવામાં આવી હતી - કોષ પટલના માઇક્રોગ્રાફમાં, લિપિડ અને પ્રોટીન હેડના સ્તરો અને તેમની વચ્ચેની ખાલી જગ્યા સ્પષ્ટપણે દેખાતી હતી.
1960 માં, અમેરિકન જીવવિજ્ઞાની જે. રોબર્ટસને કોષ પટલની ત્રણ-સ્તરની રચના વિશે એક સિદ્ધાંત વિકસાવ્યો, જે લાંબા સમય સુધી એકમાત્ર સાચો માનવામાં આવતો હતો, પરંતુ વિજ્ઞાનના વધુ વિકાસ સાથે, તેની અપૂર્ણતા વિશે શંકાઓ ઊભી થવા લાગી. તેથી, ઉદાહરણ તરીકે, દૃષ્ટિકોણથી, કોષો માટે સમગ્ર "સેન્ડવીચ" દ્વારા જરૂરી પોષક તત્વોનું પરિવહન કરવું મુશ્કેલ અને શ્રમ-સઘન હશે.
અને માત્ર 1972 માં, અમેરિકન જીવવિજ્ઞાનીઓ એસ. સિંગર અને જી. નિકોલ્સન કોષ પટલના નવા પ્રવાહી-મોઝેક મોડેલનો ઉપયોગ કરીને રોબર્ટસનના સિદ્ધાંતમાં અસંગતતાઓને સમજાવવામાં સક્ષમ હતા. ખાસ કરીને, તેઓએ જોયું કે કોષ પટલ તેની રચનામાં એકરૂપ નથી, વધુમાં, તે અસમપ્રમાણ છે અને પ્રવાહીથી ભરેલું છે. વધુમાં, કોષો સતત ગતિમાં હોય છે. અને કુખ્યાત પ્રોટીન કે જે કોષ પટલનો ભાગ છે તેમની રચનાઓ અને કાર્યો વિવિધ છે.
કોષ પટલના ગુણધર્મો અને કાર્યો
હવે ચાલો જોઈએ કે કોષ પટલ કયા કાર્યો કરે છે:
કોષ પટલનું અવરોધક કાર્ય એ વાસ્તવિક સરહદ રક્ષક તરીકે પટલ છે, જે કોષની સીમાઓ પર સ્થાયી રક્ષક છે, વિલંબ કરે છે અને હાનિકારક અથવા ફક્ત અયોગ્ય પરમાણુઓને પસાર થવા દેતું નથી.
કોષ પટલનું પરિવહન કાર્ય - પટલ એ કોષના દ્વાર પર માત્ર એક સરહદ રક્ષક નથી, પણ એક પ્રકારનું કસ્ટમ ચેકપોઇન્ટ પણ છે જે અન્ય કોષો અને પર્યાવરણ સાથે સતત વિનિમય થાય છે.
મેટ્રિક્સ કાર્ય - તે કોષ પટલ છે જે એકબીજાને સંબંધિત સ્થાન નક્કી કરે છે અને તેમની વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને નિયંત્રિત કરે છે.
યાંત્રિક કાર્ય - એક કોષને બીજાથી મર્યાદિત કરવા અને સમાંતર રીતે, કોષોને એકબીજા સાથે યોગ્ય રીતે જોડવા માટે, તેમને સજાતીય પેશીઓમાં બનાવવા માટે જવાબદાર છે.
કોષ પટલનું રક્ષણાત્મક કાર્ય કોષના રક્ષણાત્મક કવચના નિર્માણ માટેનો આધાર છે. પ્રકૃતિમાં, આ કાર્યનું ઉદાહરણ કઠણ લાકડું, ગાઢ છાલ, રક્ષણાત્મક શેલ હોઈ શકે છે, આ બધું પટલના રક્ષણાત્મક કાર્યને કારણે છે.
એન્ઝાઇમેટિક ફંક્શન એ કોષમાં અમુક પ્રોટીન દ્વારા કરવામાં આવતું બીજું મહત્વનું કાર્ય છે. ઉદાહરણ તરીકે, આ કાર્ય માટે આભાર, પાચન ઉત્સેચકોનું સંશ્લેષણ આંતરડાના ઉપકલામાં થાય છે.
ઉપરાંત, આ બધા ઉપરાંત, સેલ્યુલર વિનિમય કોષ પટલ દ્વારા થાય છે, જે ત્રણ અલગ અલગ પ્રતિક્રિયાઓમાં થઈ શકે છે:
- ફેગોસાયટોસિસ એ સેલ્યુલર વિનિમય છે જેમાં મેમ્બ્રેન-એમ્બેડેડ ફેગોસાઇટ કોષો વિવિધ પોષક તત્વો મેળવે છે અને ડાયજેસ્ટ કરે છે.
- પિનોસાયટોસિસ એ તેના સંપર્કમાં રહેલા પ્રવાહી અણુઓના કોષ પટલ દ્વારા કેપ્ચર કરવાની પ્રક્રિયા છે. આ કરવા માટે, પટલની સપાટી પર ખાસ ટેન્ડ્રીલ્સ બનાવવામાં આવે છે, જે પ્રવાહીના ટીપાને ઘેરી લે છે, એક પરપોટો બનાવે છે, જે પાછળથી પટલ દ્વારા "ગળી જાય છે".
- એક્ઝોસાયટોસિસ એ વિપરીત પ્રક્રિયા છે જ્યારે કોષ પટલ દ્વારા સપાટી પર સિક્રેટરી ફંક્શનલ પ્રવાહી છોડે છે.
કોષ પટલનું માળખું
કોષ પટલમાં લિપિડ્સના ત્રણ વર્ગો છે:
- ફોસ્ફોલિપિડ્સ (જે ચરબી અને ફોસ્ફરસનું મિશ્રણ છે),
- ગ્લાયકોલિપિડ્સ (ચરબી અને કાર્બોહાઇડ્રેટ્સનું મિશ્રણ),
- કોલેસ્ટ્રોલ
ફોસ્ફોલિપિડ્સ અને ગ્લાયકોલિપિડ્સ, બદલામાં, હાઇડ્રોફિલિક હેડ ધરાવે છે, જેમાં બે લાંબી હાઇડ્રોફોબિક પૂંછડીઓ વિસ્તરે છે. કોલેસ્ટ્રોલ આ પૂંછડીઓ વચ્ચેની જગ્યા રોકે છે, આ બધું, કેટલાક કિસ્સાઓમાં, ચોક્કસ કોષોની પટલને ખૂબ જ કઠોર બનાવે છે. આ બધા ઉપરાંત, કોલેસ્ટ્રોલના પરમાણુઓ કોષ પટલની રચનાને ગોઠવે છે.
પરંતુ તે હોઈ શકે તે રીતે, કોષ પટલની રચનાનો સૌથી મહત્વપૂર્ણ ભાગ પ્રોટીન છે, અથવા તેના બદલે અલગ પ્રોટીન છે જે વિવિધ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. પટલમાં સમાવિષ્ટ પ્રોટીનની વિવિધતા હોવા છતાં, ત્યાં કંઈક છે જે તેમને એક કરે છે - વલયાકાર લિપિડ્સ તમામ પટલ પ્રોટીનની આસપાસ સ્થિત છે. વલયાકાર લિપિડ્સ એ ખાસ સંરચિત ચરબી છે જે પ્રોટીન માટે એક પ્રકારના રક્ષણાત્મક શેલ તરીકે સેવા આપે છે, જેના વિના તેઓ કામ કરશે નહીં.
કોષ પટલની રચનામાં ત્રણ સ્તરો હોય છે: કોષ પટલનો આધાર સજાતીય પ્રવાહી બિલીપીડ સ્તર છે. પ્રોટીન્સ તેને મોઝેકની જેમ બંને બાજુઓ પર આવરી લે છે. તે પ્રોટીન છે, ઉપર વર્ણવેલ કાર્યો ઉપરાંત, તે વિલક્ષણ ચેનલોની ભૂમિકા પણ ભજવે છે જેના દ્વારા પટલના પ્રવાહી સ્તરમાં પ્રવેશવામાં અસમર્થ એવા પદાર્થો પટલમાંથી પસાર થાય છે. આમાં, ઉદાહરણ તરીકે, પટલ દ્વારા તેમના ઘૂંસપેંઠ માટે પોટેશિયમ અને સોડિયમ આયનોનો સમાવેશ થાય છે, પ્રકૃતિ કોષ પટલમાં વિશેષ આયન ચેનલો પ્રદાન કરે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, પ્રોટીન કોષ પટલની અભેદ્યતાને સુનિશ્ચિત કરે છે.
જો આપણે માઇક્રોસ્કોપ દ્વારા કોષ પટલને જોઈએ, તો આપણે નાના ગોળાકાર પરમાણુઓ દ્વારા રચાયેલ લિપિડનો એક સ્તર જોશું કે જેના પર પ્રોટીન સમુદ્ર પર તરી રહ્યા છે. હવે તમે જાણો છો કે કોષ પટલ કયા પદાર્થો બનાવે છે.
કોષ પટલ વિડિઓ
અને છેલ્લે, કોષ પટલ વિશે એક શૈક્ષણિક વિડિઓ.
તેની કાર્યાત્મક લાક્ષણિકતાઓના આધારે, કોષ પટલને 9 કાર્યોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે જે તે કરે છે.
કોષ પટલના કાર્યો:
1. પરિવહન. કોષથી કોષમાં પદાર્થોનું પરિવહન કરે છે;
2. અવરોધ. પસંદગીયુક્ત અભેદ્યતા છે, જરૂરી ચયાપચયની ખાતરી કરે છે;
3. રીસેપ્ટર. પટલમાં જોવા મળતા કેટલાક પ્રોટીન રીસેપ્ટર્સ છે;
4. યાંત્રિક. કોષની સ્વાયત્તતા અને તેની યાંત્રિક રચનાઓને સુનિશ્ચિત કરે છે;
5. મેટ્રિક્સ. મેટ્રિક્સ પ્રોટીનની શ્રેષ્ઠ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા અને દિશા પ્રદાન કરે છે;
6. ઊર્જા. પટલમાં મિટોકોન્ડ્રિયામાં સેલ્યુલર શ્વસન દરમિયાન ઊર્જા ટ્રાન્સફર સિસ્ટમ્સ હોય છે;
7. એન્ઝાઇમેટિક. મેમ્બ્રેન પ્રોટીન ક્યારેક ઉત્સેચકો હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, આંતરડાના કોષ પટલ;
8. માર્કિંગ. પટલમાં એન્ટિજેન્સ (ગ્લાયકોપ્રોટીન) હોય છે જે કોષને ઓળખવાની મંજૂરી આપે છે;
9. પેદા કરી રહ્યું છે. બાયોપોટેન્શિયલનું ઉત્પાદન અને વહન કરે છે.
તમે પ્રાણી કોષ અથવા વનસ્પતિ કોષની રચનાના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને કોષ પટલ કેવો દેખાય છે તે જોઈ શકો છો.
આકૃતિ કોષ પટલની રચના દર્શાવે છે.
કોષ પટલના ઘટકોમાં વિવિધ કોષ પટલ પ્રોટીન (ગ્લોબ્યુલર, પેરિફેરલ, સપાટી), તેમજ કોષ પટલ લિપિડ્સ (ગ્લાયકોલિપિડ, ફોસ્ફોલિપિડ) નો સમાવેશ થાય છે. કોષ પટલની રચનામાં કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ, કોલેસ્ટ્રોલ, ગ્લાયકોપ્રોટીન અને પ્રોટીન આલ્ફા હેલિક્સ પણ છે.
કોષ પટલની રચના
કોષ પટલની મુખ્ય રચનામાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:
1. પ્રોટીન - પટલના વિવિધ ગુણધર્મો માટે જવાબદાર;
2. ત્રણ પ્રકારના લિપિડ્સ (ફોસ્ફોલિપિડ્સ, ગ્લાયકોલિપિડ્સ અને કોલેસ્ટ્રોલ) પટલની કઠોરતા માટે જવાબદાર છે.
કોષ પટલ પ્રોટીન:
1. ગ્લોબ્યુલર પ્રોટીન;
2. સપાટી પ્રોટીન;
3. પેરિફેરલ પ્રોટીન.
કોષ પટલનો મુખ્ય હેતુ
કોષ પટલનો મુખ્ય હેતુ:
1. કોષ અને પર્યાવરણ વચ્ચેના વિનિમયને નિયંત્રિત કરો;
2. કોઈપણ કોષની સામગ્રીને બાહ્ય વાતાવરણથી અલગ કરો, ત્યાં તેની અખંડિતતાની ખાતરી કરો;
3. અંતઃકોશિક પટલ કોષને વિશિષ્ટ બંધ કમ્પાર્ટમેન્ટ્સમાં વિભાજિત કરે છે - ઓર્ગેનેલ્સ અથવા કમ્પાર્ટમેન્ટ જેમાં ચોક્કસ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ જાળવવામાં આવે છે.
કોષ પટલ માળખું
કોષ પટલનું માળખું પ્રવાહી ફોસ્ફોલિપિડ મેટ્રિક્સમાં ઓગળેલા ગ્લોબ્યુલર ઇન્ટિગ્રલ પ્રોટીનનું દ્વિ-પરિમાણીય દ્રાવણ છે. મેમ્બ્રેન સ્ટ્રક્ચરનું આ મોડેલ 1972 માં બે વૈજ્ઞાનિકો નિકોલ્સન અને સિંગર દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું હતું. આમ, પટલનો આધાર બાયમોલેક્યુલર લિપિડ સ્તર છે, જેમાં પરમાણુઓની ક્રમબદ્ધ ગોઠવણી છે, જેમ તમે જોઈ શકો છો.
કોષ પટલ (પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેન) એક પાતળી, અર્ધ-પારગમ્ય પટલ છે જે કોષોને ઘેરી લે છે.
કોષ પટલનું કાર્ય અને ભૂમિકા
તેનું કાર્ય કોષમાં કેટલાક આવશ્યક પદાર્થોને પ્રવેશવાની મંજૂરી આપીને અને અન્યને પ્રવેશતા અટકાવીને આંતરિક ભાગની અખંડિતતાનું રક્ષણ કરવાનું છે.
તે કેટલાક સજીવો અને અન્ય સાથે જોડાણ માટેના આધાર તરીકે પણ કામ કરે છે. આમ, પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેન કોષનો આકાર પણ પ્રદાન કરે છે. પટલનું બીજું કાર્ય સંતુલન દ્વારા કોષની વૃદ્ધિને નિયંત્રિત કરવાનું છે.
એન્ડોસાયટોસિસમાં, કોષ પટલમાંથી લિપિડ્સ અને પ્રોટીન દૂર કરવામાં આવે છે કારણ કે પદાર્થો શોષાય છે. એક્સોસાયટોસિસ દરમિયાન, લિપિડ અને પ્રોટીન ધરાવતા વેસિકલ્સ કોષ પટલ સાથે ભળી જાય છે, કોષનું કદ વધે છે. , અને ફૂગના કોષોમાં પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેન હોય છે. આંતરિક લોકો, ઉદાહરણ તરીકે, રક્ષણાત્મક પટલમાં પણ બંધ છે.
કોષ પટલ માળખું
પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેન મુખ્યત્વે પ્રોટીન અને લિપિડ્સના મિશ્રણથી બનેલું છે. શરીરમાં પટલના સ્થાન અને ભૂમિકાના આધારે, લિપિડ્સ પટલના 20 થી 80 ટકા ભાગ બનાવી શકે છે, બાકીના પ્રોટીન સાથે. જ્યારે લિપિડ્સ મેમ્બ્રેનને લવચીકતા આપવામાં મદદ કરે છે, પ્રોટીન કોષની રસાયણશાસ્ત્રને નિયંત્રિત કરે છે અને જાળવે છે અને સમગ્ર પટલમાં પરમાણુઓના પરિવહનમાં મદદ કરે છે.
પટલ લિપિડ્સ
ફોસ્ફોલિપિડ્સ એ પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેનનું મુખ્ય ઘટક છે. તેઓ લિપિડ બાયલેયર બનાવે છે જેમાં હાઇડ્રોફિલિક (પાણી-આકર્ષિત) માથાના પ્રદેશો સ્વયંભૂ રીતે જલીય સાયટોસોલ અને એક્સ્ટ્રા સેલ્યુલર પ્રવાહીનો સામનો કરવા માટે ગોઠવે છે, જ્યારે હાઇડ્રોફોબિક (પાણીથી ભગાડેલા) પૂંછડીના પ્રદેશો સાયટોસોલ અને એક્સ્ટ્રા સેલ્યુલર પ્રવાહીથી દૂર રહે છે. લિપિડ બાયલેયર અર્ધપારગમ્ય છે, જે માત્ર કેટલાક અણુઓને સમગ્ર પટલમાં ફેલાવવા દે છે.
કોલેસ્ટરોલ એ પ્રાણી કોષ પટલનો બીજો લિપિડ ઘટક છે. કોલેસ્ટરોલના પરમાણુઓ મેમ્બ્રેન ફોસ્ફોલિપિડ્સ વચ્ચે પસંદગીયુક્ત રીતે વિખરાયેલા છે. આ ફોસ્ફોલિપિડ્સને ખૂબ ગાઢ બનતા અટકાવીને કોષ પટલની કઠોરતા જાળવવામાં મદદ કરે છે. કોલેસ્ટ્રોલ છોડના કોષ પટલમાં ગેરહાજર છે.
ગ્લાયકોલિપિડ્સ કોષ પટલની બાહ્ય સપાટી પર સ્થિત છે અને તેમની સાથે કાર્બોહાઇડ્રેટ સાંકળ દ્વારા જોડાયેલા છે. તેઓ કોષને શરીરના અન્ય કોષોને ઓળખવામાં મદદ કરે છે.
પટલ પ્રોટીન
કોષ પટલમાં બે પ્રકારના સંકળાયેલ પ્રોટીન હોય છે. પેરિફેરલ મેમ્બ્રેનના પ્રોટીન બાહ્ય છે અને અન્ય પ્રોટીન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરીને તેની સાથે સંકળાયેલા છે. ઇન્ટિગ્રલ મેમ્બ્રેન પ્રોટીન પટલમાં દાખલ થાય છે અને મોટા ભાગના તેમાંથી પસાર થાય છે. આ ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન પ્રોટીનના ભાગો તેની બંને બાજુઓ પર સ્થિત છે.
પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેન પ્રોટીનમાં સંખ્યાબંધ વિવિધ કાર્યો હોય છે. માળખાકીય પ્રોટીન કોષોને ટેકો અને આકાર આપે છે. મેમ્બ્રેન રીસેપ્ટર પ્રોટીન કોષોને તેમના બાહ્ય વાતાવરણ સાથે હોર્મોન્સ, ચેતાપ્રેષકો અને અન્ય સિગ્નલિંગ પરમાણુઓનો ઉપયોગ કરીને વાતચીત કરવામાં મદદ કરે છે. પરિવહન પ્રોટીન, જેમ કે ગ્લોબ્યુલર પ્રોટીન, સુવિધાયુક્ત પ્રસરણ દ્વારા કોષ પટલમાં પરિવહન પરમાણુઓ. ગ્લાયકોપ્રોટીન તેમની સાથે જોડાયેલ કાર્બોહાઇડ્રેટ સાંકળ ધરાવે છે. તેઓ કોષ પટલમાં જડિત હોય છે, જે પરમાણુઓના વિનિમય અને પરિવહનમાં મદદ કરે છે.
ઓર્ગેનેલ પટલ
કેટલાક સેલ્યુલર ઓર્ગેનેલ્સ પણ રક્ષણાત્મક પટલથી ઘેરાયેલા હોય છે. મુખ્ય
