कोशिका झिल्ली - कोशिका का एक संरचनात्मक तत्व, बाहरी वातावरण से इसकी रक्षा करता है। इसकी मदद से यह इंटरसेलुलर स्पेस के साथ इंटरैक्ट करता है और बायोलॉजिकल सिस्टम का हिस्सा है। इसकी झिल्ली में एक विशेष संरचना होती है जिसमें लिपिड बाईलेयर, इंटीग्रल और सेमी-इंटीग्रल प्रोटीन होते हैं। उत्तरार्द्ध बड़े अणु हैं जो विभिन्न कार्य करते हैं। अक्सर, वे विशेष पदार्थों के परिवहन में शामिल होते हैं, जिनकी झिल्ली के विभिन्न किनारों पर एकाग्रता को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाता है।
कोशिका झिल्ली संरचना की सामान्य योजना
प्लाज्मा झिल्ली वसा और जटिल प्रोटीन के अणुओं का एक संग्रह है। इसके फॉस्फोलिपिड्स, उनके हाइड्रोफिलिक अवशेषों के साथ, झिल्ली के विपरीत किनारों पर स्थित होते हैं, जिससे एक लिपिड बाईलेयर बनता है। लेकिन उनके हाइड्रोफोबिक क्षेत्र, जिनमें फैटी एसिड अवशेष होते हैं, अंदर की ओर मुड़ जाते हैं। यह आपको एक द्रव लिक्विड-क्रिस्टल संरचना बनाने की अनुमति देता है जो लगातार आकार बदल सकता है और गतिशील संतुलन में है।
संरचना की यह विशेषता आपको कोशिका को अंतरकोशिकीय स्थान से सीमित करने की अनुमति देती है, क्योंकि झिल्ली सामान्य रूप से पानी और उसमें घुलने वाले सभी पदार्थों के लिए अभेद्य है। कुछ जटिल अभिन्न प्रोटीन, अर्ध-अभिन्न और सतह के अणु झिल्ली की मोटाई में डूबे रहते हैं। उनके माध्यम से, कोशिका बाहरी दुनिया के साथ बातचीत करती है, होमोस्टैसिस को बनाए रखती है और अभिन्न जैविक ऊतकों का निर्माण करती है।
प्लाज्मा झिल्ली प्रोटीन
सभी प्रोटीन अणु जो सतह पर या प्लाज्मा झिल्ली की मोटाई में स्थित होते हैं, उनकी घटना की गहराई के आधार पर प्रकारों में विभाजित होते हैं। लिपिड बाईलेयर, अर्ध-अभिन्न प्रोटीन में प्रवेश करने वाले अभिन्न प्रोटीन होते हैं जो झिल्ली के हाइड्रोफिलिक क्षेत्र में उत्पन्न होते हैं और बाहर जाते हैं, साथ ही झिल्ली के बाहरी क्षेत्र में स्थित सतह प्रोटीन भी होते हैं। इंटीग्रल प्रोटीन अणु एक विशेष तरीके से प्लाज़्मालेम्मा में प्रवेश करते हैं और इसे रिसेप्टर तंत्र से जोड़ा जा सकता है। इनमें से कई अणु पूरी झिल्ली में प्रवेश करते हैं और इन्हें ट्रांसमेम्ब्रेन कहा जाता है। बाकी झिल्ली के हाइड्रोफोबिक हिस्से में लंगर डाले हुए हैं और या तो आंतरिक या बाहरी सतह से बाहर निकलते हैं।
सेल आयन चैनल
अक्सर, आयन चैनल अभिन्न जटिल प्रोटीन के रूप में कार्य करते हैं। ये संरचनाएं कुछ पदार्थों के सेल में या बाहर सक्रिय परिवहन के लिए जिम्मेदार हैं। इनमें कई प्रोटीन सबयूनिट और एक सक्रिय साइट होती है। सक्रिय केंद्र पर एक विशिष्ट लिगैंड के संपर्क में आने पर, एक विशिष्ट सेट द्वारा दर्शाया जाता हैअमीनो एसिड, आयन चैनल की संरचना में परिवर्तन होता है। इस तरह की प्रक्रिया आपको चैनल खोलने या बंद करने की अनुमति देती है, जिससे पदार्थों का सक्रिय परिवहन शुरू या बंद हो जाता है।
कुछ आयन चैनल ज्यादातर समय खुले रहते हैं, लेकिन जब एक रिसेप्टर प्रोटीन से एक संकेत प्राप्त होता है या जब एक विशिष्ट लिगैंड जुड़ा होता है, तो वे आयन करंट को रोककर बंद कर सकते हैं। ऑपरेशन का यह सिद्धांत इस तथ्य पर उबलता है कि जब तक एक निश्चित पदार्थ के सक्रिय परिवहन को रोकने के लिए एक रिसेप्टर या हास्य संकेत प्राप्त नहीं होता है, तब तक इसे किया जाएगा। सिग्नल मिलते ही परिवहन बंद कर देना चाहिए।
आयन चैनल के रूप में कार्य करने वाले अधिकांश अभिन्न प्रोटीन तब तक परिवहन को बाधित करने का काम करते हैं जब तक कि एक विशिष्ट लिगैंड सक्रिय साइट से जुड़ा न हो। फिर आयन परिवहन सक्रिय हो जाएगा, जो झिल्ली को रिचार्ज करने की अनुमति देगा। आयन चैनलों के संचालन का यह एल्गोरिथम उत्तेजनीय मानव ऊतकों की कोशिकाओं के लिए विशिष्ट है।
एम्बेडेड प्रोटीन के प्रकार
सभी झिल्ली प्रोटीन (अभिन्न, अर्ध-अभिन्न और सतह) महत्वपूर्ण कार्य करते हैं। कोशिका के जीवन में उनकी विशेष भूमिका के कारण यह ठीक है कि फॉस्फोलिपिड झिल्ली में उनका एक निश्चित प्रकार का एकीकरण होता है। कुछ प्रोटीन, अधिक बार ये आयन चैनल होते हैं, अपने कार्यों को महसूस करने के लिए प्लाज़्मालेम्मा को पूरी तरह से दबा देना चाहिए। तब उन्हें पॉलीटोपिक, यानी ट्रांसमेम्ब्रेन कहा जाता है। दूसरों को फॉस्फोलिपिड बाइलेयर के हाइड्रोफोबिक साइट में उनके एंकर साइट द्वारा स्थानीयकृत किया जाता है, और सक्रिय साइट केवल आंतरिक या केवल बाहरी तक फैली हुई है।कोशिका झिल्ली की सतह। तब उन्हें मोनोटोपिक कहा जाता है। अधिक बार वे रिसेप्टर अणु होते हैं जो झिल्ली की सतह से एक संकेत प्राप्त करते हैं और इसे एक विशेष "मध्यस्थ" तक पहुंचाते हैं।
अभिन्न प्रोटीन का नवीनीकरण
सभी अभिन्न अणु पूरी तरह से हाइड्रोफोबिक क्षेत्र में प्रवेश करते हैं और इसमें इस तरह से तय होते हैं कि उनकी गति केवल झिल्ली के साथ ही होती है। हालांकि, कोशिका में प्रोटीन का प्रवेश, साइटोलेम्मा से प्रोटीन अणु के स्वतःस्फूर्त अलगाव की तरह असंभव है। एक प्रकार है जिसमें झिल्ली के अभिन्न प्रोटीन कोशिका द्रव्य में प्रवेश करते हैं। यह पिनोसाइटोसिस या फागोसाइटोसिस से जुड़ा होता है, यानी जब कोई कोशिका किसी ठोस या तरल पदार्थ को पकड़ लेती है और उसे एक झिल्ली से घेर लेती है। इसके बाद इसमें लगे प्रोटीन के साथ इसे अंदर खींच लिया जाता है।
बेशक, यह सेल में ऊर्जा के आदान-प्रदान का सबसे कारगर तरीका नहीं है, क्योंकि सभी प्रोटीन जो पहले रिसेप्टर्स या आयन चैनल के रूप में काम करते थे, लाइसोसोम द्वारा पच जाएंगे। इसके लिए उनके नए संश्लेषण की आवश्यकता होगी, जिसके लिए मैक्रोर्ज के ऊर्जा भंडार का एक महत्वपूर्ण हिस्सा खर्च किया जाएगा। हालांकि, आयन चैनलों या रिसेप्टर्स के अणुओं के "शोषण" के दौरान अक्सर क्षतिग्रस्त हो जाते हैं, अणु के वर्गों की टुकड़ी तक। इसके लिए उनके पुनर्संश्लेषण की भी आवश्यकता होती है। इसलिए, फागोसाइटोसिस, भले ही यह अपने स्वयं के रिसेप्टर अणुओं के विभाजन के साथ होता है, यह भी उनके निरंतर नवीनीकरण का एक तरीका है।
अभिन्न प्रोटीन की हाइड्रोफोबिक बातचीत
जैसा थाऊपर वर्णित, अभिन्न झिल्ली प्रोटीन जटिल अणु होते हैं जो साइटोप्लाज्मिक झिल्ली में फंस जाते हैं। उसी समय, वे इसमें स्वतंत्र रूप से तैर सकते हैं, प्लाज़्मालेम्मा के साथ आगे बढ़ सकते हैं, लेकिन वे इससे अलग नहीं हो सकते हैं और अंतरकोशिकीय स्थान में प्रवेश कर सकते हैं। यह झिल्ली फॉस्फोलिपिड्स के साथ अभिन्न प्रोटीन की हाइड्रोफोबिक बातचीत की ख़ासियत के कारण महसूस किया जाता है।
इंटीग्रल प्रोटीन के सक्रिय केंद्र लिपिड बाईलेयर की आंतरिक या बाहरी सतह पर स्थित होते हैं। और मैक्रोमोलेक्यूल का वह टुकड़ा, जो तंग निर्धारण के लिए जिम्मेदार है, हमेशा फॉस्फोलिपिड्स के हाइड्रोफोबिक क्षेत्रों के बीच स्थित होता है। इनके साथ परस्पर क्रिया के कारण सभी ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन हमेशा कोशिका झिल्ली की मोटाई में रहते हैं।
इंटीग्रल मैक्रोमोलेक्यूल्स के कार्य
किसी भी इंटीग्रल मेम्ब्रेन प्रोटीन में फॉस्फोलिपिड्स के हाइड्रोफोबिक अवशेषों और एक सक्रिय केंद्र के बीच स्थित एक एंकर साइट होती है। कुछ अणुओं में केवल एक सक्रिय केंद्र होता है और वे झिल्ली की आंतरिक या बाहरी सतह पर स्थित होते हैं। कई सक्रिय साइटों वाले अणु भी होते हैं। यह सब अभिन्न और परिधीय प्रोटीन द्वारा किए गए कार्यों पर निर्भर करता है। उनका पहला कार्य सक्रिय परिवहन है।
प्रोटीन मैक्रोमोलेक्यूल्स, जो आयनों के पारित होने के लिए जिम्मेदार होते हैं, कई सबयूनिट से मिलकर बने होते हैं और आयन करंट को नियंत्रित करते हैं। आम तौर पर, प्लाज्मा झिल्ली हाइड्रेटेड आयनों को पारित नहीं कर सकती है, क्योंकि यह स्वभाव से एक लिपिड है। आयन चैनलों की उपस्थिति, जो अभिन्न प्रोटीन हैं, आयनों को कोशिका द्रव्य में प्रवेश करने और कोशिका झिल्ली को रिचार्ज करने की अनुमति देती है।उत्तेजनीय ऊतक कोशिकाओं की झिल्ली क्षमता की घटना के लिए यह मुख्य तंत्र है।
रिसेप्टर अणु
अभिन्न अणुओं का दूसरा कार्य ग्राही कार्य है। झिल्ली का एक लिपिड बाइलेयर एक सुरक्षात्मक कार्य करता है और बाहरी वातावरण से कोशिका को पूरी तरह से सीमित कर देता है। हालांकि, रिसेप्टर अणुओं की उपस्थिति के कारण, जो अभिन्न प्रोटीन द्वारा दर्शाए जाते हैं, कोशिका पर्यावरण से संकेत प्राप्त कर सकती है और इसके साथ बातचीत कर सकती है। एक उदाहरण कार्डियोमायोसाइट एड्रेनल रिसेप्टर, सेल आसंजन प्रोटीन, इंसुलिन रिसेप्टर है। रिसेप्टर प्रोटीन का एक विशेष उदाहरण बैक्टीरियरहोडॉप्सिन है, कुछ बैक्टीरिया में पाया जाने वाला एक विशेष झिल्ली प्रोटीन जो उन्हें प्रकाश के प्रति प्रतिक्रिया करने की अनुमति देता है।
इंटरसेलुलर इंटरेक्शन प्रोटीन
इंटीग्रल प्रोटीन के कार्यों का तीसरा समूह इंटरसेलुलर संपर्कों का कार्यान्वयन है। उनके लिए धन्यवाद, एक सेल दूसरे में शामिल हो सकता है, इस प्रकार सूचना हस्तांतरण की एक श्रृंखला बना सकता है। नेक्सस इस तंत्र के अनुसार काम करते हैं - कार्डियोमायोसाइट्स के बीच अंतराल जंक्शन, जिसके माध्यम से हृदय ताल का संचार होता है। ऑपरेशन का एक ही सिद्धांत सिनैप्स में देखा जाता है, जिसके माध्यम से तंत्रिका ऊतकों में एक आवेग का संचार होता है।
अभिन्न प्रोटीन के माध्यम से, कोशिकाएं एक यांत्रिक संबंध भी बना सकती हैं, जो एक अभिन्न जैविक ऊतक के निर्माण में महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, अभिन्न प्रोटीन झिल्ली एंजाइम की भूमिका निभा सकते हैं और तंत्रिका आवेगों सहित ऊर्जा के हस्तांतरण में भाग ले सकते हैं।
