कोशिका सभी जीवित चीजों की बुनियादी 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।

19 वीं शताब्दी के मध्य में, जर्मन वैज्ञानिक टी। श्वान ने एक सेलुलर सिद्धांत बनाया, जिसके मुख्य प्रावधान इस तथ्य की गवाही देते हैं 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 विकास पर और सामान्य तौर पर, कोशिका के सिद्धांत पर बहुत प्रभाव था। उन्होंने न केवल सभी असंख्य असमान 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 रहने की एक सार्वभौमिक प्राथमिक इकाई है; सभी जीवों की कोशिकाएँ उनकी संरचना, कार्य और रासायनिक संरचना में मौलिक रूप से समान होती हैं; कोशिकाएं 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 यूकेरियोटिक कोशिका के विपरीत, इसमें 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 होती 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 रिक्तिकाएँ; 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 (1 , 5-3.0%)। 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 समग्र रूप से जीव का सामान्य जीवन 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 जैवरासायनिक 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 वसायुक्त पदार्थ) 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 बदल जाता 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 हैं जो एक कोशिका में रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर को सैकड़ों-हजारों लाख गुना बढ़ा देते हैं; वे प्रोटीन हैं। प्रोटीन, सभी सेलुलर संरचनाओं का एक हिस्सा होने के नाते, एक प्लास्टिक (भवन) कार्य करते हैं। प्रोटीन कोशिका गति भी करते हैं। 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।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, जटिल कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन (ग्लाइकोप्रोटीन), वसा (ग्लाइकोलिपिड) के साथ मिलकर, सेल सतहों और सेल के निर्माण में भाग लेते हैं। बातचीत।

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 के 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, 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।

कक्ष

ए लेह्निंगर के अनुसार जीवित प्रणालियों की अवधारणा के दृष्टिकोण से।

एक जीवित कोशिका कार्बनिक अणुओं की एक इज़ोटेर्मल प्रणाली है जो पर्यावरण से ऊर्जा और संसाधनों को निकालने, स्व-नियमन और आत्म-प्रजनन में सक्षम है।

कोशिका में बड़ी संख्या में अनुक्रमिक प्रतिक्रियाएं होती हैं, जिसकी दर कोशिका द्वारा ही नियंत्रित होती है।

पर्यावरण के साथ संतुलन से दूर, कोशिका अपने आप को एक स्थिर गतिशील अवस्था में बनाए रखती है।

कोशिकाएं घटकों और प्रक्रियाओं की न्यूनतम खपत के सिद्धांत के अनुसार कार्य करती हैं।

उस। एक कोशिका एक प्रारंभिक जीवित खुली प्रणाली है जो स्वतंत्र अस्तित्व, प्रजनन और विकास में सक्षम है। यह सभी जीवित जीवों की एक प्राथमिक संरचनात्मक और कार्यात्मक इकाई है।

कोशिकाओं की रासायनिक संरचना।

मेंडलीफ की आवर्त प्रणाली के 110 तत्वों में से 86 तत्व मानव शरीर में लगातार मौजूद पाए जाते हैं। उनमें से 25 सामान्य जीवन के लिए आवश्यक हैं, और उनमें से 18 बिल्कुल आवश्यक हैं, और 7 उपयोगी हैं। कोशिका में प्रतिशत के अनुसार रासायनिक तत्वों को तीन समूहों में बांटा गया है:

मैक्रोन्यूट्रिएंट्स मुख्य तत्व (ऑर्गेनोजेन्स) हाइड्रोजन, कार्बन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन हैं। उनकी एकाग्रता: 98 - 99.9%। वे कोशिका के कार्बनिक यौगिकों के सार्वभौमिक घटक हैं।

ट्रेस तत्व - सोडियम, मैग्नीशियम, फास्फोरस, सल्फर, क्लोरीन, पोटेशियम, कैल्शियम, लोहा। उनकी एकाग्रता 0.1% है।

अल्ट्रामाइक्रोलेमेंट्स - बोरॉन, सिलिकॉन, वैनेडियम, मैंगनीज, कोबाल्ट, तांबा, जस्ता, मोलिब्डेनम, सेलेनियम, आयोडीन, ब्रोमीन, फ्लोरीन। वे चयापचय को प्रभावित करते हैं। उनकी अनुपस्थिति रोगों का कारण है (जस्ता - मधुमेह मेलेटस, आयोडीन - स्थानिक गण्डमाला, लोहा - घातक रक्ताल्पता, आदि)।

आधुनिक चिकित्सा विटामिन और खनिजों की नकारात्मक बातचीत के तथ्यों को जानती है:

जस्ता तांबे के अवशोषण को कम करता है और लौह और कैल्शियम के साथ अवशोषण के लिए प्रतिस्पर्धा करता है; (और जस्ता की कमी से प्रतिरक्षा प्रणाली कमजोर हो जाती है, अंतःस्रावी ग्रंथियों की ओर से कई रोग स्थितियां)।

कैल्शियम और आयरन मैंगनीज के अवशोषण को कम करते हैं;

विटामिन ई लोहे के साथ खराब रूप से संयुक्त है, और विटामिन सी बी विटामिन के साथ खराब रूप से संयुक्त है।

सकारात्मक पारस्परिक प्रभाव:

विटामिन ई और सेलेनियम, साथ ही साथ कैल्शियम और विटामिन के, सहक्रियात्मक रूप से कार्य करते हैं;

कैल्शियम के अवशोषण के लिए विटामिन डी की आवश्यकता होती है;

कॉपर शरीर में आयरन के अवशोषण और उपयोग में मदद करता है।

कोशिका के अकार्बनिक घटक।

पानी- कोशिका का सबसे महत्वपूर्ण घटक, जीवित पदार्थ का सार्वभौमिक फैलाव माध्यम। स्थलीय जीवों की सक्रिय कोशिकाएँ 60-95% जल होती हैं। आराम करने वाली कोशिकाओं और ऊतकों (बीज, बीजाणु) में पानी 10 - 20% होता है। कोशिका में पानी दो रूपों में होता है - मुक्त और कोशिकीय कोलाइड से बंधा हुआ। मुक्त पानी प्रोटोप्लाज्मिक कोलाइडल सिस्टम का एक विलायक और फैलाव माध्यम है। इसका 95%। सभी कोशिका जल का बाध्य जल (4 - 5%) प्रोटीन के साथ नाजुक हाइड्रोजन और हाइड्रॉक्सिल बांड बनाता है।

जल गुण:

पानी खनिज आयनों और अन्य पदार्थों के लिए एक प्राकृतिक विलायक है।

जल जीवद्रव्य के कोलॉइडी तंत्र का परिक्षिप्त प्रावस्था है।

कोशिका चयापचय की प्रतिक्रियाओं के लिए पानी एक माध्यम है, क्योंकि शारीरिक प्रक्रियाएं विशेष रूप से जलीय वातावरण में होती हैं। हाइड्रोलिसिस, हाइड्रेशन, सूजन की प्रतिक्रियाएं प्रदान करता है।

कोशिका की कई एंजाइमी प्रतिक्रियाओं में भाग लेता है और चयापचय की प्रक्रिया में बनता है।

पौधों में प्रकाश संश्लेषण के दौरान जल हाइड्रोजन आयनों का स्रोत है।

पानी का जैविक महत्व:

अधिकांश जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं केवल जलीय घोल में होती हैं, कई पदार्थ घुलित रूप में कोशिकाओं से प्रवेश करते हैं और हटा दिए जाते हैं। यह पानी के परिवहन कार्य की विशेषता है।

पानी हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाएं प्रदान करता है - पानी की क्रिया के तहत प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट का टूटना।

वाष्पीकरण की उच्च गर्मी के लिए धन्यवाद, शरीर ठंडा हो जाता है। उदाहरण के लिए, मनुष्यों में पसीना या पौधों में वाष्पोत्सर्जन।

पानी की उच्च ताप क्षमता और तापीय चालकता सेल में गर्मी के समान वितरण में योगदान करती है।

आसंजन (जल-मृदा) और संसक्ति (जल-जल) की शक्तियों के कारण जल में केशिकात्व का गुण होता है।

पानी की असंपीड़नीयता कोशिका की दीवारों (टगर) की तनावपूर्ण स्थिति को निर्धारित करती है, राउंडवॉर्म में हाइड्रोस्टेटिक कंकाल।

कक्ष- पृथ्वी पर जीवन की प्राथमिक इकाई। इसमें एक जीवित जीव की सभी विशेषताएं हैं: यह बढ़ता है, गुणा करता है, पर्यावरण के साथ पदार्थों और ऊर्जा का आदान-प्रदान करता है, और बाहरी उत्तेजनाओं पर प्रतिक्रिया करता है। जैविक विकास की शुरुआत पृथ्वी पर कोशिकीय जीवन रूपों के उद्भव से जुड़ी है। एकल-कोशिका वाले जीव वे कोशिकाएं हैं जो एक-दूसरे से अलग-अलग मौजूद होती हैं। सभी बहुकोशिकीय जीवों - जानवरों और पौधों - का शरीर कम या ज्यादा कोशिकाओं से बना होता है, जो एक तरह के बिल्डिंग ब्लॉक होते हैं जो एक जटिल जीव बनाते हैं। भले ही एक कोशिका एक अभिन्न जीवित प्रणाली हो - एक अलग जीव या उसका केवल एक हिस्सा, यह सभी कोशिकाओं के लिए सामान्य विशेषताओं और गुणों के एक समूह से संपन्न है।

कोशिका रसायन

निर्जीव प्रकृति में पाए जाने वाले मेंडेलीव की आवर्त प्रणाली के लगभग 60 तत्व कोशिकाओं में पाए गए। यह चेतन और निर्जीव प्रकृति की समानता के प्रमाणों में से एक है। जीवित जीवों में, सबसे आम हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, कार्बनतथा नाइट्रोजन, जो कोशिका द्रव्यमान का लगभग 98% हिस्सा बनाते हैं। यह हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, कार्बन और नाइट्रोजन के रासायनिक गुणों की ख़ासियत के कारण है, जिसके परिणामस्वरूप वे जैविक कार्यों को करने वाले अणुओं के निर्माण के लिए सबसे उपयुक्त निकले। ये चार तत्व दो परमाणुओं से संबंधित इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी के माध्यम से बहुत मजबूत सहसंयोजक बंधन बनाने में सक्षम हैं। सहसंयोजक बंधित कार्बन परमाणु अनगिनत विभिन्न कार्बनिक अणुओं की रीढ़ बना सकते हैं। चूंकि कार्बन परमाणु आसानी से ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन और सल्फर के साथ सहसंयोजक बंधन बनाते हैं, इसलिए कार्बनिक अणु असाधारण जटिलता और संरचनात्मक विविधता प्राप्त करते हैं।

चार मुख्य तत्वों के अलावा, ध्यान देने योग्य मात्रा में सेल (प्रतिशत का 10वां और 100वां अंश) होता है लोहा, पोटैशियम, सोडियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम, क्लोरीन, फास्फोरसतथा गंधक... अन्य सभी तत्व ( जस्ता, तांबा, आयोडीन, एक अधातु तत्त्व, कोबाल्ट, मैंगनीजऔर अन्य) बहुत कम मात्रा में कोशिका में होते हैं और इसलिए उन्हें ट्रेस तत्व कहा जाता है।

रासायनिक तत्व अकार्बनिक और कार्बनिक यौगिकों का हिस्सा हैं। अकार्बनिक यौगिकों में पानी, खनिज लवण, कार्बन डाइऑक्साइड, अम्ल और क्षार शामिल हैं। कार्बनिक यौगिक हैं प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, कार्बोहाइड्रेट, वसा(लिपिड) और लिपोइड्स.

कुछ प्रोटीन होते हैं गंधक... न्यूक्लिक एसिड का एक अभिन्न अंग है फास्फोरस... हीमोग्लोबिन अणु में शामिल हैं लोहा, मैग्नीशियमएक अणु के निर्माण में भाग लेता है क्लोरोफिल... ट्रेस तत्व, जीवित जीवों में अत्यंत कम सामग्री के बावजूद, महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। आयोडीनथायराइड हार्मोन का हिस्सा है - थायरोक्सिन, कोबाल्ट- विटामिन बी 12 की संरचना में, अग्न्याशय के द्वीपीय भाग का हार्मोन - इंसुलिन - होता है जस्ता... कुछ मछलियों में, तांबा ऑक्सीजन ले जाने वाले वर्णक अणुओं में लोहे का स्थान लेता है।

अकार्बनिक पदार्थ

पानी

एच 2 ओ जीवित जीवों में सबसे आम यौगिक है। विभिन्न कोशिकाओं में इसकी सामग्री काफी विस्तृत सीमा के भीतर भिन्न होती है: दांतों के इनेमल में 10% से लेकर जेलीफ़िश के शरीर में 98% तक, लेकिन औसतन यह शरीर के वजन का लगभग 80% है। महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को सुनिश्चित करने में पानी की अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका इसके भौतिक-रासायनिक गुणों के कारण है। अणुओं की ध्रुवता और हाइड्रोजन बांड बनाने की क्षमता पानी को बड़ी संख्या में पदार्थों के लिए एक अच्छा विलायक बनाती है। कोशिका में होने वाली अधिकांश रासायनिक प्रतिक्रियाएं केवल जलीय घोल में ही हो सकती हैं। पानी कई रासायनिक परिवर्तनों में भी शामिल है।

पानी के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड की कुल संख्या t . के साथ बदलती रहती है °. टी पर ° पिघलने वाली बर्फ लगभग 15% हाइड्रोजन बांड को t ° 40 ° C - आधा पर नष्ट कर देती है। गैसीय अवस्था में जाने पर सभी हाइड्रोजन आबंध नष्ट हो जाते हैं। यह पानी की उच्च विशिष्ट ताप क्षमता की व्याख्या करता है। जब बाहरी वातावरण का तापमान बदलता है, तो पानी टूटने या हाइड्रोजन बांड के नए गठन के कारण गर्मी को अवशोषित या छोड़ता है। इस तरह, सेल के अंदर तापमान में उतार-चढ़ाव वातावरण की तुलना में कम होता है। वाष्पीकरण की उच्च गर्मी पौधों और जानवरों में कुशल गर्मी हस्तांतरण तंत्र का आधार है।

पानी, एक विलायक के रूप में, परासरण की घटना में भाग लेता है, जो शरीर की कोशिका के जीवन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। ऑस्मोसिस किसी पदार्थ के घोल में अर्धपारगम्य झिल्ली के माध्यम से विलायक के अणुओं का प्रवेश है। अर्ध-पारगम्य झिल्ली वे हैं जो विलायक के अणुओं को गुजरने देती हैं, लेकिन किसी विलेय के अणुओं (या आयनों) को गुजरने नहीं देती हैं। नतीजतन, परासरण एक समाधान की दिशा में पानी के अणुओं का एकतरफा प्रसार है।

खनिज लवण

अकार्बनिक कोशिकाओं में अधिकांश अकार्बनिक या ठोस अवस्था में लवण के रूप में होते हैं। कोशिका और उसके वातावरण में धनायनों और आयनों की सांद्रता समान नहीं होती है। सेल में काफी K और बहुत सारा Na होता है। बाह्य वातावरण में, उदाहरण के लिए, रक्त प्लाज्मा में, समुद्री जल में, इसके विपरीत, बहुत अधिक सोडियम और थोड़ा पोटेशियम होता है। सेल चिड़चिड़ापन Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+ आयनों की सांद्रता के अनुपात पर निर्भर करता है। बहुकोशिकीय जंतुओं के ऊतकों में, K एक बहुकोशिकीय पदार्थ का एक भाग है जो कोशिकाओं के सामंजस्य और उनकी व्यवस्थित व्यवस्था को सुनिश्चित करता है। कोशिका में आसमाटिक दबाव और इसके बफरिंग गुण काफी हद तक लवण की सांद्रता पर निर्भर करते हैं। बफरिंग एक स्थिर स्तर पर अपनी सामग्री की थोड़ी क्षारीय प्रतिक्रिया को बनाए रखने के लिए एक सेल की क्षमता है। सेल के अंदर बफरिंग मुख्य रूप से आयनों एच 2 पीओ 4 और एचपीओ 4 2- द्वारा प्रदान की जाती है। बाह्य तरल पदार्थ और रक्त में, एच 2 सीओ 3 और एचसीओ 3 - एक बफर की भूमिका निभाते हैं। आयन एच आयनों और हाइड्रॉक्साइड आयनों (ओएच -) को बांधते हैं, जिसके कारण बाह्य तरल पदार्थ की कोशिका के अंदर प्रतिक्रिया व्यावहारिक रूप से नहीं बदलती है। अघुलनशील खनिज लवण (उदाहरण के लिए, कैल्शियम फॉस्फेट) कशेरुक और मोलस्क के गोले के अस्थि ऊतक को शक्ति प्रदान करते हैं।

सेल कार्बनिक पदार्थ

गिलहरी

कोशिका के कार्बनिक पदार्थों में, प्रोटीन मात्रा के मामले में (कोशिका के कुल द्रव्यमान का 10 - 12%) और मूल्य दोनों में पहले स्थान पर हैं। प्रोटीन उच्च आणविक भार बहुलक (6000 से 1 मिलियन और अधिक के आणविक भार के साथ) होते हैं, जिनमें से मोनोमर अमीनो एसिड होते हैं। जीवित जीव 20 अमीनो एसिड का उपयोग करते हैं, हालांकि कई और भी हैं। किसी भी अमीनो एसिड में एक अमीनो समूह (-NH 2) होता है, जिसमें मूल गुण होते हैं, और एक कार्बोक्सिल समूह (-COOH), जिसमें अम्लीय गुण होते हैं। दो अमीनो एसिड एक पानी के अणु की रिहाई के साथ HN-CO बंधन स्थापित करके एक अणु में संयोजित होते हैं। एक अमीनो एसिड के अमीनो समूह और दूसरे के कार्बोक्सिल के बीच के बंधन को पेप्टाइड बॉन्ड कहा जाता है। प्रोटीन पॉलीपेप्टाइड होते हैं जिनमें दसियों या सैकड़ों अमीनो एसिड होते हैं। विभिन्न प्रोटीनों के अणु आणविक भार, संख्या, अमीनो एसिड की संरचना और पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में उनकी व्यवस्था के क्रम में एक दूसरे से भिन्न होते हैं। इसलिए, यह स्पष्ट है कि प्रोटीन बहुत विविधता के होते हैं, सभी प्रकार के जीवों में उनकी संख्या 10 10 - 10 12 अनुमानित की जाती है।

एक विशिष्ट क्रम में सहसंयोजक पेप्टाइड बंधों से जुड़े अमीनो एसिड लिंक की एक श्रृंखला को प्रोटीन की प्राथमिक संरचना कहा जाता है। कोशिकाओं में, प्रोटीन सर्पिल रूप से मुड़े हुए तंतु या गोले (गोलाकार) के रूप में होते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि एक प्राकृतिक प्रोटीन में, पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला को कड़ाई से परिभाषित तरीके से रखा जाता है, जो इसके घटक अमीनो एसिड की रासायनिक संरचना पर निर्भर करता है।

प्रारंभ में, पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला कॉइल। आस-पास के छोरों के परमाणुओं के बीच आकर्षण उत्पन्न होता है और हाइड्रोजन बंध बनते हैं, विशेष रूप से, निकटवर्ती छोरों पर स्थित NH- और CO- समूहों के बीच। अमीनो एसिड की एक श्रृंखला, एक सर्पिल में मुड़ी हुई, प्रोटीन की द्वितीयक संरचना बनाती है। हेलिक्स के और अधिक तह के परिणामस्वरूप, प्रत्येक प्रोटीन के लिए विशिष्ट विन्यास उत्पन्न होता है, जिसे तृतीयक संरचना कहा जाता है। तृतीयक संरचना कुछ अमीनो एसिड में मौजूद हाइड्रोफोबिक रेडिकल्स और अमीनो एसिड सिस्टीन (एस-एस बॉन्ड) के एसएच-समूहों के बीच सहसंयोजक बंधनों के बीच सामंजस्य बलों की कार्रवाई के कारण होती है। हाइड्रोफोबिक रेडिकल्स और सिस्टीन द्वारा अमीनो एसिड की संख्या, साथ ही पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में उनकी व्यवस्था का क्रम, प्रत्येक प्रोटीन के लिए विशिष्ट है। नतीजतन, प्रोटीन की तृतीयक संरचना की विशेषताएं इसकी प्राथमिक संरचना द्वारा निर्धारित की जाती हैं। प्रोटीन केवल तृतीयक संरचना के रूप में जैविक गतिविधि प्रदर्शित करता है। इसलिए, पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में एक भी अमीनो एसिड के प्रतिस्थापन से प्रोटीन के विन्यास में परिवर्तन हो सकता है और इसकी जैविक गतिविधि में कमी या हानि हो सकती है।

कुछ मामलों में, प्रोटीन अणु एक दूसरे के साथ जुड़ते हैं और केवल परिसरों के रूप में अपना कार्य कर सकते हैं। इस प्रकार, हीमोग्लोबिन चार अणुओं का एक जटिल है, और केवल इस रूप में यह ऑक्सीजन को जोड़ने और परिवहन करने में सक्षम है। इसी तरह के समुच्चय प्रोटीन की चतुर्धातुक संरचना का प्रतिनिधित्व करते हैं। उनकी संरचना के अनुसार, प्रोटीन को दो मुख्य वर्गों में बांटा गया है - सरल और जटिल। साधारण प्रोटीन में केवल अमीनो एसिड न्यूक्लिक एसिड (न्यूक्लियोटाइड), लिपिड (लिपोप्रोटीन), मी (मेटालोप्रोटीन), पी (फॉस्फोप्रोटीन) होते हैं।

कोशिका में प्रोटीन के कार्य अत्यंत विविध हैं। सबसे महत्वपूर्ण में से एक निर्माण कार्य है: प्रोटीन सभी कोशिका झिल्ली और सेल ऑर्गेनेल के साथ-साथ इंट्रासेल्युलर संरचनाओं के निर्माण में शामिल होते हैं। प्रोटीन की एंजाइमेटिक (उत्प्रेरक) भूमिका अत्यंत महत्वपूर्ण है। एंजाइम कोशिका में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को 10 ki और 100 नहीं एक लाख गुना तेज करते हैं। मोटर फ़ंक्शन विशेष सिकुड़ा हुआ प्रोटीन द्वारा प्रदान किया जाता है। ये प्रोटीन उन सभी प्रकार की गतिविधियों में शामिल होते हैं जिनमें कोशिकाएं और जीव सक्षम होते हैं: प्रोटोजोआ में सिलिया का झपकना और फ्लैगेला की धड़कन, जानवरों में मांसपेशियों में संकुचन, पौधों में पत्तियों की गति आदि। प्रोटीन का परिवहन कार्य रासायनिक तत्वों को संलग्न करना है। (उदाहरण के लिए, हीमोग्लोबिन ओ) या जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ (हार्मोन) को जोड़ता है और उन्हें शरीर के ऊतकों और अंगों में स्थानांतरित करता है। सुरक्षात्मक कार्य विशेष प्रोटीन के उत्पादन के रूप में व्यक्त किया जाता है, जिसे एंटीबॉडी कहा जाता है, शरीर में विदेशी प्रोटीन या कोशिकाओं के प्रवेश के जवाब में। एंटीबॉडी विदेशी पदार्थों को बांधते और बेअसर करते हैं। प्रोटीन ऊर्जा स्रोतों के रूप में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। पूर्ण दरार के साथ, 1 ग्राम। प्रोटीन 17.6 kJ (~ 4.2 kcal) जारी किया जाता है।

कार्बोहाइड्रेट

कार्बोहाइड्रेट, या सैकराइड - सामान्य सूत्र (सीएच 2 ओ) एन के साथ कार्बनिक पदार्थ। अधिकांश कार्बोहाइड्रेट में पानी के अणुओं के रूप में एच परमाणुओं की संख्या दोगुनी होती है। इसलिए, इन पदार्थों को कार्बोहाइड्रेट कहा जाता था। एक जीवित कोशिका में, कार्बोहाइड्रेट 1-2 से अधिक नहीं, कभी-कभी 5% (यकृत में, मांसपेशियों में) पाए जाते हैं। पादप कोशिकाएँ कार्बोहाइड्रेट में सबसे समृद्ध होती हैं, जहाँ कुछ मामलों में उनकी सामग्री शुष्क पदार्थ द्रव्यमान (बीज, आलू कंद, आदि) के 90% तक पहुँच जाती है।

कार्बोहाइड्रेट सरल और जटिल होते हैं। सरल कार्बोहाइड्रेट को मोनोसैकेराइड कहा जाता है। अणु में कार्बोहाइड्रेट परमाणुओं की संख्या के आधार पर, मोनोसेकेराइड को ट्रायोज़, टेट्रोज़, पेन्टोज़ या हेक्सोज़ कहा जाता है। छह कार्बन मोनोसेकेराइड में से - हेक्सोस - सबसे महत्वपूर्ण ग्लूकोज, फ्रुक्टोज और गैलेक्टोज हैं। रक्त में ग्लूकोज पाया जाता है (0.1-0.12%)। राइबोज और डीऑक्सीराइबोज के पेंटोस न्यूक्लिक एसिड और एटीपी का हिस्सा हैं। यदि दो मोनोसैकेराइड एक अणु में संयुक्त होते हैं, तो ऐसे यौगिक को डिसैकराइड कहा जाता है। गन्ना या चुकंदर से प्राप्त खाद्य चीनी में एक ग्लूकोज अणु और एक फ्रुक्टोज अणु होता है, दूध चीनी ग्लूकोज और गैलेक्टोज से बना होता है।

कई मोनोसेकेराइड द्वारा निर्मित जटिल कार्बोहाइड्रेट को पॉलीसेकेराइड कहा जाता है। स्टार्च, ग्लाइकोजन, सेल्युलोज जैसे पॉलीसेकेराइड का मोनोमर ग्लूकोज है। कार्बोहाइड्रेट दो मुख्य कार्य करते हैं: निर्माण और ऊर्जा। सेल्युलोज पादप कोशिकाओं की दीवारों का निर्माण करता है। जटिल पॉलीसेकेराइड चिटिन आर्थ्रोपोड्स के बाहरी कंकाल के मुख्य संरचनात्मक घटक के रूप में कार्य करता है। काइटिन कवक में निर्माण कार्य भी करता है। कार्बोहाइड्रेट कोशिका में ऊर्जा के मुख्य स्रोत की भूमिका निभाते हैं। 1 ग्राम कार्बोहाइड्रेट के ऑक्सीकरण की प्रक्रिया में, 17.6 kJ (~ 4.2 kcal) निकलता है। पौधों में स्टार्च और जानवरों में ग्लाइकोजन कोशिकाओं में जमा होते हैं और ऊर्जा आरक्षित के रूप में कार्य करते हैं।

न्यूक्लिक एसिड

कोशिका में न्यूक्लिक अम्लों का महत्व बहुत अधिक है। उनकी रासायनिक संरचना की विशेषताएं प्रोटीन अणुओं की संरचना के बारे में जानकारी के भंडारण, हस्तांतरण और संचारण की संभावना प्रदान करती हैं, जो प्रत्येक ऊतक में व्यक्तिगत विकास के एक निश्चित चरण में बेटी कोशिकाओं को विरासत में संश्लेषित होते हैं। चूंकि कोशिकाओं के अधिकांश गुण और विशेषताएं प्रोटीन के कारण होती हैं, इसलिए यह स्पष्ट है कि कोशिकाओं और पूरे जीवों के सामान्य कामकाज के लिए न्यूक्लिक एसिड की स्थिरता सबसे महत्वपूर्ण शर्त है। कोशिकाओं की संरचना या उनमें शारीरिक प्रक्रियाओं की गतिविधि में कोई भी परिवर्तन, इस प्रकार महत्वपूर्ण गतिविधि को प्रभावित करता है। जीवों में लक्षणों की विरासत और व्यक्तिगत कोशिकाओं और सेलुलर सिस्टम - ऊतकों और अंगों दोनों के कामकाज के पैटर्न को समझने के लिए न्यूक्लिक एसिड की संरचना का अध्ययन अत्यंत महत्वपूर्ण है।

न्यूक्लिक एसिड 2 प्रकार के होते हैं - डीएनए और आरएनए। डीएनए एक बहुलक है जिसमें दो न्यूक्लियोटाइड हेलिकॉप्टर होते हैं, जो इस तरह से संलग्न होते हैं कि एक डबल हेलिक्स बनता है। डीएनए अणुओं के मोनोमर्स न्यूक्लियोटाइड होते हैं जिनमें नाइट्रोजनस बेस (एडेनिन, थाइमिन, ग्वानिन या साइटोसिन), एक कार्बोहाइड्रेट (डीऑक्सीराइबोज), और एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होते हैं। डीएनए अणु में नाइट्रोजनस बेस एक असमान संख्या में एच-बॉन्ड से जुड़े होते हैं और जोड़े में व्यवस्थित होते हैं: एडेनिन (ए) हमेशा साइटोसिन (सी) के खिलाफ थाइमिन (टी), गुआनिन (जी) के खिलाफ होता है।

न्यूक्लियोटाइड एक दूसरे से संयोग से नहीं, बल्कि चुनिंदा रूप से जुड़े होते हैं। एडेनिन को थाइमिन और ग्वानिन के साथ साइटोसिन के साथ चुनिंदा रूप से बातचीत करने की क्षमता को पूरकता कहा जाता है। कुछ न्यूक्लियोटाइड्स की पूरक बातचीत को उनके अणुओं में परमाणुओं की स्थानिक व्यवस्था की ख़ासियत से समझाया जाता है, जो उन्हें एक-दूसरे के पास जाने और एच-बॉन्ड बनाने की अनुमति देता है। पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में, आसन्न न्यूक्लियोटाइड चीनी (डीऑक्सीराइबोज) और एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष के माध्यम से जुड़े होते हैं। आरएनए, डीएनए की तरह, एक बहुलक है, जिसके मोनोमर्स न्यूक्लियोटाइड हैं। तीन न्यूक्लियोटाइड के नाइट्रोजनस आधार वही होते हैं जो डीएनए (ए, जी, सी) बनाते हैं; चौथा - यूरैसिल (यू) - थाइमिन के बजाय आरएनए अणु में मौजूद होता है। आरएनए न्यूक्लियोटाइड डीएनए न्यूक्लियोटाइड से और उनके घटक कार्बोहाइड्रेट की संरचना में भिन्न होते हैं (डिऑक्सीराइबोज के बजाय राइबोज)।

आरएनए श्रृंखला में, न्यूक्लियोटाइड एक न्यूक्लियोटाइड के राइबोज और दूसरे के फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों के बीच सहसंयोजक बंधों के निर्माण से जुड़े होते हैं। दो फंसे हुए आरएनए संरचना में भिन्न होते हैं। दो-असहाय आरएनए कई वायरसों में आनुवंशिक जानकारी के संरक्षक हैं, अर्थात। वे गुणसूत्रों के कार्य करते हैं। एकल-फंसे आरएनए गुणसूत्रों से प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी को उनके संश्लेषण के स्थान पर स्थानांतरित करते हैं और प्रोटीन के संश्लेषण में शामिल होते हैं।

एकल-फंसे आरएनए कई प्रकार के होते हैं। उनके नाम किए गए कार्य या सेल में स्थान के कारण हैं। साइटोप्लाज्म का अधिकांश आरएनए (80-90%) राइबोसोमल आरएनए (आरआरएनए) होता है जो राइबोसोम में निहित होता है। RRNA अणु अपेक्षाकृत छोटे होते हैं और इनमें औसतन 10 न्यूक्लियोटाइड होते हैं। एक अन्य प्रकार का आरएनए (एमआरएनए) जो राइबोसोम को संश्लेषित करने के लिए प्रोटीन में अमीनो एसिड के अनुक्रम के बारे में जानकारी देता है। इन आरएनए का आकार डीएनए खंड की लंबाई पर निर्भर करता है जिसमें उन्हें संश्लेषित किया गया था। परिवहन आरएनए कई कार्य करता है। वे प्रोटीन संश्लेषण की साइट पर अमीनो एसिड वितरित करते हैं, "पहचानें" (पूरकता के सिद्धांत के अनुसार) ट्रिपलेट और आरएनए स्थानांतरित अमीनो एसिड के अनुरूप हैं, और राइबोसोम पर अमीनो एसिड का सटीक अभिविन्यास करते हैं।

वसा और लिपिड

वसा उच्च आणविक भार फैटी एसिड और ग्लिसरॉल ट्राइहाइड्रिक अल्कोहल के यौगिक होते हैं। वसा पानी में नहीं घुलते - वे हाइड्रोफोबिक होते हैं। कोशिका में हमेशा अन्य जटिल हाइड्रोफोबिक वसा जैसे पदार्थ होते हैं जिन्हें लिपोइड्स कहा जाता है। वसा के मुख्य कार्यों में से एक ऊर्जा है। 1 ग्राम वसा को CO 2 और H 2 O में विभाजित करने के दौरान, बड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है - 38.9 kJ (~ 9.3 kcal)। कोशिका में वसा की मात्रा शुष्क पदार्थ के भार के 5-15% के बीच होती है। जीवित ऊतक की कोशिकाओं में वसा की मात्रा 90% तक बढ़ जाती है। पशु (और आंशिक रूप से पौधे) दुनिया में वसा का मुख्य कार्य भंडारण है।

1 ग्राम वसा (कार्बन डाइऑक्साइड और पानी के लिए) के पूर्ण ऑक्सीकरण के साथ, लगभग 9 किलो कैलोरी ऊर्जा निकलती है। (1 किलो कैलोरी = 1000 कैलोरी; कैलोरी (कैलोरी, कैलोरी) काम और ऊर्जा की एक गैर-प्रणालीगत इकाई है जो 101.325 केपीए के मानक वायुमंडलीय दबाव पर 1 मिलीलीटर पानी प्रति 1 डिग्री सेल्सियस गर्म करने के लिए आवश्यक गर्मी की मात्रा के बराबर है; 1 किलो कैलोरी = 4.19 केजे) ... ऑक्सीकरण के दौरान (शरीर में) 1 ग्राम प्रोटीन या कार्बोहाइड्रेट केवल लगभग 4 किलो कैलोरी / ग्राम निकलता है। जलीय जीवों की एक विस्तृत विविधता में - एककोशिकीय डायटम से लेकर विशाल शार्क तक - वसा तैरता है, शरीर के औसत घनत्व को कम करता है। पशु वसा का घनत्व लगभग 0.91-0.95 ग्राम / सेमी³ है। कशेरुकियों का अस्थि घनत्व 1.7-1.8 ग्राम / सेमी³ के करीब है, और अधिकांश अन्य ऊतकों का औसत घनत्व 1 ग्राम / सेमी³ के करीब है। यह स्पष्ट है कि भारी कंकाल को "संतुलित" करने के लिए बहुत अधिक वसा की आवश्यकता होती है।

वसा और लिपिड भी एक निर्माण कार्य करते हैं: वे कोशिका झिल्ली का हिस्सा होते हैं। इसकी खराब तापीय चालकता के कारण, वसा एक सुरक्षात्मक कार्य करने में सक्षम है। कुछ जानवरों (सील, व्हेल) में, यह चमड़े के नीचे के वसा ऊतक में जमा होता है, जो 1 मीटर मोटी तक की परत बनाता है। कुछ लिपोइड्स का निर्माण कई हार्मोन के संश्लेषण से पहले होता है। नतीजतन, इन पदार्थों में चयापचय प्रक्रियाओं को विनियमित करने का कार्य भी होता है।

कोशिका का जीव विज्ञान आमतौर पर प्रत्येक स्कूल पाठ्यक्रम के लिए जाना जाता है। हम आपको यह याद रखने के लिए आमंत्रित करते हैं कि आपने एक बार क्या सीखा, साथ ही उसके बारे में कुछ नया खोजें। "पिंजरे" नाम का प्रस्ताव अंग्रेज़ आर. हुक द्वारा 1665 की शुरुआत में दिया गया था। हालाँकि, यह केवल 19 वीं शताब्दी में था कि इसका व्यवस्थित रूप से अध्ययन किया जाने लगा। अन्य बातों के अलावा, और शरीर में कोशिका की भूमिका में वैज्ञानिकों की दिलचस्पी थी। वे कई अलग-अलग अंगों और जीवों (अंडे, बैक्टीरिया, नसों, एरिथ्रोसाइट्स) की संरचना में हो सकते हैं या स्वतंत्र जीव (प्रोटोजोआ) हो सकते हैं। उनकी सभी विविधताओं के बावजूद, उनके कार्यों और संरचना में बहुत कुछ समान है।

सेल कार्य

वे सभी रूप में और अक्सर कार्य में भिन्न होते हैं। एक जीव के ऊतकों और अंगों की कोशिकाएं भी काफी भिन्न हो सकती हैं। हालांकि, कोशिका जीव विज्ञान उन कार्यों को अलग करता है जो उनकी सभी किस्मों में निहित हैं। यहीं पर प्रोटीन संश्लेषण हमेशा होता है। इस प्रक्रिया को नियंत्रित किया जाता है।एक कोशिका जो प्रोटीन का संश्लेषण नहीं करती है वह अनिवार्य रूप से मृत है। एक जीवित कोशिका वह है जिसके घटक लगातार बदलते रहते हैं। हालांकि, पदार्थों के मुख्य वर्ग अपरिवर्तित रहते हैं।

सेल में सभी प्रक्रियाएं ऊर्जा का उपयोग करके की जाती हैं। ये पोषण, श्वसन, प्रजनन, चयापचय हैं। इसलिए, एक जीवित कोशिका को इस तथ्य की विशेषता है कि इसमें हर समय ऊर्जा का आदान-प्रदान होता है। उनमें से प्रत्येक के पास एक सामान्य सबसे महत्वपूर्ण संपत्ति है - ऊर्जा को संग्रहीत करने और इसे खर्च करने की क्षमता। अन्य कार्यों में विभाजन और चिड़चिड़ापन शामिल हैं।

सभी जीवित कोशिकाएं अपने पर्यावरण में रासायनिक या भौतिक परिवर्तनों का जवाब दे सकती हैं। इस संपत्ति को उत्तेजना या चिड़चिड़ापन कहा जाता है। कोशिकाओं में, उत्तेजित होने पर, पदार्थों के क्षय की दर और जैवसंश्लेषण, तापमान और ऑक्सीजन की खपत में परिवर्तन होता है। इस अवस्था में, वे अपने निहित कार्यों को करते हैं।

सेल संरचना

इसकी संरचना काफी जटिल है, हालांकि जीव विज्ञान जैसे विज्ञान में इसे जीवन का सबसे सरल रूप माना जाता है। कोशिकाएँ अंतरकोशिकीय पदार्थ में स्थित होती हैं। यह उन्हें श्वास, पोषण और यांत्रिक शक्ति प्रदान करता है। नाभिक और कोशिका द्रव्य प्रत्येक कोशिका के मुख्य निर्माण खंड हैं। उनमें से प्रत्येक एक झिल्ली से ढका होता है, जिसके लिए निर्माण तत्व एक अणु है। जीवविज्ञान ने स्थापित किया है कि झिल्ली कई अणुओं से बनी होती है। उन्हें कई परतों में व्यवस्थित किया जाता है। झिल्ली के कारण, पदार्थ चुनिंदा रूप से प्रवेश करते हैं। साइटोप्लाज्म में ऑर्गेनेल होते हैं - सबसे छोटी संरचनाएं। ये एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, माइटोकॉन्ड्रिया, राइबोसोम, सेल सेंटर, गोल्गी कॉम्प्लेक्स, लाइसोसोम हैं। इस लेख में प्रस्तुत चित्रों का अध्ययन करके आपको इस बात की बेहतर समझ होगी कि कोशिकाएँ कैसी दिखती हैं।

झिल्ली

अन्तः प्रदव्ययी जलिका

इस अंग का नाम इसलिए रखा गया क्योंकि यह साइटोप्लाज्म के मध्य भाग में स्थित है (ग्रीक से "एंडन" शब्द का अनुवाद "अंदर" के रूप में किया गया है)। ईपीएस विभिन्न आकृतियों और आकारों के पुटिकाओं, नलिकाओं, नलिकाओं की एक बहुत ही शाखित प्रणाली है। वे झिल्ली से सीमांकित हैं।

ईपीएस दो प्रकार के होते हैं। पहला दानेदार है, जिसमें कुंड और नलिकाएं होती हैं, जिसकी सतह दानों (अनाज) से युक्त होती है। दूसरे प्रकार का ईपीएस एग्रान्युलर है, यानी चिकना। ग्रेना राइबोसोम होते हैं। यह उत्सुक है कि पशु भ्रूण की कोशिकाओं में मुख्य रूप से दानेदार ईपीएस मनाया जाता है, जबकि वयस्क रूपों में यह आमतौर पर दानेदार होता है। जैसा कि आप जानते हैं, राइबोसोम कोशिका द्रव्य में प्रोटीन संश्लेषण का स्थल है। इसके आधार पर, यह माना जा सकता है कि दानेदार ईपीएस मुख्य रूप से कोशिकाओं में होता है जहां सक्रिय प्रोटीन संश्लेषण होता है। माना जाता है कि एग्रान्युलर नेटवर्क को मुख्य रूप से उन कोशिकाओं में दर्शाया जाता है जहां लिपिड, यानी वसा और विभिन्न वसा जैसे पदार्थ का सक्रिय संश्लेषण होता है।

दोनों प्रकार के ईपीएस केवल कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण में भाग नहीं लेते हैं। यहां ये पदार्थ जमा होते हैं, और आवश्यक स्थानों पर भी ले जाया जाता है। ईपीएस पर्यावरण और कोशिका के बीच होने वाले चयापचय को भी नियंत्रित करता है।

राइबोसोम

माइटोकॉन्ड्रिया

ऊर्जा जीवों में माइटोकॉन्ड्रिया (ऊपर चित्रित) और क्लोरोप्लास्ट शामिल हैं। माइटोकॉन्ड्रिया हर कोशिका में एक प्रकार का ऊर्जा केंद्र है। यह उनमें है कि पोषक तत्वों से ऊर्जा निकाली जाती है। माइटोकॉन्ड्रिया आकार में परिवर्तनशील होते हैं, लेकिन अधिकतर वे दाने या तंतु होते हैं। उनकी संख्या और आकार स्थिर नहीं हैं। यह इस बात पर निर्भर करता है कि किसी विशेष कोशिका की क्रियात्मक गतिविधि क्या है।

यदि आप एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ को देखते हैं, तो आप देख सकते हैं कि माइटोकॉन्ड्रिया में दो झिल्ली होती हैं: एक आंतरिक और एक बाहरी। भीतरी एक एन्जाइमों से आच्छादित बहिर्गमन (क्राइस्टे) बनाता है। क्राइस्ट की उपस्थिति के कारण, कुल माइटोकॉन्ड्रियल सतह बढ़ जाती है। एंजाइमों की गतिविधि को सक्रिय रूप से आगे बढ़ने के लिए यह महत्वपूर्ण है।

माइटोकॉन्ड्रिया में, वैज्ञानिकों ने विशिष्ट राइबोसोम और डीएनए पाया है। यह इन जीवों को कोशिका विभाजन के दौरान अपने आप प्रजनन करने की अनुमति देता है।

क्लोरोप्लास्ट

क्लोरोप्लास्ट के लिए, आकार में यह एक डबल शेल (आंतरिक और बाहरी) के साथ एक डिस्क या एक गोला है। इस अंग के अंदर, राइबोसोम, डीएनए और ग्रेना भी होते हैं - विशेष झिल्ली संरचनाएं जो आंतरिक झिल्ली और आपस में जुड़ी होती हैं। क्लोरोफिल कण झिल्ली में ठीक पाया जाता है। इसके लिए धन्यवाद, सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा रासायनिक ऊर्जा एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) में परिवर्तित हो जाती है। क्लोरोप्लास्ट में, इसका उपयोग कार्बोहाइड्रेट (पानी और कार्बन डाइऑक्साइड से निर्मित) के संश्लेषण के लिए किया जाता है।

सहमत हूं, ऊपर प्रस्तुत जानकारी को न केवल जीव विज्ञान में परीक्षा उत्तीर्ण करने के लिए जानना आवश्यक है। कोशिका निर्माण सामग्री है जिससे हमारा शरीर बना है। और सभी जीवित प्रकृति कोशिकाओं का एक जटिल संग्रह है। जैसा कि आप देख सकते हैं, उनमें कई घटक हैं जो बाहर खड़े हैं। पहली नज़र में ऐसा लग सकता है कि कोशिका की संरचना का अध्ययन करना कोई आसान काम नहीं है। हालांकि, अगर आप बारीकी से देखें, तो यह विषय उतना कठिन नहीं है। जीव विज्ञान जैसे विज्ञान में पारंगत होने के लिए आपको इसे जानने की जरूरत है। सेल की संरचना इसके मूलभूत विषयों में से एक है।

सभी जीवित चीजों की तरह, मानव शरीर में भी कोशिकाएं होती हैं। शरीर की कोशिकीय संरचना के कारण, इसकी वृद्धि, प्रजनन, क्षतिग्रस्त अंगों और ऊतकों की बहाली और अन्य प्रकार की गतिविधि संभव है। कोशिकाओं का आकार और आकार भिन्न होता है और उनके द्वारा किए जाने वाले कार्य पर निर्भर करता है।

प्रत्येक कोशिका में, दो मुख्य भाग प्रतिष्ठित होते हैं - साइटोप्लाज्म और न्यूक्लियस, साइटोप्लाज्म, बदले में, ऑर्गेनेल होते हैं - सबसे छोटी कोशिका संरचनाएं जो इसकी महत्वपूर्ण गतिविधि (माइटोकॉन्ड्रिया, राइबोसोम, सेल सेंटर, आदि) प्रदान करती हैं। नाभिक में, कोशिका विभाजन से पहले, विशेष धागे जैसे शरीर बनते हैं - गुणसूत्र। कोशिका का बाहरी भाग एक झिल्ली से ढका होता है जो एक कोशिका को दूसरे से अलग करता है। कोशिकाओं के बीच का स्थान तरल अंतरकोशिकीय पदार्थ से भरा होता है। झिल्ली का मुख्य कार्य यह है कि यह कोशिका में विभिन्न पदार्थों के चयनात्मक प्रवेश और इससे उपापचयी उत्पादों को हटाने को सुनिश्चित करता है।

मानव शरीर की कोशिकाएं विभिन्न प्रकार के अकार्बनिक (पानी, खनिज लवण) और कार्बनिक पदार्थ (कार्बोहाइड्रेट, वसा, प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड) से बनी होती हैं।

कार्बोहाइड्रेट कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन से बने होते हैं; उनमें से कई पानी में आसानी से घुलनशील हैं और महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के कार्यान्वयन के लिए ऊर्जा के मुख्य स्रोत हैं।

वसा कार्बोहाइड्रेट के समान रासायनिक तत्वों से बनते हैं; वे पानी में अघुलनशील हैं। वसा कोशिका झिल्ली का हिस्सा हैं और शरीर में ऊर्जा का एक अनिवार्य स्रोत भी हैं।

प्रोटीन कोशिकाओं के मुख्य निर्माण खंड हैं। प्रोटीन की संरचना जटिल है: एक प्रोटीन अणु बड़ा होता है और एक श्रृंखला होती है जिसमें दसियों और सैकड़ों सरल यौगिक होते हैं - अमीनो एसिड। कई प्रोटीन एंजाइम के रूप में काम करते हैं जो कोशिका में जैव रासायनिक प्रक्रियाओं को तेज करते हैं।

कोशिका के नाभिक में उत्पन्न होने वाले न्यूक्लिक अम्ल कार्बन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन और फास्फोरस से बने होते हैं। न्यूक्लिक एसिड दो प्रकार के होते हैं:

1) डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए) गुणसूत्रों में पाए जाते हैं और कोशिका प्रोटीन की संरचना और माता-पिता से संतानों में वंशानुगत लक्षणों और गुणों के हस्तांतरण का निर्धारण करते हैं;

2) राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) - इस कोशिका की विशेषता वाले प्रोटीन के निर्माण से जुड़ा है।

कोशिका का शरीर क्रिया विज्ञान

एक जीवित कोशिका में कई गुण होते हैं: चयापचय और पुनरुत्पादन, चिड़चिड़ापन, विकास और गतिशीलता की क्षमता, जिसके आधार पर पूरे जीव के कार्य किए जाते हैं।

साइटोप्लाज्म और सेल न्यूक्लियस उन पदार्थों से बने होते हैं जो पाचन तंत्र के माध्यम से शरीर में प्रवेश करते हैं। पाचन की प्रक्रिया में, जटिल कार्बनिक पदार्थों का रासायनिक अपघटन सरल यौगिकों के निर्माण के साथ होता है, जिन्हें रक्त के साथ कोशिका में लाया जाता है। रासायनिक क्षय के दौरान निकलने वाली ऊर्जा का उपयोग कोशिकाओं की महत्वपूर्ण गतिविधि को बनाए रखने के लिए किया जाता है। जैवसंश्लेषण की प्रक्रिया में, कोशिका में प्रवेश करने वाले सरल पदार्थों को इसमें जटिल कार्बनिक यौगिकों में संसाधित किया जाता है। अपशिष्ट उत्पाद - कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और अन्य यौगिक - रक्त कोशिका से गुर्दे, फेफड़े और त्वचा तक ले जाता है, जो उन्हें बाहरी वातावरण में छोड़ देता है। इस तरह के चयापचय के परिणामस्वरूप, कोशिकाओं की संरचना लगातार नवीनीकृत होती है: उनमें कुछ पदार्थ बनते हैं, अन्य नष्ट हो जाते हैं।

एक जीवित प्रणाली की प्राथमिक इकाई के रूप में कोशिका में चिड़चिड़ापन होता है, अर्थात बाहरी और आंतरिक प्रभावों का जवाब देने की क्षमता होती है।

मानव शरीर में अधिकांश कोशिकाएं अप्रत्यक्ष विभाजन से गुणा करती हैं। विभाजन से पहले, प्रत्येक गुणसूत्र नाभिक में मौजूद पदार्थों द्वारा पूरा किया जाता है और दोगुना हो जाता है।

अप्रत्यक्ष विखंडन प्रक्रिया में कई चरण होते हैं।

1. कर्नेल की मात्रा में वृद्धि; प्रत्येक जोड़ी के गुणसूत्रों को एक दूसरे से अलग करना और पूरे सेल में उनका फैलाव; विभाजन की धुरी के कोशिका केंद्र से बनता है।

2. कोशिका भूमध्य रेखा के तल में गुणसूत्रों का एक दूसरे के विरुद्ध संरेखण और उनसे धुरी के धागों का जुड़ाव।

3. युग्मित गुणसूत्रों का केंद्र से कोशिका के विपरीत ध्रुवों की ओर विचलन।

4. पृथक गुणसूत्रों से दो नाभिकों का निर्माण, एक कसना का उद्भव, और फिर कोशिका शरीर पर एक पट।

इस तरह के विभाजन के परिणामस्वरूप, गुणसूत्रों का एक सटीक वितरण - वंशानुगत लक्षणों और जीव के गुणों के वाहक - दो बेटी कोशिकाओं के बीच सुनिश्चित किया जाता है।

कोशिकाएँ आयतन में वृद्धि करके बढ़ सकती हैं, और कुछ में गति करने की क्षमता होती है।