आधुनिक प्रयोगात्मक अध्ययनों ने यह स्थापित किया है कि कोशिका लगभग सभी जीवित जीवों की सबसे जटिल संरचनात्मक और कार्यात्मक इकाई है, वायरस के अपवाद के साथ, जो गैर-सेलुलर जीवन रूप हैं। कोशिका विज्ञान संरचना, साथ ही कोशिका की महत्वपूर्ण गतिविधि का अध्ययन करता है: श्वसन, पोषण, प्रजनन, विकास। इस पेपर में इन प्रक्रियाओं पर विचार किया जाएगा।
कोशिका संरचना
एक प्रकाश और इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके, जीवविज्ञानियों ने स्थापित किया है कि पौधे और पशु कोशिकाओं में एक सतह उपकरण (सुप्रा-मेम्ब्रेन और सब-मेम्ब्रेन कॉम्प्लेक्स), साइटोप्लाज्म और ऑर्गेनेल होते हैं। पशु कोशिकाओं में, एक ग्लाइकोकैलिक्स झिल्ली के ऊपर स्थित होता है, जिसमें एंजाइम होते हैं और कोशिका द्रव्य के बाहर कोशिका को पोषण प्रदान करते हैं। पादप कोशिकाओं, प्रोकैरियोट्स (बैक्टीरिया और सायनोबैक्टीरिया), साथ ही कवक में, झिल्ली के ऊपर एक कोशिका भित्ति बनती है, जिसमें सेल्युलोज, लिग्निन या म्यूरिन होते हैं।
नाभिक एक आवश्यक अंग हैयूकेरियोट्स। इसमें वंशानुगत सामग्री होती है - डीएनए, जो गुणसूत्रों की तरह दिखता है। बैक्टीरिया और सायनोबैक्टीरिया में एक न्यूक्लियॉइड होता है जो डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड के वाहक के रूप में कार्य करता है। वे सभी कड़ाई से विशिष्ट कार्य करते हैं जो चयापचय सेलुलर प्रक्रियाओं को निर्धारित करते हैं।
सेलुलर पोषण से हमारा क्या मतलब है
एक कोशिका की महत्वपूर्ण अभिव्यक्तियाँ और कुछ नहीं बल्कि ऊर्जा का स्थानांतरण और उसका एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तन (ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम के अनुसार) हैं। पोषक तत्वों में अव्यक्त, यानी बाध्य अवस्था में पाई जाने वाली ऊर्जा, एटीपी अणुओं में गुजरती है। जीव विज्ञान में कोशिका पोषण क्या है, इस प्रश्न के लिए एक उत्तर है जो निम्नलिखित अभिधारणाओं को ध्यान में रखता है:
- कोशिका, एक खुला बायोसिस्टम होने के कारण, बाहरी वातावरण से ऊर्जा की निरंतर आपूर्ति की आवश्यकता होती है।
- पोषण के लिए आवश्यक कार्बनिक पदार्थ, कोशिका को दो तरह से मिल सकता है:
a) अंतरकोशिकीय माध्यम से, तैयार यौगिकों के रूप में;
b) कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, आदि से प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और वसा को स्वतंत्र रूप से संश्लेषित करना।
इसलिए, सभी जीवों को हेटरोट्रॉफ़िक और ऑटोट्रॉफ़िक में विभाजित किया जाता है, जिनकी चयापचय विशेषताओं का अध्ययन जैव रसायन द्वारा किया जाता है।
चयापचय और ऊर्जा
कोशिका में प्रवेश करने वाले कार्बनिक पदार्थ विभाजन से गुजरते हैं, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्जा ATP या NADP-H2 अणुओं के रूप में निकलती है। आत्मसात और प्रसार प्रतिक्रियाओं का पूरा सेट चयापचय है। नीचे हम ऊर्जा चयापचय के चरणों पर विचार करेंगे जो हेटरोट्रॉफ़िक कोशिकाओं के लिए पोषण प्रदान करते हैं। पहले प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और लिपिडउनके मोनोमर्स में टूट जाते हैं: अमीनो एसिड, ग्लूकोज, ग्लिसरॉल और फैटी एसिड। फिर, ऑक्सीजन मुक्त पाचन के दौरान, वे आगे टूटने (अवायवीय पाचन) से गुजरते हैं।
इस तरह, इंट्रासेल्युलर परजीवी खिलाए जाते हैं: रिकेट्सिया, क्लैमाइडिया और रोगजनक बैक्टीरिया, जैसे क्लोस्ट्रीडियम। एककोशिकीय खमीर कवक ग्लूकोज को एथिल अल्कोहल, लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया को लैक्टिक एसिड में तोड़ देता है। इस प्रकार, ग्लाइकोलाइसिस, अल्कोहल, ब्यूटिरिक, लैक्टिक एसिड किण्वन हेटरोट्रॉफ़्स में अवायवीय पाचन के कारण कोशिका पोषण के उदाहरण हैं।
ऑटोट्रॉफी और चयापचय प्रक्रियाओं की विशेषताएं
पृथ्वी पर रहने वाले जीवों के लिए ऊर्जा का मुख्य स्रोत सूर्य है। उसके लिए धन्यवाद, हमारे ग्रह के निवासियों की जरूरतों को पूरा किया जाता है। उनमें से कुछ प्रकाश ऊर्जा के कारण पोषक तत्वों का संश्लेषण करते हैं, उन्हें प्रकाशपोषी कहा जाता है। अन्य - रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की ऊर्जा की मदद से, उन्हें केमोट्रॉफ़ कहा जाता है। एककोशीय शैवाल में कोशिका का पोषण, जिसका चित्र नीचे प्रस्तुत है, प्रकाश-संश्लेषण द्वारा किया जाता है।
हरे पौधों में क्लोरोफिल होता है, जो क्लोरोप्लास्ट का हिस्सा है। यह एक एंटीना की भूमिका निभाता है जो प्रकाश क्वांटा को पकड़ लेता है। प्रकाश संश्लेषण के प्रकाश और अंधेरे चरणों में, एंजाइमी प्रतिक्रियाएं (केल्विन चक्र) होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप कार्बन डाइऑक्साइड से पोषण के लिए उपयोग किए जाने वाले सभी कार्बनिक पदार्थों का निर्माण होता है। इसलिए, कोशिका, जिसे पोषित किया जाता हैप्रकाश ऊर्जा के उपयोग के कारण स्वपोषी या प्रकाशपोषी कहलाते हैं।
केमोसिंथेटिक्स नामक एकल-कोशिका वाले जीव, रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप जारी ऊर्जा का उपयोग कार्बनिक पदार्थ बनाने के लिए करते हैं, उदाहरण के लिए, आयरन बैक्टीरिया फेरिक यौगिकों को फेरिक आयरन में ऑक्सीकृत करता है, और जारी ऊर्जा ग्लूकोज के संश्लेषण में जाती है। अणु।
इस प्रकार, प्रकाश-संश्लेषक जीव प्रकाश ऊर्जा को ग्रहण करते हैं और इसे मोनो- और पॉलीसेकेराइड के सहसंयोजक बंधों की ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। फिर, खाद्य श्रृंखलाओं की कड़ियों के साथ, ऊर्जा विषमपोषी जीवों की कोशिकाओं में स्थानांतरित हो जाती है। दूसरे शब्दों में, प्रकाश संश्लेषण के लिए धन्यवाद, जीवमंडल के सभी संरचनात्मक तत्व मौजूद हैं। यह कहा जा सकता है कि एक कोशिका, जिसका पोषण एक स्वपोषी तरीके से होता है, न केवल खुद को, बल्कि पृथ्वी ग्रह पर रहने वाली हर चीज का भी "पोषण" करती है।
परपोषी जीव कैसे खाते हैं
वह कोशिका जिसका पोषण बाहरी वातावरण से कार्बनिक पदार्थों के सेवन पर निर्भर करता है, विषमपोषी कहलाती है। कवक, पशु, मनुष्य और परजीवी बैक्टीरिया जैसे जीव पाचन एंजाइमों का उपयोग करके कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और वसा को तोड़ते हैं।
फिर परिणामी मोनोमर्स को कोशिका द्वारा अवशोषित किया जाता है और इसका उपयोग अपने जीवों और जीवन के निर्माण के लिए किया जाता है। घुले हुए पोषक तत्व पिनोसाइटोसिस द्वारा कोशिका में प्रवेश करते हैं, जबकि ठोस खाद्य कण फागोसाइटोसिस द्वारा कोशिका में प्रवेश करते हैं। हेटरोट्रॉफ़िक जीवों को सैप्रोट्रॉफ़ और परजीवी में विभाजित किया जा सकता है।पूर्व (उदाहरण के लिए, मिट्टी के बैक्टीरिया, कवक, कुछ कीड़े) मृत कार्बनिक पदार्थों को खाते हैं, बाद वाले (रोगजनक बैक्टीरिया, कृमि, परजीवी कवक) जीवित जीवों की कोशिकाओं और ऊतकों पर फ़ीड करते हैं।
मिक्सोट्रॉफ़, प्रकृति में उनका वितरण
प्रकृति में मिश्रित प्रकार का पोषण काफी दुर्लभ है और विभिन्न पर्यावरणीय कारकों के लिए अनुकूलन (इडियोएडेप्टेशन) का एक रूप है। मिक्सोट्रॉफी के लिए मुख्य स्थिति प्रकाश संश्लेषण के लिए क्लोरोफिल युक्त दोनों जीवों की कोशिका में उपस्थिति है, और एंजाइमों की एक प्रणाली है जो पर्यावरण से आने वाले तैयार पोषक तत्वों को तोड़ती है। उदाहरण के लिए, एककोशिकीय जानवर यूग्लेना ग्रीन में हाइलोप्लाज्म में क्लोरोफिल के साथ क्रोमैटोफोर्स होते हैं।
जब जलाशय जिसमें यूग्लीना रहता है, अच्छी तरह से जलाया जाता है, तो यह प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से एक पौधे की तरह, यानी स्वपोषी रूप से भोजन करता है। नतीजतन, ग्लूकोज को कार्बन डाइऑक्साइड से संश्लेषित किया जाता है, जिसे कोशिका भोजन के रूप में उपयोग करती है। यूजलीना रात में हेटरोट्रॉफ़िक रूप से खिलाती है, पाचन रिक्तिका में स्थित एंजाइमों की मदद से कार्बनिक पदार्थों को तोड़ती है। इस प्रकार, वैज्ञानिक कोशिका के मिश्रित पोषण को पौधों और जानवरों की उत्पत्ति की एकता का प्रमाण मानते हैं।
कोशिका वृद्धि और ट्राफिज्म के साथ इसका संबंध
पूरे जीव और उसके व्यक्तिगत अंगों और ऊतकों दोनों की लंबाई, द्रव्यमान, मात्रा में वृद्धि को वृद्धि कहा जाता है। कोशिकाओं को पोषक तत्वों की निरंतर आपूर्ति के बिना यह असंभव है, जो एक निर्माण सामग्री के रूप में काम करता है। इस सवाल का जवाब पाने के लिए कि कोशिका कैसे बढ़ती है, किसका पोषणस्वपोषी रूप से होता है, यह स्पष्ट करना आवश्यक है कि क्या यह एक स्वतंत्र जीव है या क्या यह एक संरचनात्मक इकाई के रूप में एक बहुकोशिकीय व्यक्ति का हिस्सा है। पहले मामले में, कोशिका चक्र के इंटरफेज़ के दौरान विकास किया जाएगा। इसमें प्लास्टिक एक्सचेंज की प्रक्रियाएं गहन रूप से होती हैं। विषमपोषी जीवों के पोषण का संबंध बाहरी वातावरण से आने वाले भोजन की उपस्थिति से है। एक बहुकोशिकीय जीव की वृद्धि शैक्षिक ऊतकों में जैवसंश्लेषण की सक्रियता के साथ-साथ अपचय प्रक्रियाओं पर उपचय प्रतिक्रियाओं की प्रबलता के कारण होती है।
हेटरोट्रॉफ़िक कोशिकाओं के पोषण में ऑक्सीजन की भूमिका
एरोबिक जीव: कुछ बैक्टीरिया, कवक, जानवर और इंसान ग्लूकोज जैसे पोषक तत्वों को कार्बन डाइऑक्साइड और पानी (क्रेब्स चक्र) में पूरी तरह से तोड़ने के लिए ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं। यह माइटोकॉन्ड्रिया के मैट्रिक्स में होता है जिसमें एंजाइमैटिक सिस्टम H + -ATP-ase होता है, जो ADP से ATP अणुओं को संश्लेषित करता है। प्रोकैरियोटिक जीवों जैसे एरोबिक बैक्टीरिया और साइनोबैक्टीरिया में, कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली पर ऑक्सीजन प्रसार चरण होता है।
युग्मकों का विशिष्ट पोषण
आणविक जीव विज्ञान और कोशिका विज्ञान में, कोशिका पोषण को संक्षेप में पोषक तत्वों में प्रवेश करने की प्रक्रिया, उनके विभाजन और एटीपी अणुओं के रूप में ऊर्जा के एक निश्चित हिस्से के संश्लेषण के रूप में वर्णित किया जा सकता है। युग्मकों का ट्राफिज्म: अंडे और शुक्राणु में कुछ विशेषताएं होती हैं जो उनके कार्यों की उच्च विशिष्टता से जुड़ी होती हैं। यह विशेष रूप से मादा रोगाणु कोशिका के बारे में सच है, जो मुख्य रूप से के रूप में पोषक तत्वों की एक बड़ी आपूर्ति जमा करने के लिए मजबूर होती हैजर्दी।
निषेचन के बाद, वह उनका उपयोग भ्रूण को कुचलने और बनाने के लिए करेगी। शुक्राणु परिपक्वता (शुक्राणुजनन) की प्रक्रिया में अर्धवृत्ताकार नलिकाओं में स्थित सर्टोली कोशिकाओं से कार्बनिक पदार्थ प्राप्त करते हैं। इस प्रकार, दोनों प्रकार के युग्मकों में उच्च स्तर का चयापचय होता है, जो सक्रिय सेलुलर ट्राफिज्म के कारण संभव है।
खनिज पोषण की भूमिका
खनिज लवणों का हिस्सा होने वाले धनायनों और आयनों के प्रवाह के बिना चयापचय प्रक्रियाएं असंभव हैं। उदाहरण के लिए, प्रकाश संश्लेषण के लिए मैग्नीशियम आयन आवश्यक हैं, माइटोकॉन्ड्रियल एंजाइम सिस्टम के संचालन के लिए पोटेशियम और कैल्शियम आयन आवश्यक हैं, और सोडियम आयनों, साथ ही कार्बोनेट आयनों की उपस्थिति, हाइलोप्लाज्म के बफर गुणों को बनाए रखने के लिए आवश्यक है। खनिज लवणों के घोल कोशिका झिल्ली के माध्यम से पिनोसाइटोसिस या प्रसार द्वारा कोशिका में प्रवेश करते हैं। खनिज पोषण स्वपोषी और विषमपोषी कोशिकाओं दोनों में निहित है।
संक्षेप में, हम आश्वस्त हैं कि कोशिका पोषण का महत्व वास्तव में महान है, क्योंकि इस प्रक्रिया से स्वपोषी जीवों में कार्बन डाइऑक्साइड से निर्माण सामग्री (कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और वसा) का निर्माण होता है। हेटरोट्रॉफ़िक कोशिकाएं ऑटोट्रॉफ़्स की महत्वपूर्ण गतिविधि के परिणामस्वरूप बनने वाले कार्बनिक पदार्थों पर फ़ीड करती हैं। वे प्राप्त ऊर्जा का उपयोग प्रजनन, वृद्धि, गति और अन्य जीवन प्रक्रियाओं के लिए करते हैं।
