कोशिका में प्रतिशत के अनुसार रासायनिक तत्वों और अकार्बनिक यौगिकों को तीन समूहों में बांटा गया है:

मैक्रोन्यूट्रिएंट्स: हाइड्रोजन, कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन (कोशिका में एकाग्रता - 99.9%);

ट्रेस तत्व: सोडियम, मैग्नीशियम, फास्फोरस, सल्फर, क्लोरीन, पोटेशियम, कैल्शियम (कोशिका में एकाग्रता -0.1%);

अल्ट्रामाइक्रोलेमेंट्स: बोरॉन, सिलिकॉन, वैनेडियम, मैंगनीज, लोहा, कोबाल्ट, तांबा, जस्ता, मोलिब्डेनम (कोशिका में एकाग्रता 0.001% से कम है)।

खनिज, लवण और आयन 2... 6 . हैं % कोशिका का आयतन, कुछ खनिज घटक कोशिका में गैर-आयनित रूप में मौजूद होते हैं। उदाहरण के लिए, कार्बन से बंधा लोहा हीमोग्लोबिन, फेरिटिन, साइटोक्रोम और अन्य एंजाइमों में पाया जाता है जो सामान्य कोशिका गतिविधि को बनाए रखने के लिए आवश्यक होते हैं।

खनिज लवणआयनों और धनायनों में अलग हो जाते हैं और इस तरह कोशिका के आसमाटिक दबाव और अम्ल-क्षार संतुलन को बनाए रखते हैं। अकार्बनिक आयन एंजाइमी गतिविधि के कार्यान्वयन के लिए आवश्यक सहकारक के रूप में कार्य करते हैं। अकार्बनिक फॉस्फेट से, एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण की प्रक्रिया में बनता है - एक पदार्थ जिसमें कोशिका की महत्वपूर्ण गतिविधि के लिए आवश्यक ऊर्जा संग्रहीत होती है। कैल्शियम आयन परिसंचारी रक्त और कोशिकाओं में पाए जाते हैं। हड्डियों में, वे फॉस्फेट और कार्बोनेट आयनों के साथ मिलकर एक क्रिस्टलीय संरचना बनाते हैं।

पानी -यह जीवित पदार्थ का एक सार्वभौमिक फैलाव माध्यम है। सक्रिय कोशिकाओं में 60-95% पानी होता है, हालांकि, आराम करने वाली कोशिकाओं और ऊतकों में, उदाहरण के लिए, बीजाणुओं और बीजों में, पानी का हिस्सा आमतौर पर कम से कम 10-20 होता है। %>. कोशिका में पानी दो रूपों में होता है: मुक्त और बाध्य। मुक्त जल कोशिका के समस्त जल का ९५% भाग बनाता है और मुख्य रूप से प्रोटोप्लाज्म के कोलॉइडी तंत्र के विलायक और परिक्षेपण माध्यम के रूप में उपयोग किया जाता है। बाध्य जल (4-5 .) % सभी कोशिका जल) हाइड्रोजन और अन्य बंधों द्वारा प्रोटीन से शिथिल रूप से जुड़ा होता है।

कार्बनिक पदार्थ - कार्बन युक्त यौगिक (कार्बोनेट को छोड़कर)। अधिकांश कार्बनिक पदार्थ बहुलक होते हैं जो दोहराए जाने वाले कणों - मोनोमर्स से बने होते हैं।

प्रोटीन- जैविक बहुलक जो कोशिका के कार्बनिक पदार्थ का बड़ा हिस्सा बनाते हैं, जो लगभग 40 ... प्रोटोप्लाज्म के शुष्क द्रव्यमान का 50% होता है। प्रोटीन में कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, साथ ही सल्फर और फास्फोरस होते हैं।

केवल अमीनो एसिड से युक्त प्रोटीन को सरल प्रोटीन कहा जाता है (जीआर से। प्रोटोस - पहला, सबसे महत्वपूर्ण)। वे आमतौर पर सेल में भंडारण पदार्थ के रूप में जमा होते हैं। जटिल प्रोटीन (प्रोटिड्स) कार्बोहाइड्रेट, फैटी एसिड, न्यूक्लिक एसिड के साथ सरल प्रोटीन के संयोजन के परिणामस्वरूप बनते हैं। कोशिका में सभी महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को निर्धारित और विनियमित करने वाले अधिकांश एंजाइम प्रोटीन प्रकृति के होते हैं।

स्थानिक विन्यास के आधार पर, प्रोटीन अणुओं के संगठन के चार संरचनात्मक स्तरों को प्रतिष्ठित किया जाता है। प्राथमिक संरचना: अमीनो एसिड एक स्ट्रिंग पर मोतियों की तरह बंधे होते हैं, व्यवस्था का क्रम बहुत जैविक महत्व का है। माध्यमिक संरचना: अणु कॉम्पैक्ट, कठोर, लंबे कण नहीं होते हैं, विन्यास में, ऐसे प्रोटीन एक सर्पिल के समान होते हैं। तृतीयक संरचना: जटिल स्थानिक तह के परिणामस्वरूप पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला, तथाकथित गोलाकार प्रोटीन की एक कॉम्पैक्ट संरचना बनाती है। चतुर्धातुक संरचना: इसमें दो या दो से अधिक श्रृंखलाएँ होती हैं, जो समान या भिन्न हो सकती हैं।

प्रोटीन में मोनोमर्स होते हैं - अमीनो एसिड (ज्ञात 40 अमीनो एसिड में से 20 प्रोटीन का हिस्सा हैं)। अमीनो एसिड एम्फोटेरिक यौगिक होते हैं जिनमें एसिड (कार्बोक्सिल) और बेसिक (एमाइन) दोनों समूह होते हैं। अमीनो एसिड के संघनन के दौरान, एक प्रोटीन अणु का निर्माण होता है, एक अमीनो एसिड का अम्लीय समूह दूसरे अमीनो एसिड के मुख्य समूह के साथ जुड़ जाता है। प्रत्येक प्रोटीन में सैकड़ों अमीनो एसिड अणु होते हैं जो विभिन्न क्रमों और अनुपातों में जुड़े होते हैं, जो प्रोटीन अणुओं के कार्यों की विविधता को निर्धारित करते हैं।

न्यूक्लिक एसिड- प्राकृतिक उच्च आणविक भार जैविक पॉलिमर जो जीवित जीवों में वंशानुगत (आनुवंशिक) जानकारी का भंडारण और संचरण प्रदान करते हैं। यह बायोपॉलिमर का सबसे महत्वपूर्ण समूह है, हालांकि सामग्री प्रोटोप्लाज्म के द्रव्यमान के 1-2% से अधिक नहीं होती है।

न्यूक्लिक एसिड अणु मोनोमर्स - न्यूक्लियोटाइड्स की लंबी रैखिक श्रृंखलाएं हैं। प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड में एक नाइट्रोजनस बेस, एक मोनोसेकेराइड (पेंटोस) और एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होता है। डीएनए की मुख्य मात्रा नाभिक में निहित होती है, आरएनए नाभिक और कोशिका द्रव्य दोनों में पाया जाता है।

राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) के एक एकल-फंसे अणु में 4 ... 6 हजार न्यूक्लियोटाइड होते हैं, जिसमें राइबोज, एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष और चार प्रकार के नाइट्रोजनस बेस होते हैं: एडेनिन (ए), गुआनिन (जी), यूरैसिल (वाई) और साइटोसिन (सी)।

डीएनए अणुओं में 10 ... 25 हजार व्यक्तिगत न्यूक्लियोटाइड होते हैं जो डीऑक्सीराइबोज, फॉस्फोरिक एसिड अवशेष और चार प्रकार के नाइट्रोजनस बेस से बने होते हैं: एडेनिन (ए), गुआनिन (जी), यूरैसिल (वाई) और थाइमिन (टी)।

एक डीएनए अणु में दो पूरक किस्में होती हैं, जिनकी लंबाई कई दसियों और यहां तक कि सैकड़ों माइक्रोमीटर तक पहुंच जाती है।

1953 में डी. वाटसन और एफ. क्रिक ने डीएनए (डबल हेलिक्स) का एक स्थानिक आणविक मॉडल प्रस्तावित किया। डीएनए आनुवंशिक जानकारी ले जाने में सक्षम है और सटीक रूप से पुन: पेश किया जाता है - यह 20 वीं शताब्दी के जीव विज्ञान में सबसे महत्वपूर्ण खोजों में से एक है, जिसने आनुवंशिकता के तंत्र की व्याख्या करना संभव बना दिया और आणविक जीव विज्ञान के विकास को एक शक्तिशाली प्रोत्साहन दिया।

लिपिड- वसायुक्त पदार्थ, संरचना और कार्य में विभिन्न। साधारण लिपिड - वसा, मोम - में फैटी एसिड और अल्कोहल के अवशेष होते हैं। कॉम्प्लेक्स लिपिड प्रोटीन (लिपोप्रोटीन), फॉस्फोरिक एसिड (फॉस्फोलिपिड्स), शर्करा (ग्लाइकोलिपिड्स) के साथ लिपिड के कॉम्प्लेक्स होते हैं। आमतौर पर वे 2 ... 3% की मात्रा में निहित होते हैं। लिपिड झिल्ली के संरचनात्मक घटक हैं जो उनकी पारगम्यता को प्रभावित करते हैं, साथ ही एटीपी के गठन के लिए ऊर्जा आरक्षित के रूप में भी काम करते हैं।

लिपिड के भौतिक और रासायनिक गुण दोनों ध्रुवीय (विद्युत आवेशित) समूहों (-COOH, -OH, -NH, आदि) और गैर-ध्रुवीय हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं के अणुओं में उपस्थिति से निर्धारित होते हैं। इस संरचना के कारण, अधिकांश लिपिड सर्फेक्टेंट होते हैं। वे पानी में (हाइड्रोफोबिक रेडिकल्स और समूहों की उच्च सामग्री के कारण) और तेलों में (ध्रुवीय समूहों की उपस्थिति के कारण) बहुत खराब घुलनशील हैं।

कार्बोहाइड्रेट- कार्बनिक यौगिक, जो जटिलता की डिग्री के अनुसार, मोनोसेकेराइड (ग्लूकोज, फ्रुक्टोज), डिसाकार्इड्स (सुक्रोज, माल्टोज, आदि), पॉलीसेकेराइड (स्टार्च, ग्लाइकोजन, आदि) में विभाजित होते हैं। मोनोसेकेराइड - प्रकाश संश्लेषण के प्राथमिक उत्पाद, पॉलीसेकेराइड, अमीनो एसिड, फैटी एसिड आदि के जैवसंश्लेषण के लिए उपयोग किए जाते हैं। पॉलीसेकेराइड को किण्वन या श्वसन के दौरान जारी किए गए मोनोसेकेराइड के बाद के टूटने के साथ एक ऊर्जा आरक्षित के रूप में संग्रहीत किया जाता है। हाइड्रोफिलिक पॉलीसेकेराइड सेल हाइड्रेशन बनाए रखते हैं।

एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड(एटीपी) में एक नाइट्रोजनस बेस - एडेनिन, एक कार्बोहाइड्रेट राइबोज और तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होते हैं, जिनके बीच उच्च-ऊर्जा बंधन होते हैं।

प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और वसा न केवल निर्माण सामग्री है जिससे शरीर बना है, बल्कि ऊर्जा के स्रोत भी हैं। श्वसन के दौरान प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, वसा का ऑक्सीकरण करके शरीर जटिल कार्बनिक यौगिकों की ऊर्जा को एटीपी अणु में ऊर्जा युक्त बंधों में परिवर्तित करता है। एटीपी को माइटोकॉन्ड्रिया में संश्लेषित किया जाता है, और फिर कोशिका के विभिन्न भागों में प्रवेश करता है, सभी महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा प्रदान करता है।

सभी जीवित जीव से बने होते हैं प्रकोष्ठों... मानव शरीर में भी है सेलुलर संरचनाजिसकी बदौलत इसकी वृद्धि, प्रजनन और विकास संभव है।

मानव शरीर में विभिन्न आकृतियों और आकारों की बड़ी संख्या में कोशिकाएं होती हैं, जो किए गए कार्य पर निर्भर करती हैं। द स्टडी कोशिकाओं की संरचना और कार्यमें लगी हुई है कोशिका विज्ञान.

प्रत्येक कोशिका एक झिल्ली से ढकी होती है जिसमें अणुओं की कई परतें होती हैं, जो पदार्थों की चयनात्मक पारगम्यता सुनिश्चित करती हैं। कोशिका में झिल्ली के नीचे एक चिपचिपा अर्ध-तरल पदार्थ होता है - ऑर्गेनेल के साथ साइटोप्लाज्म।

माइटोकॉन्ड्रिया- कोशिका के ऊर्जा स्टेशन, राइबोसोम - प्रोटीन निर्माण का स्थान, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, जो पदार्थों के परिवहन का कार्य करता है, नाभिक वंशानुगत जानकारी के भंडारण का स्थान है, नाभिक के अंदर न्यूक्लियोलस है। इसमें राइबोन्यूक्लिक अम्ल बनता है। एक कोशिका केंद्र केंद्रक के पास स्थित होता है, जो कोशिका विभाजन के लिए आवश्यक होता है।

मानव कोशिकाएंकार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थों से मिलकर बनता है।

अकार्बनिक पदार्थ:
पानी - कोशिका द्रव्यमान का 80% बनाता है, पदार्थों को घोलता है, रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेता है;
आयनों के रूप में खनिज लवण - कोशिकाओं और अंतरकोशिकीय पदार्थ के बीच पानी के वितरण में शामिल होते हैं। वे महत्वपूर्ण कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण के लिए आवश्यक हैं।
कार्बनिक पदार्थ:
प्रोटीन कोशिका के मूल पदार्थ हैं, प्रकृति में पाए जाने वाले सबसे जटिल पदार्थ हैं। प्रोटीन झिल्ली, नाभिक, ऑर्गेनेल का हिस्सा हैं, और कोशिका में एक संरचनात्मक कार्य करते हैं। एंजाइम - प्रोटीन, प्रतिक्रिया त्वरक;
वसा - एक ऊर्जा कार्य करते हैं, वे झिल्ली का हिस्सा होते हैं;
कार्बोहाइड्रेट - जब टूट जाते हैं, तो बड़ी मात्रा में ऊर्जा बनाते हैं, पानी में आसानी से घुलनशील होते हैं और इसलिए, जब वे टूट जाते हैं, तो ऊर्जा बहुत जल्दी उत्पन्न होती है।
न्यूक्लिक एसिड - डीएनए और आरएनए, वे माता-पिता से संतानों तक कोशिका प्रोटीन की संरचना के बारे में वंशानुगत जानकारी का निर्धारण, भंडारण और संचार करते हैं।
मानव शरीर की कोशिकाओं में कई महत्वपूर्ण गुण होते हैं और कुछ कार्य करते हैं:

में कोशिकाओं का चयापचय होता हैकार्बनिक यौगिकों के संश्लेषण और अपघटन के साथ; चयापचय ऊर्जा के रूपांतरण के साथ होता है;
जब एक कोशिका में पदार्थ बनते हैं, तो यह बढ़ता है, कोशिकाओं की वृद्धि उनकी संख्या में वृद्धि के साथ जुड़ी होती है, यह विभाजन द्वारा प्रजनन से जुड़ा होता है;
जीवित कोशिकाएं उत्तेजनीय होती हैं;
एक कोशिका की विशिष्ट विशेषताओं में से एक गति है।
मानव शरीर कोशिकानिम्नलिखित महत्वपूर्ण गुण निहित हैं: चयापचय, विकास, प्रजनन और उत्तेजना। इन्हीं कार्यों के आधार पर पूरे जीव का कार्य होता है।

कोशिका की रासायनिक संरचना।

जीवित प्रकृति के संगठन के मूल गुण और स्तर

जीवित प्रणालियों के संगठन के स्तर जीवन के संरचनात्मक संगठन की अधीनता, पदानुक्रम को दर्शाते हैं:

आणविक आनुवंशिक - व्यक्तिगत बायोपॉलिमर (डीएनए, आरएनए, प्रोटीन);

कोशिकीय - जीवन की एक प्राथमिक स्व-प्रजनन इकाई (प्रोकैरियोट्स, एककोशिकीय यूकेरियोट्स), ऊतक, अंग;

संगठनात्मक - एक अलग व्यक्ति का स्वतंत्र अस्तित्व;

जनसंख्या-विशिष्ट - एक प्रारंभिक विकसित इकाई - एक जनसंख्या;

बायोगेकेनोटिक - विभिन्न आबादी और उनके आवासों से युक्त पारिस्थितिक तंत्र;

जीवमंडल - पृथ्वी की संपूर्ण जीवित जनसंख्या, जो प्रकृति में पदार्थों का चक्र प्रदान करती है।

प्रकृति अपने रूपों की सभी विविधता में संपूर्ण मौजूदा भौतिक संसार है।

प्रकृति की एकता अपने अस्तित्व की निष्पक्षता, मौलिक संरचना की व्यापकता, समान भौतिक नियमों की अधीनता, संगठन की प्रणालीगत प्रकृति में प्रकट होती है।

विभिन्न प्राकृतिक प्रणालियाँ, दोनों सजीव और निर्जीव, परस्पर जुड़ी हुई हैं और एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करती हैं। एक प्रणालीगत बातचीत का एक उदाहरण जीवमंडल है।

जीव विज्ञान विज्ञान का एक जटिल है जो जीवित प्रणालियों के विकास और जीवन के पैटर्न, उनकी विविधता और पर्यावरण के अनुकूलता के कारणों, अन्य जीवित प्रणालियों और निर्जीव प्रकृति की वस्तुओं के साथ संबंधों का अध्ययन करता है।

जीव विज्ञान में अनुसंधान का उद्देश्य वन्य जीवन है।

जीव विज्ञान अनुसंधान विषय हैं:

संगठन, विकास, चयापचय, वंशानुगत जानकारी के संचरण के सामान्य और विशेष पैटर्न;

जीवन रूपों की विविधता और स्वयं जीव, साथ ही साथ पर्यावरण के साथ उनका संबंध।

पृथ्वी पर जीवन की सभी विविधता को विकासवादी प्रक्रिया और जीवों पर पर्यावरण के प्रभाव द्वारा समझाया गया है।

जीवन का सार एम.वी.

वोल्केनस्टीन "जीवित निकायों के पृथ्वी पर अस्तित्व के रूप में, जो बायोपॉलिमर - प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड से निर्मित खुले स्व-विनियमन और स्व-प्रजनन प्रणाली हैं।"

जीवित प्रणालियों के मुख्य गुण:

उपापचय;

स्व-नियमन;

चिड़चिड़ापन;

परिवर्तनशीलता;

वंशागति;

प्रजनन;

कोशिका की रासायनिक संरचना।

कोशिका के अकार्बनिक पदार्थ

कोशिका विज्ञान वह विज्ञान है जो कोशिकाओं की संरचना और कार्य का अध्ययन करता है। कोशिका जीवित जीवों की एक प्राथमिक संरचनात्मक और कार्यात्मक इकाई है। जीवित प्रणालियों के सभी गुण और कार्य एककोशिकीय जीवों की कोशिकाओं में निहित हैं।

बहुकोशिकीय जीवों की कोशिकाएँ संरचना और कार्य में विभेदित होती हैं।

परमाणु संरचना: कोशिका में मेंडलीफ की आवर्त सारणी के लगभग 70 तत्व होते हैं, और उनमें से 24 सभी प्रकार की कोशिकाओं में मौजूद होते हैं।

मैक्रोन्यूट्रिएंट्स - एच, ओ, एन, सी, माइक्रोएलेमेंट्स - एमजी, ना, सीए, फे, के, पी, सीआई, एस, अल्ट्रामाइक्रोएलेमेंट्स - जेडएन, क्यू, आई, एफ, एमएन, को, सी, आदि।

आणविक संरचना: कोशिका में अकार्बनिक और कार्बनिक यौगिकों के अणु होते हैं।

कोशिका के अकार्बनिक पदार्थ

पानी के अणु में एक अरेखीय स्थानिक संरचना और ध्रुवता होती है। हाइड्रोजन बांड व्यक्तिगत अणुओं के बीच बनते हैं, जो पानी के भौतिक और रासायनिक गुणों को निर्धारित करते हैं।

1. पानी का अणु चित्र। 2. पानी के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड

पानी के भौतिक गुण:

पानी तीन अवस्थाओं में हो सकता है - तरल, ठोस और गैसीय;

पानी एक विलायक है। ध्रुवीय जल के अणु अन्य पदार्थों के ध्रुवीय अणुओं को घोलते हैं। जल में घुलनशील पदार्थ हाइड्रोफिलिक कहलाते हैं। पानी में अघुलनशील पदार्थ हाइड्रोफोबिक होते हैं;

उच्च विशिष्ट ताप क्षमता। पानी के अणुओं को एक साथ रखने वाले हाइड्रोजन बांड को तोड़ने में बहुत अधिक ऊर्जा लगती है।

पानी की यह संपत्ति शरीर में थर्मल संतुलन के रखरखाव को सुनिश्चित करती है;

वाष्पीकरण की उच्च गर्मी। पानी को वाष्पित करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा की आवश्यकता होती है। पानी का क्वथनांक कई अन्य पदार्थों की तुलना में अधिक होता है। पानी का यह गुण शरीर को ज़्यादा गरम होने से बचाता है;

पानी के अणु निरंतर गति में होते हैं, वे तरल चरण में एक दूसरे से टकराते हैं, जो चयापचय प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण है;

पकड़ और सतह तनाव।

हाइड्रोजन बांड पानी की चिपचिपाहट और उसके अणुओं के अन्य पदार्थों (सामंजस्य) के अणुओं के आसंजन को निर्धारित करते हैं।

अणुओं के आसंजन बलों के कारण, पानी की सतह पर एक फिल्म बनाई जाती है, जो सतह तनाव की विशेषता होती है;

घनत्व। ठंडा होने पर पानी के अणुओं की गति धीमी हो जाती है। अणुओं के बीच हाइड्रोजन बंधों की संख्या अधिकतम हो जाती है। 4°C पर जल का घनत्व सर्वाधिक होता है। बर्फ़ीली, पानी फैलता है (हाइड्रोजन बॉन्ड के निर्माण के लिए एक जगह की आवश्यकता होती है), और इसका घनत्व कम हो जाता है, इसलिए बर्फ पानी की सतह पर तैरती है, जो जलाशय को ठंड से बचाती है;

कोलाइडल संरचनाएं बनाने की क्षमता।

पानी के अणु कुछ पदार्थों के अघुलनशील अणुओं के चारों ओर एक खोल बनाते हैं, जो बड़े कणों के निर्माण को रोकता है। इन अणुओं की इस अवस्था को परिक्षिप्त (बिखरे हुए) कहते हैं। पानी के अणुओं से घिरे पदार्थों के सबसे छोटे कण कोलाइडल समाधान (साइटोप्लाज्म, इंटरसेलुलर तरल पदार्थ) बनाते हैं।

पानी के जैविक कार्य:

परिवहन - जल कोशिका और शरीर में पदार्थों की गति, पदार्थों का अवशोषण और उपापचयी उत्पादों का उत्सर्जन प्रदान करता है।

प्रकृति में, जल अपशिष्ट उत्पादों को मिट्टी और जल निकायों में ले जाता है;

मेटाबोलिक - प्रकाश संश्लेषण के दौरान सभी जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं और एक इलेक्ट्रॉन दाता के लिए पानी एक माध्यम है, यह मैक्रोमोलेक्यूल्स के हाइड्रोलिसिस के लिए उनके मोनोमर्स के लिए आवश्यक है;

शिक्षा में भाग लेता है:

1) चिकनाई वाले तरल पदार्थ जो घर्षण को कम करते हैं (श्लेष - कशेरुकियों के जोड़ों में, फुफ्फुस, फुफ्फुस गुहा में, पेरिकार्डियल - पेरिकार्डियल थैली में);

2) बलगम, जो आंतों के माध्यम से पदार्थों की आवाजाही की सुविधा प्रदान करता है, श्वसन पथ के श्लेष्म झिल्ली पर एक नम वातावरण बनाता है;

3) शरीर में रहस्य (लार, आंसू, पित्त, वीर्य, आदि) और रस।

अकार्बनिक आयन।

कोशिका के अकार्बनिक आयनों को K +, Na +, Ca2 +, Mg2 +, NH3 धनायनों और Cl-, NOi2-, H2PO4-, HCO3-, HPO42- आयनों द्वारा दर्शाया जाता है।

सतह पर और कोशिका के अंदर धनायनों और आयनों की संख्या के बीच का अंतर एक क्रिया क्षमता का उदय प्रदान करता है, जो तंत्रिका और मांसपेशियों की उत्तेजना को रेखांकित करता है।

फॉस्फोरिक एसिड के आयन एक फॉस्फेट बफर सिस्टम बनाते हैं जो शरीर के इंट्रासेल्युलर वातावरण के पीएच को 6-9 के स्तर पर बनाए रखता है।

कार्बोनिक एसिड और उसके आयन एक बाइकार्बोनेट बफर सिस्टम बनाते हैं और बाह्य माध्यम (रक्त प्लाज्मा) के पीएच को 4-7 पर बनाए रखते हैं।

नाइट्रोजन यौगिक खनिज पोषण, प्रोटीन के संश्लेषण, न्यूक्लिक एसिड के स्रोत के रूप में कार्य करते हैं।

फॉस्फोरस परमाणु न्यूक्लिक एसिड, फॉस्फोलिपिड्स, साथ ही कशेरुकियों की हड्डियों, आर्थ्रोपोड्स के चिटिनस कवर का हिस्सा हैं। कैल्शियम आयन हड्डी के पदार्थ का हिस्सा हैं, वे मांसपेशियों के संकुचन, रक्त के थक्के के लिए भी आवश्यक हैं।

कोशिका की रासायनिक संरचना। अकार्बनिक पदार्थ

कोशिका की परमाणु और आणविक संरचना। एक सूक्ष्म कोशिका में कई हजार पदार्थ होते हैं जो विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं में शामिल होते हैं। एक कोशिका में रासायनिक प्रक्रियाएँ उसके जीवन, विकास और कार्य करने की बुनियादी स्थितियों में से एक हैं।

जानवरों और पौधों के जीवों की सभी कोशिकाएं, साथ ही सूक्ष्मजीव, रासायनिक संरचना में समान हैं, जो कार्बनिक दुनिया की एकता को इंगित करता है।

तालिका में कोशिकाओं की परमाणु संरचना पर डेटा है।

मेंडेलीव की आवर्त प्रणाली के 109 तत्वों का एक महत्वपूर्ण बहुमत कोशिकाओं में पाया जाता है। कुछ तत्व अपेक्षाकृत बड़ी मात्रा में कोशिकाओं में निहित होते हैं, अन्य छोटे में। कोशिका में चार तत्वों की सामग्री विशेष रूप से उच्च होती है - ऑक्सीजन, कार्बन, नाइट्रोजन और हाइड्रोजन। कुल मिलाकर, वे सेल की संपूर्ण सामग्री का लगभग 98% हिस्सा बनाते हैं। अगले समूह में आठ तत्व होते हैं, जिनमें से सामग्री की गणना एक प्रतिशत के दसवें और सौवें हिस्से में की जाती है। ये सल्फर, फास्फोरस, क्लोरीन, पोटेशियम, मैग्नीशियम, सोडियम, कैल्शियम, लोहा हैं।

कुल मिलाकर, उनकी राशि 1.9% है। अन्य सभी तत्व कोशिका में अत्यंत कम मात्रा (0.01% से कम) में निहित हैं।

इस प्रकार, कोशिका में कोई विशेष तत्व नहीं हैं जो केवल जीवित प्रकृति की विशेषता हैं। यह चेतन और निर्जीव प्रकृति के संबंध और एकता को इंगित करता है।

परमाणु स्तर पर, कार्बनिक और अकार्बनिक दुनिया की रासायनिक संरचना के बीच कोई अंतर नहीं है। संगठन के उच्च स्तर पर अंतर पाए जाते हैं - आणविक।

जैसा कि तालिका से देखा जा सकता है, जीवित निकायों में, निर्जीव प्रकृति में सामान्य पदार्थों के साथ, ऐसे कई पदार्थ हैं जो केवल जीवित जीवों के लिए विशेषता हैं।

पानी। कोशिका के पदार्थों में पहले स्थान पर पानी है। यह कोशिका द्रव्यमान का लगभग 80% हिस्सा बनाता है। पानी केवल मात्रा के मामले में ही नहीं, कोशिका का सबसे महत्वपूर्ण घटक है। यह कोशिका के जीवन में एक आवश्यक और विविध भूमिका निभाता है।

पानी एक कोशिका के भौतिक गुणों को निर्धारित करता है - इसकी मात्रा, लोच।

कार्बनिक पदार्थों के अणुओं की संरचना के निर्माण में पानी का महत्व, विशेष रूप से प्रोटीन की संरचना, जो उनके कार्यों के प्रदर्शन के लिए आवश्यक है, का बहुत महत्व है। विलायक के रूप में पानी का महत्व बहुत बड़ा है: कई पदार्थ एक जलीय घोल में बाहरी वातावरण से कोशिका में प्रवेश करते हैं, और एक जलीय घोल में, अपशिष्ट उत्पादों को कोशिका से हटा दिया जाता है।

अंत में, पानी कई रासायनिक प्रतिक्रियाओं (प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, वसा, आदि का टूटना) में तत्काल भागीदार है।

जलीय वातावरण में कार्य करने की कोशिका की क्षमता इस तथ्य के पक्ष में एक तर्क है कि पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति पानी में हुई है।

पानी की जैविक भूमिका इसकी आणविक संरचना की ख़ासियत से निर्धारित होती है: इसके अणुओं की ध्रुवीयता।

कार्बोहाइड्रेट।

कार्बोहाइड्रेट जटिल कार्बनिक यौगिक हैं जिनमें कार्बन, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन परमाणु होते हैं।

सरल और जटिल कार्बोहाइड्रेट के बीच भेद।

सरल कार्बोहाइड्रेट को मोनोसैकेराइड कहा जाता है। जटिल कार्बोहाइड्रेट बहुलक होते हैं जिनमें मोनोसेकेराइड मोनोमर्स की भूमिका निभाते हैं।

दो मोनोसैकेराइड से एक डिसैकराइड बनता है, तीन से एक ट्राइसेकेराइड और कई से एक पॉलीसेकेराइड।

सभी मोनोसेकेराइड रंगहीन पदार्थ होते हैं, जो पानी में आसानी से घुलनशील होते हैं। उनमें से लगभग सभी में एक सुखद मीठा स्वाद होता है। सबसे आम मोनोसेकेराइड ग्लूकोज, फ्रुक्टोज, राइबोज और डीऑक्सीराइबोज हैं।

२.३ कोशिका की रासायनिक संरचना। मैक्रो और माइक्रोलेमेंट्स

फलों और जामुनों का मीठा स्वाद, साथ ही शहद, उनके ग्लूकोज और फ्रुक्टोज सामग्री पर निर्भर करता है। राइबोज और डीऑक्सीराइबोज न्यूक्लिक एसिड (पी। 158) और एटीपी (पी।

मोनोसेकेराइड की तरह Di- और ट्राइसेकेराइड, पानी में अच्छी तरह से घुल जाते हैं और इसका स्वाद मीठा होता है। मोनोमर इकाइयों की संख्या में वृद्धि के साथ, पॉलीसेकेराइड की घुलनशीलता कम हो जाती है, मीठा स्वाद गायब हो जाता है।

डिसैकराइड्स में से, चुकंदर (या गन्ना) और दूध चीनी महत्वपूर्ण हैं; पॉलीसेकेराइड्स में, स्टार्च (पौधों में), ग्लाइकोजन (जानवरों में), और सेल्यूलोज (सेल्युलोज) व्यापक हैं।

लकड़ी लगभग शुद्ध सेल्युलोज है। इन पॉलीसेकेराइड्स के मोनोमर ग्लूकोज हैं।

कार्बोहाइड्रेट की जैविक भूमिका। कार्बोहाइड्रेट विभिन्न प्रकार की गतिविधि करने के लिए कोशिका के लिए आवश्यक ऊर्जा के स्रोत की भूमिका निभाते हैं। कोशिका गतिविधि के लिए - गति, स्राव, जैवसंश्लेषण, ल्यूमिनेसिसेंस, आदि - ऊर्जा की आवश्यकता होती है। संरचना में जटिल, ऊर्जा से भरपूर, कार्बोहाइड्रेट कोशिका में गहरे टूटने से गुजरते हैं और परिणामस्वरूप, सरल, ऊर्जा-गरीब यौगिकों में बदल जाते हैं - कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) और पानी (CO2 और H2O)।

इस प्रक्रिया के दौरान ऊर्जा निकलती है। जब 1 ग्राम कार्बोहाइड्रेट टूट जाता है, तो 17.6 kJ निकलता है।

ऊर्जा के अलावा, कार्बोहाइड्रेट एक निर्माण कार्य भी करते हैं। उदाहरण के लिए, पादप कोशिकाओं की दीवारें सेल्युलोज की बनी होती हैं।

लिपिड। लिपिड जानवरों और पौधों की सभी कोशिकाओं में पाए जाते हैं। वे कई सेलुलर संरचनाओं का हिस्सा हैं।

लिपिड कार्बनिक पदार्थ हैं, पानी में अघुलनशील, लेकिन गैसोलीन, ईथर, एसीटोन में घुलनशील।

लिपिड में से, सबसे आम और प्रसिद्ध वसा हैं।

हालांकि, ऐसी कोशिकाएं हैं जिनमें लगभग 90% वसा होती है। जानवरों में, ऐसी कोशिकाएं त्वचा के नीचे, स्तन ग्रंथियों और ओमेंटम में पाई जाती हैं। वसा सभी स्तनधारियों के दूध में पाया जाता है। कुछ पौधों में, वसा की एक बड़ी मात्रा बीज और फलों में केंद्रित होती है, उदाहरण के लिए, सूरजमुखी, भांग और अखरोट में।

वसा के अलावा, कोशिकाओं में अन्य लिपिड होते हैं, उदाहरण के लिए, लेसिथिन, कोलेस्ट्रॉल। लिपिड में कुछ विटामिन (ए, ओ) और हार्मोन (उदाहरण के लिए, सेक्स) शामिल हैं।

लिपिड का जैविक महत्व महान और विविध है।

आइए सबसे पहले उनके निर्माण कार्य पर ध्यान दें। लिपिड हाइड्रोफोबिक होते हैं। इन पदार्थों की सबसे पतली परत कोशिका झिल्ली का हिस्सा होती है। सबसे आम लिपिड - वसा - ऊर्जा के स्रोत के रूप में बहुत महत्व रखता है। वसा कोशिका में कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) और पानी में ऑक्सीकृत होने में सक्षम हैं। वसा के टूटने के दौरान, कार्बोहाइड्रेट के टूटने के दौरान दोगुनी ऊर्जा निकलती है। पशु और पौधे वसा को एक भंडार में जमा करते हैं और जीवन की प्रक्रिया में इसका सेवन करते हैं।

आगे मूल्य को नोट करना आवश्यक है। पानी के स्रोत के रूप में वसा। इसके ऑक्सीकरण के दौरान 1 किलो वसा से लगभग 1.1 किलो पानी बनता है। यह बताता है कि कैसे कुछ जानवर पानी के बिना काफी लंबे समय तक काम करने में सक्षम होते हैं। ऊंट लोग, उदाहरण के लिए, निर्जल रेगिस्तान-न्यू के माध्यम से संक्रमण करते हुए, 10-12 दिनों तक नहीं पी सकते हैं।

भालू, मर्मोट और अन्य हाइबरनेटिंग जानवर दो महीने से अधिक समय तक नहीं पीते हैं। वसा के ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप इन जानवरों को जीवन के लिए आवश्यक पानी प्राप्त होता है। संरचनात्मक और ऊर्जा कार्यों के अलावा, लिपिड सुरक्षात्मक कार्य करते हैं: वसा में कम तापीय चालकता होती है। यह त्वचा के नीचे जमा हो जाता है, जिससे कुछ जानवरों में महत्वपूर्ण संचय होता है। तो, व्हेल में, चमड़े के नीचे की वसा परत की मोटाई 1 मीटर तक पहुंच जाती है, जो इस जानवर को ध्रुवीय समुद्र के ठंडे पानी में रहने की अनुमति देती है।

बायोपॉलिमर: प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड।

सभी कार्बनिक पदार्थों में से, कोशिका में थोक (50-70%) है प्रोटीन।कोशिका भित्ति और उसकी सभी आंतरिक संरचनाएँ प्रोटीन अणुओं की भागीदारी से निर्मित होती हैं। प्रोटीन अणु बहुत बड़े होते हैं, क्योंकि उनमें सैकड़ों विभिन्न मोनोमर्स होते हैं जो सभी प्रकार के संयोजन बनाते हैं। इसलिए, विभिन्न प्रकार के प्रोटीन और उनके गुण वास्तव में अनंत हैं।

प्रोटीन बाल, पंख, सींग, मांसपेशी फाइबर, पोषण का हिस्सा हैं

अंडे और बीज और शरीर के कई अन्य भागों के पदार्थ।

प्रोटीन अणु एक बहुलक है। प्रोटीन अणुओं के मोनोमर अमीनो एसिड होते हैं।

प्रकृति में 150 से अधिक विभिन्न अमीनो एसिड ज्ञात हैं, लेकिन केवल 20 ही जीवित जीवों के प्रोटीन के निर्माण में शामिल हैं। अमीनो एसिड की एक लंबी स्ट्रिंग क्रमिक रूप से एक दूसरे से जुड़ी हुई है प्राथमिक संरचनाप्रोटीन अणु (यह अपना रासायनिक सूत्र प्रदर्शित करता है)।

आमतौर पर इस लंबे धागे को एक सर्पिल में कसकर घुमाया जाता है, जिसके मोड़ हाइड्रोजन बांड द्वारा एक दूसरे से मजबूती से जुड़े होते हैं।

एक अणु का एक सर्पिल रूप से मुड़ा हुआ धागा है माध्यमिक संरचना, अणुगिलहरी। ऐसी गिलहरी को फैलाना मुश्किल हो सकता है। कुंडलित प्रोटीन अणु फिर एक सघन विन्यास में कुंडलित होता है - तृतीयक संरचना।कुछ प्रोटीनों का और भी जटिल रूप होता है - चतुर्धातुक संरचना,उदाहरण के लिए, हीमोग्लोबिन में। इस बार-बार मुड़ने के परिणामस्वरूप प्रोटीन अणु का लंबा और पतला धागा छोटा, मोटा हो जाता है और एक कॉम्पैक्ट गांठ में इकट्ठा हो जाता है - ग्लोब्यूलकोशिका में केवल गोलाकार प्रोटीन ही अपने जैविक कार्य करता है।

यदि प्रोटीन की संरचना में गड़बड़ी होती है, उदाहरण के लिए, गर्म करने या रासायनिक क्रिया से, तो यह अपनी गुणवत्ता खो देता है और आराम करता है।

इस प्रक्रिया को विकृतीकरण कहते हैं। यदि विकृतीकरण ने केवल तृतीयक या द्वितीयक संरचना को प्रभावित किया है, तो यह प्रतिवर्ती है: यह फिर से एक सर्पिल में सर्पिल हो सकता है और तृतीयक संरचना (विकृतीकरण घटना) में फिट हो सकता है। इस मामले में, इस प्रोटीन के कार्यों को बहाल किया जाता है। प्रोटीन की यह सबसे महत्वपूर्ण संपत्ति जीवित प्रणालियों की चिड़चिड़ापन को रेखांकित करती है, अर्थात।

जीवित कोशिकाओं की बाहरी या आंतरिक उत्तेजनाओं पर प्रतिक्रिया करने की क्षमता।

कई प्रोटीन एक भूमिका निभाते हैं उत्प्रेरकरासायनिक प्रतिक्रियाओं में,

पिंजरे में गुजर रहा है।

वे कहते हैं एंजाइम।एंजाइम प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट और अन्य सभी यौगिकों (यानी, सेलुलर चयापचय में) के टूटने और निर्माण में परमाणुओं और अणुओं के हस्तांतरण में शामिल होते हैं। जीवित कोशिकाओं और ऊतकों में एक भी रासायनिक प्रतिक्रिया एंजाइम की भागीदारी के बिना पूरी नहीं होती है।

सभी एंजाइमों में कार्रवाई की विशिष्टता होती है - वे प्रक्रियाओं के पाठ्यक्रम को नियंत्रित करते हैं या सेल में प्रतिक्रियाओं को तेज करते हैं।

कोशिका में प्रोटीन कई कार्य करते हैं: वे इसकी संरचना, वृद्धि और सभी महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं। प्रोटीन के बिना कोशिका जीवन असंभव है।

न्यूक्लिक एसिड सबसे पहले कोशिकाओं के नाभिक में खोजे गए थे, जिसके संबंध में उन्हें अपना नाम मिला (lat।

услеus - कोर)। न्यूक्लिक एसिड दो प्रकार के होते हैं: डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीआईसी के रूप में संक्षिप्त) और राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरआईसी)। न्यूक्लिक एसिड अणु पूर्व-

बहुत लंबी बहुलक श्रृंखलाएं (किस्में), मोनोमर्स हैं

कौन से न्यूक्लियोटाइड्स।

प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड में फॉस्फोरिक एसिड का एक अणु और एक चीनी (डीऑक्सीराइबोज या राइबोज) होता है, साथ ही चार नाइट्रोजनस बेस में से एक होता है। डीएनए में नाइट्रोजनस आधार हैं एडेनिन गुआनिन और त्सुमोसिन,तथा मि.मिनट,.

डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए)- एक जीवित कोशिका में सबसे महत्वपूर्ण पदार्थ। डीएनए अणु कोशिका और पूरे जीव की वंशानुगत जानकारी का वाहक है। DNA अणु से बनता है गुणसूत्र।

प्रत्येक जैविक प्रजाति के जीवों में प्रति कोशिका एक निश्चित संख्या में डीएनए अणु होते हैं। डीएनए अणु में न्यूक्लियोटाइड का क्रम भी हमेशा सख्ती से व्यक्तिगत होता है और। न केवल प्रत्येक जैविक प्रजाति के लिए, बल्कि व्यक्तिगत व्यक्तियों के लिए भी अद्वितीय।

डीएनए अणुओं की यह विशिष्टता जीवों की संबंधित निकटता को स्थापित करने के आधार के रूप में कार्य करती है।

सभी यूकेरियोट्स में डीएनए अणु कोशिका नाभिक में स्थित होते हैं। प्रोकैरियोट्स में कोई नाभिक नहीं होता है, इसलिए उनका डीएनए साइटोप्लाज्म में स्थित होता है।

सभी जीवित चीजों में, डीएनए मैक्रोमोलेक्यूल्स एक ही प्रकार के अनुसार निर्मित होते हैं। इनमें न्यूक्लियोटाइड्स के नाइट्रोजनस बेस (जिपर की तरह) के हाइड्रोजन बॉन्ड द्वारा एक साथ रखे गए दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड चेन (स्ट्रैंड्स) होते हैं।

एक डबल (युग्मित) हेलिक्स के रूप में, डीएनए अणु बाएं से दाएं मुड़ जाता है।

डिक अणु में न्यूक्लियोटाइड की व्यवस्था का क्रम कोशिका की वंशानुगत जानकारी को निर्धारित करता है।

डीएनए अणु की संरचना की खोज 1953 में एक अमेरिकी जैव रसायनज्ञ ने की थी

जेम्स वाटसन और अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी फ्रांसिस क्रिक।

इस खोज के लिए वैज्ञानिकों को 1962 में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था। उन्होंने साबित किया कि अणु

डीएनए में दो पोलीन्यूक्लियोटाइड चेन होते हैं।

इस मामले में, न्यूक्लियोटाइड (मोनोमर्स) संयोग से एक दूसरे से नहीं जुड़े होते हैं, लेकिन चुनिंदा और जोड़े में नाइट्रोजन यौगिकों के माध्यम से। एडेनिन (ए) हमेशा थाइमिन (टी), और ग्वानिन (जी) के साथ जुड़ता है - साइटोसिन (सी) के साथ। इस डबल चेन को कसकर एक हेलिक्स में घुमाया जाता है। न्यूक्लियोटाइड्स की चुनिंदा जोड़ी बनाने की क्षमता को कहा जाता है संपूरकता(लैटिन पूरक - जोड़)।

प्रतिकृति निम्नानुसार काम करती है।

विशेष सेलुलर तंत्र (एंजाइम) की भागीदारी के साथ, डीएनए डबल हेलिक्स खोल देता है, धागे अलग हो जाते हैं (जैसे एक ज़िप खुलता है), और धीरे-धीरे संबंधित न्यूक्लियोटाइड्स का एक पूरक आधा प्रत्येक दो श्रृंखलाओं में जोड़ा जाता है।

नतीजतन, एक डीएनए अणु के बजाय, दो नए समान अणु बनते हैं। इसके अलावा, प्रत्येक नवगठित डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अणु में न्यूक्लियोटाइड की एक "पुरानी" श्रृंखला और एक "नई" श्रृंखला होती है।

चूंकि डीएनए सूचना का मुख्य वाहक है, इसकी नकल करने की क्षमता, कोशिका विभाजन के दौरान, उस वंशानुगत जानकारी को नवगठित बेटी कोशिकाओं में स्थानांतरित करने की अनुमति देती है।

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और देखें:

बफरिंग और ऑस्मोसिस।
जीवित जीवों में लवण आयनों के रूप में विघटित अवस्था में होते हैं - धनावेशित धनायन और ऋणात्मक आवेशित आयन।

कोशिका और उसके वातावरण में धनायनों और आयनों की सांद्रता समान नहीं होती है। सेल में काफी पोटैशियम और बहुत कम सोडियम होता है। बाह्य वातावरण में, उदाहरण के लिए, रक्त प्लाज्मा में, समुद्री जल में, इसके विपरीत, बहुत अधिक सोडियम और थोड़ा पोटेशियम होता है। कोशिका की चिड़चिड़ापन Na +, K +, Ca2 +, Mg2 + की सांद्रता के अनुपात पर निर्भर करती है।

झिल्ली के विभिन्न पक्षों पर आयन सांद्रता में अंतर झिल्ली में पदार्थों के सक्रिय परिवहन को सुनिश्चित करता है।

बहुकोशिकीय जंतुओं के ऊतकों में, Ca2 + अंतरकोशिकीय पदार्थ का हिस्सा है, जो कोशिकाओं के सामंजस्य और उनकी व्यवस्थित व्यवस्था को सुनिश्चित करता है।

कोशिका रसायन

कोशिका में आसमाटिक दबाव और उसके बफरिंग गुण लवण की सांद्रता पर निर्भर करते हैं।

बफ़र हो एक स्थिर स्तर पर अपनी सामग्री की थोड़ी क्षारीय प्रतिक्रिया को बनाए रखने के लिए एक सेल की क्षमता है।

दो बफर सिस्टम हैं:

1) फॉस्फेट बफर सिस्टम - फॉस्फोरिक एसिड आयन इंट्रासेल्युलर वातावरण के पीएच को 6.9 . पर बनाए रखते हैं

2) बाइकार्बोनेट बफर सिस्टम - कार्बोनिक एसिड आयन बाह्य वातावरण के पीएच को 7.4 पर बनाए रखते हैं।

बफर विलयनों में अभिक्रियाओं के समीकरणों पर विचार कीजिए।

यदि कोशिका में सांद्रता बढ़ जाती हैएच + , तो कार्बोनेट आयन में हाइड्रोजन केशन का योग होता है:

हाइड्रॉक्साइड आयनों की सांद्रता में वृद्धि के साथ, उनका बंधन होता है:

एच + ओएच- + एच 2 ओ।

इस प्रकार कार्बोनेट आयन एक निरंतर वातावरण बनाए रख सकता है।

आसमाटिकएक प्रणाली में होने वाली घटना को संदर्भित करता है जिसमें एक अर्धपारगम्य झिल्ली द्वारा अलग किए गए दो समाधान होते हैं।

एक पादप कोशिका में, अर्धपारगम्य फिल्मों की भूमिका साइटोप्लाज्म की सीमा परतों द्वारा निभाई जाती है: प्लाज़्मालेम्मा और टोनोप्लास्ट।

Plasmalemma कोशिका झिल्ली से सटे साइटोप्लाज्म की बाहरी झिल्ली है। टोनोप्लास्ट साइटोप्लाज्म की आंतरिक झिल्ली है जो रिक्तिका को घेरे रहती है। सेल सैप से भरे साइटोप्लाज्म में रिक्तिकाएं गुहाएं होती हैं - कार्बोहाइड्रेट, कार्बनिक अम्ल, लवण, कम आणविक भार प्रोटीन, पिगमेंट का एक जलीय घोल।

सेल सैप और बाहरी वातावरण (मिट्टी, जल निकायों में) में पदार्थों की सांद्रता आमतौर पर समान नहीं होती है। यदि बाहरी वातावरण की तुलना में पदार्थों की इंट्रासेल्युलर सांद्रता अधिक है, तो पर्यावरण से पानी विपरीत दिशा की तुलना में उच्च दर पर, अधिक सटीक रूप से रिक्तिका में प्रवेश करेगा। कोशिका रस की मात्रा में वृद्धि के साथ, कोशिका में पानी के प्रवेश के कारण, कोशिका द्रव्य पर इसका दबाव बढ़ जाता है, जो झिल्ली से कसकर जुड़ा होता है। जब कोशिका पूरी तरह से पानी से संतृप्त हो जाती है, तो इसका आयतन अधिकतम होता है।

उच्च जल सामग्री और इसकी झिल्ली पर कोशिका की सामग्री के विकासशील दबाव के कारण कोशिका के आंतरिक तनाव की स्थिति को टर्गर कहा जाता है। टर्गर यह सुनिश्चित करता है कि अंग अपना आकार बनाए रखें (उदाहरण के लिए, पत्तियां, गैर-लिग्नीफाइड) उपजी) और अंतरिक्ष में स्थिति, साथ ही यांत्रिक कारकों की कार्रवाई के लिए उनका प्रतिरोध। कम तुर्गर और मुरझाना पानी की कमी से जुड़ा हुआ है।

यदि कोशिका हाइपरटोनिक घोल में है, जिसकी सांद्रता कोशिका रस की सांद्रता से अधिक है, तो कोशिका रस से पानी के प्रसार की दर आसपास के घोल से कोशिका में पानी के प्रसार की दर से अधिक हो जाएगी।

कोशिका से पानी निकलने के कारण कोशिका रस का आयतन कम हो जाता है, स्फूर्ति कम हो जाती है। कोशिका रिक्तिका के आयतन में कमी झिल्ली से कोशिका द्रव्य के अलग होने के साथ होती है - होती है प्लास्मोलिसिस.

प्लास्मोलिसिस के दौरान, प्लास्मोलाइज्ड प्रोटोप्लास्ट का आकार बदल जाता है। प्रारंभ में, प्रोटोप्लास्ट केवल कुछ स्थानों पर कोशिका भित्ति से पीछे रहता है, अधिकतर कोनों में। इस रूप के प्लास्मोलिसिस को कोणीय कहा जाता है

फिर प्रोटोप्लास्ट कोशिका की दीवारों से पिछड़ता रहता है, कुछ स्थानों पर उनके साथ संबंध बनाए रखते हुए, इन बिंदुओं के बीच प्रोटोप्लास्ट की सतह का अवतल आकार होता है।

इस स्तर पर, प्लास्मोलिसिस को अवतल कहा जाता है। धीरे-धीरे, प्रोटोप्लास्ट कोशिका की दीवारों से पूरी सतह पर टूट जाता है और एक गोल आकार लेता है। इस तरह के प्लास्मोलिसिस को उत्तल कहा जाता है

यदि प्लास्मोलाइज्ड सेल को हाइपोटोनिक घोल में रखा जाता है, जिसकी सांद्रता सेल जूस की सांद्रता से कम होती है, तो आसपास के घोल से पानी रिक्तिका में प्रवाहित होगा। रिक्तिका की मात्रा में वृद्धि के परिणामस्वरूप, कोशिका द्रव्य पर कोशिका रस का दबाव बढ़ जाएगा, जो कोशिका की दीवारों के पास तब तक पहुंचना शुरू कर देता है जब तक कि वह अपनी मूल स्थिति ग्रहण नहीं कर लेता - ऐसा होगा डेप्लास्मोलिसिस

टास्क नंबर 3

सुझाए गए पाठ को पढ़ने के बाद, निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर दें।

1) बफरिंग का निर्धारण

2) जिस सांद्रता की सांद्रता कोशिका के बफर गुणों को निर्धारित करती है

3) सेल में बफरिंग की भूमिका

4) बाइकार्बोनेट बफर सिस्टम (चुंबकीय बोर्ड पर) में होने वाली प्रतिक्रियाओं का समीकरण

5) परासरण की परिभाषा (उदाहरण दें)

6) प्लास्मोलिसिस और डेप्लास्मोलिसिस स्लाइड का निर्धारण

डीआई मेंडेलीव की आवर्त सारणी के लगभग 70 रासायनिक तत्व कोशिका में पाए जाते हैं, हालांकि, इन तत्वों की सामग्री पर्यावरण में उनकी सांद्रता से काफी भिन्न होती है, जो जैविक दुनिया की एकता को साबित करती है।

कोशिका में मौजूद रासायनिक तत्वों को तीन बड़े समूहों में विभाजित किया जाता है: मैक्रोन्यूट्रिएंट्स, मेसोलेमेंट्स (ऑलिगोलेमेंट्स) और ट्रेस तत्व।

इनमें कार्बन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन शामिल हैं, जो मुख्य कार्बनिक पदार्थों का हिस्सा हैं। Mesoelements सल्फर, फास्फोरस, पोटेशियम, कैल्शियम, सोडियम, लोहा, मैग्नीशियम, क्लोरीन हैं, जो कुल सेल द्रव्यमान का लगभग 1.9% बनाते हैं।

सल्फर और फास्फोरस सबसे महत्वपूर्ण कार्बनिक यौगिकों के घटक हैं। रासायनिक तत्व, जिनकी कोशिका में सांद्रता लगभग 0.1% है, ट्रेस तत्व हैं। ये जस्ता, आयोडीन, तांबा, मैंगनीज, फ्लोरीन, कोबाल्ट आदि हैं।

सेल पदार्थों को अकार्बनिक और कार्बनिक में विभाजित किया गया है।

अकार्बनिक पदार्थों में पानी और खनिज लवण शामिल हैं।

अपने भौतिक-रासायनिक गुणों के कारण, कोशिका में पानी एक विलायक, प्रतिक्रियाओं के लिए एक माध्यम, एक प्रारंभिक पदार्थ और रासायनिक प्रतिक्रियाओं का एक उत्पाद है, यह परिवहन और थर्मोरेगुलेटरी कार्य करता है, सेल को लोच देता है, और प्लांट सेल का सहारा प्रदान करता है।

कोशिका में खनिज लवण भंग या अघुलनशील अवस्था में हो सकते हैं।

घुलनशील लवण आयनों में वियोजित होते हैं। सबसे महत्वपूर्ण उद्धरण पोटेशियम और सोडियम हैं, जो झिल्ली में पदार्थों के हस्तांतरण की सुविधा प्रदान करते हैं और तंत्रिका आवेगों के उद्भव और संचालन में शामिल होते हैं; कैल्शियम, जो मांसपेशी फाइबर संकुचन और रक्त जमावट की प्रक्रियाओं में भाग लेता है, मैग्नीशियम, जो क्लोरोफिल का हिस्सा है, और लोहा, जो हीमोग्लोबिन सहित कई प्रोटीन का हिस्सा है। जिंक अग्नाशय हार्मोन इंसुलिन का एक हिस्सा है, तांबा प्रकाश संश्लेषण और श्वसन की प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक है।

सबसे महत्वपूर्ण आयन फॉस्फेट आयन हैं, जो एटीपी और न्यूक्लिक एसिड का हिस्सा है, और कार्बोनिक एसिड अवशेष, जो माध्यम के पीएच में उतार-चढ़ाव को नरम करता है।

कैल्शियम और फास्फोरस की कमी से रिकेट्स होता है, आयरन की कमी से एनीमिया होता है।

कोशिका के कार्बनिक पदार्थ कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, एटीपी, विटामिन और हार्मोन द्वारा दर्शाए जाते हैं।

कार्बोहाइड्रेट की संरचना में मुख्य रूप से तीन रासायनिक तत्व होते हैं: कार्बन, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन।

उनका सामान्य सूत्र सेमी (H20) n है। सरल और जटिल कार्बोहाइड्रेट के बीच भेद। सरल कार्बोहाइड्रेट (मोनोसेकेराइड) में एक ही चीनी अणु होता है। उन्हें कार्बन परमाणुओं की संख्या से वर्गीकृत किया जाता है, उदाहरण के लिए, पेंटोस (सी 5) और हेक्सोज (सी 6)। पेंटोस में राइबोज और डीऑक्सीराइबोज शामिल हैं। राइबोज आरएनए और एटीपी का हिस्सा है। डीऑक्सीराइबोज डीएनए का एक घटक है। हेक्सोज ग्लूकोज, फ्रुक्टोज, गैलेक्टोज आदि हैं।

वे कोशिका के चयापचय में सक्रिय भाग लेते हैं और जटिल कार्बोहाइड्रेट - ओलिगोसेकेराइड और पॉलीसेकेराइड का हिस्सा होते हैं। ओलिगोसेकेराइड्स (डिसाकार्इड्स) में सुक्रोज (ग्लूकोज + फ्रुक्टोज), लैक्टोज या मिल्क शुगर (ग्लूकोज + गैलेक्टोज), आदि शामिल हैं।

पॉलीसेकेराइड के उदाहरण स्टार्च, ग्लाइकोजन, सेल्युलोज और काइटिन हैं।

सेल में कार्बोहाइड्रेट प्लास्टिक (भवन), ऊर्जा (कार्बोहाइड्रेट के 1 ग्राम के टूटने का ऊर्जा मूल्य - 17.6 kJ), भंडारण और समर्थन कार्य करते हैं। कार्बोहाइड्रेट जटिल लिपिड और प्रोटीन में भी पाए जा सकते हैं।

लिपिड हाइड्रोफोबिक पदार्थों का एक समूह है।

इनमें वसा, मोम स्टेरॉयड, फॉस्फोलिपिड्स आदि शामिल हैं।

वसा अणु संरचना

वसा ग्लिसरॉल और उच्च कार्बनिक (फैटी) एसिड के ट्राइहाइड्रिक अल्कोहल का एस्टर है। वसा अणु में, कोई हाइड्रोफिलिक भाग - "सिर" (ग्लिसरॉल अवशेष) और हाइड्रोफोबिक भाग - "पूंछ" (फैटी एसिड के अवशेष) को अलग कर सकता है, इसलिए, पानी में वसा अणु कड़ाई से परिभाषित तरीके से उन्मुख होता है : हाइड्रोफिलिक भाग को पानी की ओर निर्देशित किया जाता है, और हाइड्रोफोबिक भाग को इससे दूर निर्देशित किया जाता है।

सेल में लिपिड प्लास्टिक (भवन), ऊर्जा (वसा के 1 ग्राम के टूटने का ऊर्जा मूल्य - 38.9 kJ), भंडारण, सुरक्षात्मक (मूल्यह्रास) और नियामक (स्टेरॉयड हार्मोन) कार्य करते हैं।

प्रोटीन बायोपॉलिमर होते हैं, जिनमें से मोनोमर अमीनो एसिड होते हैं।

अमीनो एसिड में एक एमिनो समूह, एक कार्बोक्सिल समूह और एक रेडिकल होता है। अमीनो एसिड केवल रेडिकल में भिन्न होते हैं। प्रोटीन में 20 आवश्यक अमीनो एसिड होते हैं। अमीनो एसिड एक दूसरे के साथ मिलकर पेप्टाइड बॉन्ड बनाते हैं।

20 से अधिक अमीनो एसिड की एक श्रृंखला को पॉलीपेप्टाइड या प्रोटीन कहा जाता है। प्रोटीन चार मुख्य संरचनाएं बनाते हैं: प्राथमिक, माध्यमिक, तृतीयक और चतुर्धातुक।

प्राथमिक संरचना एक पेप्टाइड बंधन से जुड़े अमीनो एसिड का एक क्रम है।

द्वितीयक संरचना एक हेलिक्स या मुड़ी हुई संरचना है, जो हेलिक्स या फोल्ड के विभिन्न घुमावों के पेप्टाइड समूहों के ऑक्सीजन और हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड द्वारा आयोजित होती है।

तृतीयक संरचना (ग्लोब्यूल) हाइड्रोफोबिक, हाइड्रोजन, डाइसल्फ़ाइड और अन्य बंधों द्वारा धारण की जाती है।

प्रोटीन तृतीयक संरचना

तृतीयक संरचना शरीर में अधिकांश प्रोटीनों की विशेषता है, उदाहरण के लिए, पेशी मायोग्लोबिन।

चतुर्धातुक प्रोटीन संरचना।

चतुर्धातुक संरचना सबसे जटिल है, जो कई पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं द्वारा निर्मित होती है, जो मुख्य रूप से तृतीयक के समान बंधों से जुड़ी होती है।

चतुष्कोणीय संरचना हीमोग्लोबिन, क्लोरोफिल आदि के लिए विशिष्ट है।

प्रोटीन सरल या जटिल हो सकते हैं। सरल प्रोटीन में केवल अमीनो एसिड होते हैं, जबकि जटिल प्रोटीन (लिपोप्रोटीन, क्रोमोप्रोटीन, ग्लाइकोप्रोटीन, न्यूक्लियोप्रोटीन, आदि) में प्रोटीन और गैर-प्रोटीन भाग होते हैं।

उदाहरण के लिए, हीमोग्लोबिन की संरचना में, ग्लोबिन प्रोटीन की चार पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं के अलावा, एक गैर-प्रोटीन भाग - हीम होता है, जिसके केंद्र में एक लौह आयन होता है, जो हीमोग्लोबिन को लाल रंग देता है।

प्रोटीन की कार्यात्मक गतिविधि पर्यावरण की स्थिति पर निर्भर करती है।

एक प्रोटीन अणु की संरचना के प्राथमिक एक तक के नुकसान को विकृतीकरण कहा जाता है। माध्यमिक और उच्च संरचनाओं की बहाली की रिवर्स प्रक्रिया पुनर्रचना है। प्रोटीन अणु का पूर्ण विनाश विनाश कहलाता है।

प्रोटीन कोशिका में कई कार्य करते हैं: प्लास्टिक (भवन), उत्प्रेरक (एंजाइमी), ऊर्जा (प्रोटीन के 1 ग्राम के टूटने का ऊर्जा मूल्य - 17.6 kJ), संकेत (रिसेप्टर), सिकुड़ा हुआ (मोटर), परिवहन, सुरक्षात्मक , नियामक, भंडारण।

न्यूक्लिक एसिड बायोपॉलिमर होते हैं जिनके मोनोमर्स न्यूक्लियोटाइड होते हैं।

न्यूक्लियोटाइड में एक नाइट्रोजनस बेस, एक पेंटोस शुगर अवशेष और एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होता है। न्यूक्लिक एसिड दो प्रकार के होते हैं: राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) और डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए)।

डीएनए में चार प्रकार के न्यूक्लियोटाइड शामिल होते हैं: एडेनिन (ए), थाइमिन (टी), ग्वानिन (जी), और साइटोसिन (सी)। इन न्यूक्लियोटाइड्स में डी-ज़ोक्सीराइबोज़ शुगर होता है। डीएनए के लिए चारगफ के नियम निर्धारित हैं:

1) डीएनए में एडेनिल न्यूक्लियोटाइड्स की संख्या थाइमिडिल न्यूक्लियोटाइड्स (ए = टी) की संख्या के बराबर होती है;

2) डीएनए में ग्वानील न्यूक्लियोटाइड्स की संख्या साइटिडिल न्यूक्लियोटाइड्स (जी = सी) की संख्या के बराबर है;

3) एडेनिल और गुआनिल न्यूक्लियोटाइड्स का योग थाइमिडिल और साइटिडिल (ए + जी = टी + सी) के योग के बराबर है।

डीएनए की संरचना की खोज एफ.

क्रिक और डी। वाटसन (फिजियोलॉजी या मेडिसिन में नोबेल पुरस्कार 1962)। डीएनए अणु एक डबल स्ट्रैंडेड हेलिक्स है।

सेल और इसकी रासायनिक संरचना

न्यूक्लियोटाइड फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों के माध्यम से एक दूसरे से जुड़े होते हैं, एक फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड बनाते हैं, जबकि नाइट्रोजनस बेस अंदर की ओर निर्देशित होते हैं। श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड के बीच की दूरी 0.34 एनएम है।

पूरकता के सिद्धांत के अनुसार विभिन्न श्रृंखलाओं के न्यूक्लियोटाइड एक दूसरे के साथ हाइड्रोजन बांड द्वारा जुड़े हुए हैं: एडेनिन थाइमिन के साथ दो हाइड्रोजन बांड (ए = टी), और ग्वानिन साइटोसिन - तीन (जी = सी) के साथ जोड़ती है।

न्यूक्लियोटाइड संरचना

डीएनए की सबसे महत्वपूर्ण संपत्ति दोहराने की क्षमता (स्व-दोहराव) है।

डीएनए का मुख्य कार्य वंशानुगत जानकारी का भंडारण और संचरण है।

यह नाभिक, माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड में केंद्रित है।

आरएनए में चार न्यूक्लियोटाइड भी होते हैं: एडेनिन (ए), यूरैसिल (यू), ग्वानिन (जी), और साइटोसिन (सी)। इसमें शेष पेन्टोज शर्करा राइबोज द्वारा निरूपित की जाती है।

आरएनए ज्यादातर एकल-फंसे अणु होते हैं। आरएनए तीन प्रकार के होते हैं: सूचनात्मक (आई-आरएनए), परिवहन (टी-आरएनए) और राइबोसोमल (आर-आरएनए)।

टीआरएनए संरचना

वे सभी वंशानुगत जानकारी की प्राप्ति की प्रक्रिया में सक्रिय भाग लेते हैं, जिसे डीएनए से i-RNA में फिर से लिखा जाता है, और बाद में प्रोटीन संश्लेषण किया जाता है, प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रिया में t-RNA अमीनो एसिड लाता है। राइबोसोम, आर-आरएनए स्वयं राइबोसोम का हिस्सा है।

एक जीवित कोशिका की रासायनिक संरचना

कोशिका की संरचना में विभिन्न रासायनिक यौगिक शामिल हैं। उनमें से कुछ - अकार्बनिक - निर्जीव प्रकृति में भी पाए जाते हैं। हालांकि, कार्बनिक यौगिक कोशिकाओं की सबसे अधिक विशेषता हैं, जिनमें से अणुओं की एक बहुत ही जटिल संरचना होती है।

कोशिका के अकार्बनिक यौगिक। पानी और लवण अकार्बनिक यौगिक हैं। पानी की कोशिकाओं में सबसे अधिक। यह सभी जीवन प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक है।

पानी एक अच्छा विलायक है। एक जलीय घोल में, विभिन्न पदार्थों की रासायनिक बातचीत होती है। अंतरकोशिकीय पदार्थ से घुले हुए पोषक तत्व झिल्ली के माध्यम से कोशिका में प्रवेश करते हैं। जल उन कोशिकाओं के पदार्थों को निकालने में भी मदद करता है जो उसमें होने वाली प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप बनते हैं।

कोशिका की महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के लिए लवण K, Na, Ca, Mg, आदि सबसे महत्वपूर्ण हैं।

कोशिका के कार्बनिक यौगिक। सेल फ़ंक्शन के कार्यान्वयन में मुख्य भूमिका कार्बनिक यौगिकों की है। इनमें प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट और न्यूक्लिक अम्ल सबसे अधिक महत्वपूर्ण हैं।

प्रोटीन किसी भी जीवित कोशिका के मूल और सबसे जटिल पदार्थ हैं।

एक प्रोटीन अणु का आकार अकार्बनिक यौगिकों के अणुओं से सैकड़ों और हजारों गुना बड़ा होता है। प्रोटीन के बिना जीवन नहीं है। कुछ प्रोटीन उत्प्रेरक के रूप में कार्य करके रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करते हैं। इन प्रोटीनों को एंजाइम कहा जाता है।

वसा और कार्बोहाइड्रेट कम जटिल होते हैं।

वे कोशिका की निर्माण सामग्री हैं और शरीर की महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा के स्रोत के रूप में कार्य करते हैं।

न्यूक्लिक अम्ल कोशिका के केन्द्रक में बनते हैं। यहीं से उनका नाम आया (अव्य। न्यूक्लियस - कोर)। गुणसूत्रों के हिस्से के रूप में, न्यूक्लिक एसिड कोशिका के वंशानुगत गुणों के भंडारण और संचरण में शामिल होते हैं। न्यूक्लिक एसिड प्रोटीन के निर्माण के लिए जिम्मेदार होते हैं।

कोशिका के महत्वपूर्ण गुण। एक कोशिका की मुख्य महत्वपूर्ण संपत्ति चयापचय है।

कोशिकाओं को पोषक तत्व और ऑक्सीजन लगातार अंतरकोशिकीय पदार्थ से आपूर्ति की जाती है, और क्षय उत्पादों को जारी किया जाता है। कोशिका में प्रवेश करने वाले पदार्थ जैवसंश्लेषण प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं। जैवसंश्लेषण सरल पदार्थों से प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट और उनके यौगिकों का निर्माण है। जैवसंश्लेषण की प्रक्रिया में, पदार्थ बनते हैं जो शरीर की कुछ कोशिकाओं की विशेषता होती है।

उदाहरण के लिए, प्रोटीन मांसपेशियों की कोशिकाओं में संश्लेषित होते हैं जो उनके संकुचन को सुनिश्चित करते हैं।

जैवसंश्लेषण के साथ-साथ, कार्बनिक यौगिक कोशिकाओं में विघटित हो जाते हैं। अपघटन के परिणामस्वरूप, एक सरल संरचना के पदार्थ बनते हैं। अधिकांश अपघटन प्रतिक्रिया में ऑक्सीजन और ऊर्जा की रिहाई शामिल होती है।

कोशिका का रासायनिक संगठन

यह ऊर्जा कोशिका में जीवन प्रक्रियाओं पर खर्च होती है। जैवसंश्लेषण और क्षय की प्रक्रियाएं चयापचय का निर्माण करती हैं, जो ऊर्जा परिवर्तनों के साथ होती है।

कोशिकाएं बढ़ती हैं और प्रजनन करती हैं। मानव शरीर की कोशिकाओं को आधे में विभाजित करके गुणा किया जाता है। प्रत्येक गठित बेटी कोशिका बढ़ती है और माँ के आकार तक पहुँचती है। नई कोशिकाएँ मातृ कोशिका के रूप में कार्य करती हैं।

कोशिकाओं का जीवन काल अलग होता है: कई घंटों से लेकर दसियों साल तक।

जीवित कोशिकाएं अपने पर्यावरण में होने वाले भौतिक और रासायनिक परिवर्तनों का जवाब देने में सक्षम हैं। कोशिकाओं के इस गुण को उत्तेजनीयता कहते हैं। उसी समय, आराम की स्थिति से, कोशिकाएं कार्यशील अवस्था में चली जाती हैं - उत्तेजना। कोशिकाओं में उत्तेजित होने पर, जैवसंश्लेषण की दर और पदार्थों के क्षय, ऑक्सीजन की खपत और तापमान में परिवर्तन होता है। उत्तेजित अवस्था में विभिन्न कोशिकाएँ अपने-अपने कार्य करती हैं।

ग्रंथियों की कोशिकाएं पदार्थों का निर्माण और स्राव करती हैं, मांसपेशियों की कोशिकाएं सिकुड़ती हैं, तंत्रिका कोशिकाओं में एक कमजोर विद्युत संकेत उत्पन्न होता है - एक तंत्रिका आवेग जो कोशिका झिल्ली के माध्यम से फैल सकता है।

शरीर का आंतरिक वातावरण।

शरीर की अधिकांश कोशिकाएं बाहरी वातावरण से जुड़ी नहीं होती हैं। उनकी महत्वपूर्ण गतिविधि आंतरिक वातावरण द्वारा प्रदान की जाती है, जिसमें 3 प्रकार के तरल पदार्थ होते हैं: अंतरकोशिकीय (ऊतक) द्रव, जिसके साथ कोशिकाएं सीधे संपर्क में होती हैं, रक्त और लसीका। आंतरिक वातावरण कोशिकाओं को उनकी महत्वपूर्ण गतिविधि के लिए आवश्यक पदार्थ प्रदान करता है, और इसके माध्यम से क्षय उत्पादों को हटा दिया जाता है।

शरीर के आंतरिक वातावरण में संरचना और भौतिक और रासायनिक गुणों की सापेक्ष स्थिरता होती है। केवल इस स्थिति में कोशिकाएं सामान्य रूप से कार्य कर सकती हैं।

चयापचय, जैवसंश्लेषण और कार्बनिक यौगिकों का क्षय, वृद्धि, प्रजनन, उत्तेजना कोशिकाओं के मुख्य महत्वपूर्ण गुण हैं।

कोशिकाओं के महत्वपूर्ण गुण शरीर के आंतरिक वातावरण की संरचना की सापेक्ष स्थिरता द्वारा प्रदान किए जाते हैं।

आप अपने वनस्पति विज्ञान और प्राणीशास्त्र पाठ्यक्रम से जानते हैं कि पौधों और जानवरों के शरीर कोशिकाओं से बने होते हैं। मानव शरीर भी कोशिकाओं से बना होता है। शरीर की कोशिकीय संरचना के कारण, इसकी वृद्धि, प्रजनन, अंगों और ऊतकों की बहाली और अन्य प्रकार की गतिविधि संभव है।

कोशिकाओं का आकार और आकार अंग द्वारा किए गए कार्य पर निर्भर करता है। कोशिका की संरचना का अध्ययन करने वाला मुख्य उपकरण सूक्ष्मदर्शी है। एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी आपको एक सेल को लगभग तीन हजार बार आवर्धन पर देखने की अनुमति देता है; एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप, जो सैकड़ों हजारों बार प्रकाश के बजाय इलेक्ट्रॉनों की धारा का उपयोग करता है। कोशिकाओं की संरचना और कार्यों का अध्ययन कोशिका विज्ञान (ग्रीक से। "साइटोस" - एक कोशिका) में लगा हुआ है।

सेल संरचना।प्रत्येक कोशिका में साइटोप्लाज्म और एक नाभिक होता है, और इसके बाहर एक झिल्ली से ढका होता है जो पड़ोसी कोशिकाओं से एक कोशिका का परिसीमन करता है। पड़ोसी कोशिकाओं की झिल्लियों के बीच का स्थान द्रव से भरा होता है अंतरकोशिकीय पदार्थ।मुख्य कार्य झिल्लीइस तथ्य में निहित है कि विभिन्न पदार्थ इसके माध्यम से कोशिका से कोशिका में जाते हैं और इस प्रकार कोशिकाओं और अंतरकोशिकीय पदार्थों के बीच पदार्थों का आदान-प्रदान होता है।

कोशिका द्रव्य- एक चिपचिपा अर्ध-तरल पदार्थ। साइटोप्लाज्म में कई छोटी कोशिका संरचनाएं होती हैं - अंग,जो विभिन्न कार्य करते हैं। आइए सबसे महत्वपूर्ण जीवों पर विचार करें: माइटोकॉन्ड्रिया, ट्यूबल नेटवर्क, राइबोसोम, सेल सेंटर, न्यूक्लियस।

माइटोकॉन्ड्रिया- आंतरिक सेप्टा के साथ छोटे मोटे शरीर। वे एटीपी की कोशिका में होने वाली प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक ऊर्जा से भरपूर पदार्थ बनाते हैं। यह देखा गया है कि कोशिका जितनी अधिक सक्रिय रूप से काम करती है, उसमें उतने ही अधिक माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं।

चैनल नेटवर्कपूरे साइटोप्लाज्म में प्रवेश करता है। इन नलिकाओं के माध्यम से, पदार्थ चलते हैं और जीवों के बीच एक संबंध स्थापित होता है।

राइबोसोम- प्रोटीन और राइबोन्यूक्लिक एसिड युक्त घने शरीर। वे प्रोटीन निर्माण की साइट हैं।

सेल सेंटरकोशिका विभाजन में भाग लेने वाले निकायों द्वारा गठित। वे कोर के पास स्थित हैं।

सार- यह एक छोटा सा शरीर है, जो कोशिका का एक आवश्यक घटक है। कोशिका विभाजन के दौरान केन्द्रक की संरचना में परिवर्तन होता है। जब कोशिका विभाजन समाप्त हो जाता है, तो नाभिक अपनी पूर्व अवस्था में लौट आता है। कोर में होता है एक खास पदार्थ- क्रोमेटिन,जिससे कोशिका विभाजन से पहले धागे जैसे पिंड बनते हैं - गुणसूत्र।कोशिकाओं को एक निश्चित आकार के गुणसूत्रों की निरंतर संख्या की विशेषता होती है। मानव शरीर की कोशिकाओं में 46 गुणसूत्र होते हैं, और रोगाणु कोशिकाओं में 23 होते हैं।

कोशिका की रासायनिक संरचना।मानव शरीर की कोशिकाएं अकार्बनिक और कार्बनिक प्रकृति के विभिन्न रासायनिक यौगिकों से बनी होती हैं। कोशिका के अकार्बनिक पदार्थों में पानी और लवण शामिल हैं। जल कोशिका द्रव्यमान का 80% भाग बनाता है। यह रासायनिक प्रतिक्रियाओं में शामिल पदार्थों को घोलता है: पोषक तत्वों को स्थानांतरित करता है, सेल से अपशिष्ट और हानिकारक यौगिकों को निकालता है। खनिज लवण - सोडियम क्लोराइड, पोटेशियम क्लोराइड, आदि - कोशिकाओं और अंतरकोशिकीय पदार्थ के बीच पानी के वितरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। कुछ रासायनिक तत्व, जैसे ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, सल्फर, लोहा, मैग्नीशियम, जस्ता, आयोडीन, फास्फोरस, महत्वपूर्ण कार्बनिक यौगिकों के निर्माण में शामिल हैं। कार्बनिक यौगिक प्रत्येक कोशिका के द्रव्यमान का 20-30% तक बनते हैं। कार्बनिक यौगिकों में कार्बोहाइड्रेट, वसा, प्रोटीन और न्यूक्लिक अम्ल सबसे अधिक महत्वपूर्ण हैं।

कार्बोहाइड्रेटकार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन से बने होते हैं। कार्बोहाइड्रेट में ग्लूकोज, पशु स्टार्च - ग्लाइकोजन शामिल हैं। कई कार्बोहाइड्रेट पानी में आसानी से घुलनशील होते हैं और सभी जीवन प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा के मुख्य स्रोत होते हैं। 1 ग्राम कार्बोहाइड्रेट के टूटने से 17.6 kJ ऊर्जा निकलती है।

वसाकार्बोहाइड्रेट के समान रासायनिक तत्वों द्वारा निर्मित। वसा पानी में अघुलनशील होते हैं। वे कोशिका झिल्ली का हिस्सा हैं। वसा शरीर में ऊर्जा के आरक्षित स्रोत के रूप में भी कार्य करता है। 1 ग्राम वसा के पूर्ण विघटन से 38.9 kJ ऊर्जा निकलती है।

प्रोटीनकोशिका के मुख्य पदार्थ हैं। प्रोटीन प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले कार्बनिक पदार्थों में सबसे जटिल होते हैं, हालांकि उनमें अपेक्षाकृत कम संख्या में रासायनिक तत्व होते हैं - कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, सल्फर। फास्फोरस बहुत बार प्रोटीन में शामिल होता है। प्रोटीन अणु बड़ा है और दसियों और सैकड़ों सरल यौगिकों से युक्त एक श्रृंखला है - 20 प्रकार के अमीनो एसिड।

प्रोटीन मुख्य बिल्डिंग ब्लॉक्स हैं। वे कोशिका झिल्ली, नाभिक, साइटोप्लाज्म, ऑर्गेनेल के निर्माण में शामिल हैं। कई प्रोटीन रासायनिक अभिक्रियाओं के क्रम में त्वरक के रूप में कार्य करते हैं - एंजाइम।जैव रासायनिक प्रक्रियाएं एक कोशिका में केवल विशेष एंजाइमों की उपस्थिति में हो सकती हैं जो पदार्थों के रासायनिक परिवर्तनों को सैकड़ों लाखों बार तेज करती हैं।

प्रोटीन की एक विविध संरचना होती है। केवल एक कोशिका में 1000 विभिन्न प्रोटीन होते हैं।

शरीर में प्रोटीन के टूटने के साथ, कार्बोहाइड्रेट के टूटने के साथ लगभग उतनी ही ऊर्जा निकलती है - 17.6 kJ प्रति 1 ग्राम।

न्यूक्लिक एसिडकोशिका केन्द्रक में बनते हैं। यही उनके नाम का कारण है (लैटिन "नाभिक" - कोर से)। वे कार्बन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन और फास्फोरस से बने होते हैं। न्यूक्लिक एसिड दो प्रकार के होते हैं - डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक (डीएनए) और राइबोन्यूक्लिक (आरएनए)। डीएनए मुख्य रूप से कोशिकाओं के गुणसूत्रों में पाया जाता है। डीएनए कोशिका प्रोटीन की संरचना और माता-पिता से संतानों में वंशानुगत लक्षणों और गुणों के हस्तांतरण को निर्धारित करता है। आरएनए के कार्य इस कोशिका की विशेषता वाले प्रोटीन के निर्माण से जुड़े हैं।

बुनियादी नियम और अवधारणाएं:

कोशिका सभी जीवित चीजों की मूल प्राथमिक इकाई है, इसलिए, जीवित जीवों के सभी गुण इसमें निहित हैं: एक उच्च क्रम वाली संरचना, बाहर से ऊर्जा प्राप्त करना और काम करने और व्यवस्था बनाए रखने के लिए इसका उपयोग करना, चयापचय, एक सक्रिय प्रतिक्रिया उत्तेजना, वृद्धि, विकास, प्रजनन, दोहराव और वंशजों को जैविक जानकारी का हस्तांतरण, पुनर्जनन (क्षतिग्रस्त संरचनाओं की बहाली), पर्यावरण के लिए अनुकूलन।

19वीं शताब्दी के मध्य में, जर्मन वैज्ञानिक टी. श्वान ने एक कोशिकीय सिद्धांत बनाया, जिसके मुख्य प्रावधानों ने संकेत दिया कि सभी ऊतक और अंग कोशिकाओं से बने होते हैं; पौधे और पशु कोशिकाएं मूल रूप से एक दूसरे के समान हैं, वे सभी एक ही तरह से उत्पन्न होती हैं; जीवों की गतिविधि व्यक्तिगत कोशिकाओं की महत्वपूर्ण गतिविधि का योग है। महान जर्मन वैज्ञानिक आर. विरचो का कोशिका सिद्धांत के आगे के विकास पर और सामान्य तौर पर, कोशिका के सिद्धांत पर बहुत प्रभाव था। उन्होंने न केवल सभी कई अलग-अलग तथ्यों को एक साथ लाया, बल्कि यह भी दिखाया कि कोशिकाएं एक निरंतर संरचना हैं और केवल प्रजनन के माध्यम से उत्पन्न होती हैं।

आधुनिक व्याख्या में कोशिकीय सिद्धांत में निम्नलिखित मुख्य प्रावधान शामिल हैं: कोशिका जीवित की एक सार्वभौमिक प्राथमिक इकाई है; सभी जीवों की कोशिकाएँ अपनी संरचना, कार्य और रासायनिक संरचना में मौलिक रूप से समान होती हैं; कोशिकाएँ केवल मूल कोशिका को विभाजित करके ही पुनरुत्पादित करती हैं; बहुकोशिकीय जीव जटिल कोशिका संयोजन होते हैं जो अभिन्न प्रणाली बनाते हैं।

आधुनिक अनुसंधान विधियों के लिए धन्यवाद, दो मुख्य प्रकार की कोशिकाएँ: अधिक जटिल रूप से संगठित, अत्यधिक विभेदित यूकेरियोटिक कोशिकाएं (पौधे, जानवर और कुछ प्रोटोजोआ, शैवाल, कवक और लाइकेन) और कम जटिल रूप से संगठित प्रोकैरियोटिक कोशिकाएं (नीली-हरी शैवाल, एक्टिनोमाइसेट्स, बैक्टीरिया, स्पाइरोकेट्स, माइकोप्लाज्मा, रिकेट्सिया, क्लैमाइडिया)।

एक प्रोकैरियोटिक कोशिका के विपरीत, एक यूकेरियोटिक कोशिका में एक नाभिक होता है जो एक दोहरे परमाणु झिल्ली से घिरा होता है और बड़ी संख्या में झिल्ली वाले अंग होते हैं।

ध्यान!

कोशिका जीवित जीवों की मुख्य संरचनात्मक और कार्यात्मक इकाई है, जो विकास, विकास, चयापचय और ऊर्जा, भंडारण, प्रसंस्करण और आनुवंशिक जानकारी को साकार करती है। आकृति विज्ञान के दृष्टिकोण से, एक कोशिका बायोपॉलिमर की एक जटिल प्रणाली है, जो बाहरी वातावरण से एक प्लाज्मा झिल्ली (प्लास्मोल्मा) द्वारा अलग होती है और इसमें एक नाभिक और साइटोप्लाज्म होता है, जिसमें ऑर्गेनेल और समावेशन (ग्रेन्यूल्स) स्थित होते हैं।

किस प्रकार की कोशिकाएँ होती हैं?

कोशिकाएं अपने आकार, संरचना, रासायनिक संरचना और चयापचय की प्रकृति में विविध हैं।

सभी कोशिकाएँ समजातीय हैं, अर्थात्। कई सामान्य संरचनात्मक विशेषताएं हैं जिन पर बुनियादी कार्यों का प्रदर्शन निर्भर करता है। कोशिकाओं को संरचना, चयापचय (चयापचय) और रासायनिक संरचना की एकता की विशेषता है।

इसी समय, विभिन्न कोशिकाओं में विशिष्ट संरचनाएं भी होती हैं। यह उनके द्वारा विशेष कार्यों के प्रदर्शन के कारण है।

सेल संरचना

अल्ट्रामाइक्रोस्कोपिक सेल संरचना:

1 - साइटोलेम्मा (प्लाज्मा झिल्ली); 2 - पिनोसाइटिक पुटिका; 3 - सेंट्रोसोम सेल सेंटर (साइटोसेंटर); 4 - हाइलोप्लाज्म; 5 - एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम: ए - दानेदार जालिका की झिल्ली; बी - राइबोसोम; 6 - एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की गुहाओं के साथ पेरिन्यूक्लियर स्पेस का कनेक्शन; 7 - कोर; 8 - परमाणु छिद्र; 9 - गैर-दानेदार (चिकनी) एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम; 10 - न्यूक्लियोलस; 11 - आंतरिक जाल तंत्र (गोल्गी कॉम्प्लेक्स); 12 - स्रावी रिक्तिकाएं; 13 - माइटोकॉन्ड्रिया; 14 - लिपोसोम; 15 - फागोसाइटोसिस के लगातार तीन चरण; 16 - एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्लियों के साथ कोशिका झिल्ली (साइटोलेम्मा) का कनेक्शन।

कोशिका रसायन

कोशिका में 100 से अधिक रासायनिक तत्व होते हैं, उनमें से चार में द्रव्यमान का लगभग 98% हिस्सा होता है, ये अंग हैं: ऑक्सीजन (65-75%), कार्बन (15-18%), हाइड्रोजन (8-10%) और नाइट्रोजन (१ , ५-३.०%)। शेष तत्वों को तीन समूहों में विभाजित किया गया है: मैक्रोन्यूट्रिएंट्स - शरीर में उनकी सामग्री 0.01% से अधिक है); माइक्रोलेमेंट्स (0.00001-0.01%) और अल्ट्रामाइक्रोलेमेंट्स (0.00001 से कम)।

मैक्रोन्यूट्रिएंट्स में सल्फर, फास्फोरस, क्लोरीन, पोटेशियम, सोडियम, मैग्नीशियम, कैल्शियम शामिल हैं।

सूक्ष्मजीवों के लिए लोहा, जस्ता, तांबा, आयोडीन, फ्लोरीन, एल्यूमीनियम, तांबा, मैंगनीज, कोबाल्ट, आदि हैं।

Ultramicroelements - सेलेनियम, वैनेडियम, सिलिकॉन, निकल, लिथियम, चांदी और ऊपर। उनकी बहुत कम सामग्री के बावजूद, ट्रेस तत्व और अल्ट्रा ट्रेस तत्व बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वे मुख्य रूप से चयापचय को प्रभावित करते हैं। उनके बिना, प्रत्येक कोशिका और पूरे जीव का सामान्य कामकाज असंभव है।

कोशिका अकार्बनिक और कार्बनिक पदार्थों से बनी होती है। अकार्बनिक में, पानी की सबसे बड़ी मात्रा। पिंजरे में पानी की सापेक्ष मात्रा 70 से 80% है। जल एक सार्वत्रिक विलायक है, कोशिका में सभी जैव रासायनिक अभिक्रियाएँ इसी में होती हैं। पानी की भागीदारी के साथ, गर्मी विनियमन किया जाता है। जल में घुलने वाले पदार्थ (लवण, क्षार, अम्ल, प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, ऐल्कोहॉल आदि) जलरागी कहलाते हैं। हाइड्रोफोबिक पदार्थ (वसा और वसा जैसे) पानी में नहीं घुलते हैं। अन्य अकार्बनिक पदार्थ (लवण, अम्ल, क्षार, धनात्मक और ऋणात्मक आयन) 1.0 से 1.5% तक होते हैं।

प्रोटीन (10-20%), वसा या लिपिड (1-5%), कार्बोहाइड्रेट (0.2–2.0%), न्यूक्लिक एसिड (1-2%) कार्बनिक पदार्थों में प्रमुख हैं। कम आणविक भार वाले पदार्थों की सामग्री 0.5% से अधिक नहीं होती है।

एक प्रोटीन अणु एक बहुलक है जिसमें बड़ी संख्या में मोनोमर्स की दोहराई जाने वाली इकाइयाँ होती हैं। अमीनो एसिड प्रोटीन मोनोमर्स (उनमें से 20) पेप्टाइड बॉन्ड द्वारा परस्पर जुड़े हुए हैं, एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला (प्राथमिक प्रोटीन संरचना) बनाते हैं। यह एक सर्पिल में कुंडलित होता है, जिससे प्रोटीन की द्वितीयक संरचना बनती है। पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के एक निश्चित स्थानिक अभिविन्यास के कारण, प्रोटीन की एक तृतीयक संरचना उत्पन्न होती है, जो प्रोटीन अणु की विशिष्टता और जैविक गतिविधि को निर्धारित करती है। कई तृतीयक संरचनाएं एक दूसरे के साथ मिलकर एक चतुर्धातुक संरचना बनाती हैं।

प्रोटीन आवश्यक कार्य करते हैं। एंजाइम - जैविक उत्प्रेरक जो कोशिका में रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर को सैकड़ों हजारों गुना बढ़ा देते हैं, प्रोटीन होते हैं। प्रोटीन, सभी सेलुलर संरचनाओं का एक हिस्सा होने के नाते, एक प्लास्टिक (भवन) कार्य करते हैं। कोशिका गति भी प्रोटीन द्वारा की जाती है। वे कोशिका में, कोशिका से और कोशिका के अंदर पदार्थों का परिवहन प्रदान करते हैं। प्रोटीन (एंटीबॉडी) का सुरक्षात्मक कार्य महत्वपूर्ण है। प्रोटीन ऊर्जा स्रोतों में से एक हैं।कार्बोहाइड्रेट को मोनोसेकेराइड और पॉलीसेकेराइड में वर्गीकृत किया जाता है। उत्तरार्द्ध मोनोसेकेराइड से निर्मित होते हैं, जो अमीनो एसिड की तरह मोनोमर होते हैं। कोशिका में मोनोसेकेराइड में सबसे महत्वपूर्ण ग्लूकोज, फ्रुक्टोज (छह कार्बन परमाणु होते हैं) और पेंटोस (पांच कार्बन परमाणु) होते हैं। पेंटोस न्यूक्लिक एसिड का हिस्सा हैं। मोनोसेकेराइड पानी में आसानी से घुलनशील होते हैं। पॉलीसेकेराइड पानी में खराब घुलनशील होते हैं (पशु कोशिकाओं में ग्लाइकोजन, पौधों की कोशिकाओं में स्टार्च और सेल्युलोज। कार्बोहाइड्रेट ऊर्जा का एक स्रोत हैं, प्रोटीन (ग्लाइकोप्रोटीन), वसा (ग्लाइकोलिपिड्स) के साथ संयुक्त जटिल कार्बोहाइड्रेट, सेल सतहों और सेल इंटरैक्शन के निर्माण में भाग लेते हैं। .

लिपिड में वसा और वसा जैसे पदार्थ शामिल होते हैं। वसा के अणु ग्लिसरॉल और फैटी एसिड से बनते हैं। वसा जैसे पदार्थों में कोलेस्ट्रॉल, कुछ हार्मोन, लेसिथिन शामिल हैं। लिपिड, जो कोशिका झिल्लियों का मुख्य घटक हैं, इस प्रकार एक निर्माण कार्य करते हैं। लिपिड सबसे महत्वपूर्ण ऊर्जा स्रोत हैं। तो, यदि 1 ग्राम प्रोटीन या कार्बोहाइड्रेट के पूर्ण ऑक्सीकरण के साथ, 17.6 kJ ऊर्जा निकलती है, तो 1 ग्राम वसा के पूर्ण ऑक्सीकरण के साथ - 38.9 kJ। लिपिड थर्मोरेग्यूलेशन करते हैं, अंगों (वसा कैप्सूल) की रक्षा करते हैं।

डीएनए और आरएनए

न्यूक्लिक एसिड न्यूक्लियोटाइड मोनोमर्स द्वारा निर्मित बहुलक अणु होते हैं। न्यूक्लियोटाइड में एक प्यूरीन या पाइरीमिडीन बेस, एक चीनी (पेंटोस) और एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होते हैं। सभी कोशिकाओं में, दो प्रकार के न्यूक्लिक एसिड होते हैं: डीऑक्सीराइबोन्यूलिक (डीएनए) और राइबोन्यूक्लिक (आरएनए), जो कि क्षार और शर्करा की संरचना में भिन्न होते हैं।

न्यूक्लिक एसिड की स्थानिक संरचना:

(बी. अल्बर्ट्स एट अल के अनुसार, संशोधित के रूप में) I - RNA; द्वितीय - डीएनए; टेप - चीनी-फॉस्फेट रीढ़; ए, सी, जी, टी, यू - नाइट्रोजनस बेस, उनके बीच जाली - हाइड्रोजन बॉन्ड।

डीएनए अणु

एक डीएनए अणु में दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएं होती हैं जो एक दूसरे के चारों ओर एक डबल हेलिक्स के रूप में मुड़ जाती हैं। दोनों श्रृंखलाओं के नाइट्रोजनस आधार पूरक हाइड्रोजन बांड द्वारा परस्पर जुड़े हुए हैं। एडेनिन केवल थाइमिन के साथ, और साइटोसिन को ग्वानिन (ए - टी, जी - सी) के साथ जोड़ती है। डीएनए में आनुवंशिक जानकारी होती है जो कोशिका द्वारा संश्लेषित प्रोटीन की विशिष्टता को निर्धारित करती है, अर्थात पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में अमीनो एसिड का क्रम। डीएनए को कोशिका के सभी गुण विरासत में मिलते हैं। डीएनए नाभिक और माइटोकॉन्ड्रिया में पाया जाता है।

आरएनए अणु

एक एकल पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला द्वारा एक आरएनए अणु का निर्माण होता है। कोशिकाओं में तीन प्रकार के आरएनए होते हैं। सूचनात्मक, या संदेशवाहक आरएनए टीआरएनए (अंग्रेजी संदेशवाहक से - "मध्यस्थ"), जो डीएनए के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम के बारे में जानकारी को राइबोसोम में स्थानांतरित करता है (नीचे देखें)। ट्रांसपोर्ट आरएनए (टीआरएनए) जो अमीनो एसिड को राइबोसोम में ले जाता है। राइबोसोमल आरएनए (आरआरएनए), जो राइबोसोम के निर्माण में शामिल है। आरएनए नाभिक, राइबोसोम, साइटोप्लाज्म, माइटोकॉन्ड्रिया, क्लोरोप्लास्ट में निहित है।

न्यूक्लिक एसिड संरचना।

एटलस: ह्यूमन एनाटॉमी एंड फिजियोलॉजी। पूर्ण व्यावहारिक गाइड ऐलेना युरेवना जिगलोवा

कोशिका रसायन

कोशिका में १०० से अधिक रासायनिक तत्व होते हैं, जिनमें से चार का द्रव्यमान लगभग ९८% होता है, यह है ऑर्गेनोजेन्स: ऑक्सीजन (65-75%), कार्बन (15-18%), हाइड्रोजन (8-10%) और नाइट्रोजन (1.5-3.0%)। शेष तत्वों को तीन समूहों में विभाजित किया गया है: मैक्रोन्यूट्रिएंट्स - शरीर में उनकी सामग्री 0.01% से अधिक है); माइक्रोएलेमेंट्स (0.00001-0.01%) और अल्ट्रामाइक्रोलेमेंट्स (0.00001 से कम)। मैक्रोन्यूट्रिएंट्स में सल्फर, फास्फोरस, क्लोरीन, पोटेशियम, सोडियम, मैग्नीशियम, कैल्शियम शामिल हैं। सूक्ष्म तत्वों के लिए - लोहा, जस्ता, तांबा, आयोडीन, फ्लोरीन, एल्यूमीनियम, तांबा, मैंगनीज, कोबाल्ट, आदि। अल्ट्रामाइक्रोलेमेंट्स के लिए - सेलेनियम, वैनेडियम, सिलिकॉन, निकल, लिथियम, चांदी और ऊपर। उनकी बहुत कम सामग्री के बावजूद, ट्रेस तत्व और अल्ट्रा ट्रेस तत्व बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वे मुख्य रूप से चयापचय को प्रभावित करते हैं। उनके बिना, प्रत्येक कोशिका और पूरे जीव का सामान्य कामकाज असंभव है।

चावल। 1. अल्ट्रामाइक्रोस्कोपिक सेल संरचना। 1 - साइटोलेम्मा (प्लाज्मा झिल्ली); 2 - पिनोसाइटिक पुटिका; 3 - सेंट्रोसोम सेल सेंटर (साइटोसेंटर); 4 - हाइलोप्लाज्म; 5 - एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम: ए - दानेदार जालिका की झिल्ली; बी - राइबोसोम; 6 - एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की गुहाओं के साथ पेरिन्यूक्लियर स्पेस का कनेक्शन; 7 - कोर; 8 - परमाणु छिद्र; 9 - गैर-दानेदार (चिकनी) एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम; 10 - न्यूक्लियोलस; 11 - आंतरिक जाल तंत्र (गोल्गी कॉम्प्लेक्स); 12 - स्रावी रिक्तिकाएं; 13 - माइटोकॉन्ड्रिया; 14 - लिपोसोम; 15 - फागोसाइटोसिस के लगातार तीन चरण; 16 - एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्लियों के साथ कोशिका झिल्ली (साइटोलेम्मा) का कनेक्शन

अणु गिलहरीएक बहुलक है जिसमें बड़ी संख्या में दोहराई जाने वाली मोनोमर इकाइयाँ होती हैं। अमीनो एसिड प्रोटीन मोनोमर्स (उनमें से 20) पेप्टाइड बॉन्ड द्वारा परस्पर जुड़े हुए हैं, एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला (प्राथमिक प्रोटीन संरचना) बनाते हैं। यह एक सर्पिल में कुंडलित होता है, जिससे प्रोटीन की द्वितीयक संरचना बनती है। पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के एक निश्चित स्थानिक अभिविन्यास के कारण, प्रोटीन की एक तृतीयक संरचना उत्पन्न होती है, जो प्रोटीन अणु की विशिष्टता और जैविक गतिविधि को निर्धारित करती है। कई तृतीयक संरचनाएं एक दूसरे के साथ मिलकर एक चतुर्धातुक संरचना बनाती हैं।

प्रोटीन आवश्यक कार्य करते हैं। एंजाइमों- जैविक उत्प्रेरक जो कोशिका में रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर को सैकड़ों-हजारों-लाखों गुना बढ़ा देते हैं, प्रोटीन होते हैं। प्रोटीन, सभी सेलुलर संरचनाओं का एक हिस्सा होने के नाते, एक प्लास्टिक (भवन) कार्य करते हैं। कोशिका गति भी प्रोटीन द्वारा की जाती है। वे कोशिका में, कोशिका से और कोशिका के अंदर पदार्थों का परिवहन प्रदान करते हैं। प्रोटीन (एंटीबॉडी) का सुरक्षात्मक कार्य महत्वपूर्ण है। प्रोटीन ऊर्जा के स्रोतों में से एक हैं।

कार्बोहाइड्रेटमोनोसेकेराइड और पॉलीसेकेराइड में विभाजित हैं। उत्तरार्द्ध मोनोसेकेराइड से निर्मित होते हैं, जो अमीनो एसिड की तरह मोनोमर होते हैं। कोशिका में मोनोसेकेराइड में सबसे महत्वपूर्ण ग्लूकोज, फ्रुक्टोज (छह कार्बन परमाणु होते हैं) और पेंटोस (पांच कार्बन परमाणु) होते हैं। पेंटोस न्यूक्लिक एसिड का हिस्सा हैं। मोनोसेकेराइड पानी में आसानी से घुलनशील होते हैं। पॉलीसेकेराइड पानी में खराब घुलनशील होते हैं (पशु कोशिकाओं में ग्लाइकोजन, पौधों की कोशिकाओं में स्टार्च और सेल्युलोज। कार्बोहाइड्रेट ऊर्जा का एक स्रोत हैं, प्रोटीन (ग्लाइकोप्रोटीन), वसा (ग्लाइकोलिपिड्स) के साथ संयुक्त जटिल कार्बोहाइड्रेट, सेल सतहों और सेल इंटरैक्शन के निर्माण में भाग लेते हैं। .

प्रति लिपिडवसा और वसा जैसे पदार्थ शामिल करें। वसा के अणु ग्लिसरॉल और फैटी एसिड से बनते हैं। वसा जैसे पदार्थों में कोलेस्ट्रॉल, कुछ हार्मोन, लेसिथिन शामिल हैं। लिपिड, जो कोशिका झिल्लियों के मुख्य घटक हैं (वे नीचे वर्णित हैं), इस प्रकार एक निर्माण कार्य करते हैं। लिपिड सबसे महत्वपूर्ण ऊर्जा स्रोत हैं। तो, यदि 1 ग्राम प्रोटीन या कार्बोहाइड्रेट के पूर्ण ऑक्सीकरण के साथ, 17.6 kJ ऊर्जा निकलती है, तो 1 ग्राम वसा के पूर्ण ऑक्सीकरण के साथ - 38.9 kJ। लिपिड थर्मोरेग्यूलेशन करते हैं, अंगों (वसा कैप्सूल) की रक्षा करते हैं।

न्यूक्लिक एसिडन्यूक्लियोटाइड मोनोमर्स द्वारा निर्मित बहुलक अणु हैं। न्यूक्लियोटाइड में एक प्यूरीन या पाइरीमिडीन बेस, एक चीनी (पेंटोस) और एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होते हैं। सभी कोशिकाओं में, दो प्रकार के न्यूक्लिक एसिड होते हैं: डीऑक्सीराइबोन्यूलिक (डीएनए) और राइबोन्यूक्लिक (आरएनए), जो कि क्षार और शर्करा की संरचना में भिन्न होते हैं (तालिका 1, चावल। 2).

चावल। 2. न्यूक्लिक एसिड की स्थानिक संरचना (बी। अल्बर्ट्स एट अल।, जैसा कि संशोधित है) के अनुसार।मैं - आरएनए; द्वितीय - डीएनए; टेप - चीनी-फॉस्फेट रीढ़; ए, सी, जी, टी, यू - नाइट्रोजनस बेस, उनके बीच जाली - हाइड्रोजन बांड

एक डीएनए अणु में दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएं होती हैं जो एक दूसरे के चारों ओर एक डबल हेलिक्स के रूप में मुड़ जाती हैं। दोनों श्रृंखलाओं के नाइट्रोजनस आधार पूरक हाइड्रोजन बांड द्वारा परस्पर जुड़े हुए हैं। एडेनिन केवल थाइमिन के साथ, और साइटोसिन ग्वानिन के साथ जोड़ती है(ए - टी, जी - सी)। डीएनए में आनुवंशिक जानकारी होती है जो कोशिका द्वारा संश्लेषित प्रोटीन की विशिष्टता को निर्धारित करती है, अर्थात पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में अमीनो एसिड का क्रम। डीएनए को कोशिका के सभी गुण विरासत में मिलते हैं। डीएनए नाभिक और माइटोकॉन्ड्रिया में पाया जाता है।

ट्रांसपोर्ट आरएनए (टीआरएनए) जो अमीनो एसिड को राइबोसोम में ले जाता है। राइबोसोमल आरएनए (आरआरएनए), जो राइबोसोम के निर्माण में शामिल है। आरएनए नाभिक, राइबोसोम, साइटोप्लाज्म, माइटोकॉन्ड्रिया, क्लोरोप्लास्ट में निहित है।

तालिका नंबर एक

न्यूक्लिक एसिड संरचना