कोशिका की संरचना और कार्यों में विकास के क्रम में कई परिवर्तन हुए हैं। नए जीवों की उपस्थिति युवा ग्रह के वातावरण और स्थलमंडल में परिवर्तन से पहले हुई थी। महत्वपूर्ण अधिग्रहणों में से एक कोशिका नाभिक था। यूकेरियोटिक जीवों को अलग-अलग जीवों की उपस्थिति के कारण, प्रोकैरियोट्स पर महत्वपूर्ण लाभ प्राप्त हुए और जल्दी से हावी होने लगे।
कोशिका केंद्रक, जिसकी संरचना और कार्य विभिन्न ऊतकों और अंगों में कुछ भिन्न होते हैं, ने आरएनए जैवसंश्लेषण की गुणवत्ता और वंशानुगत जानकारी के संचरण में सुधार किया है।
उत्पत्ति
आज तक, यूकेरियोटिक कोशिका के निर्माण के बारे में दो मुख्य परिकल्पनाएँ हैं। सहजीवी सिद्धांत के अनुसार, ऑर्गेनेल (जैसे फ्लैगेला या माइटोकॉन्ड्रिया) कभी अलग प्रोकैरियोटिक जीव थे। आधुनिक यूकेरियोट्स के पूर्वजों ने उन्हें खा लिया। परिणाम एक सहजीवी जीव था।
आंतरिक फलाव के परिणामस्वरूप कोर का गठन किया गया थासाइटोप्लाज्मिक झिल्ली का खंड। कोशिका द्वारा पोषण के एक नए तरीके, फागोसाइटोसिस में महारत हासिल करने के रास्ते में यह एक आवश्यक अधिग्रहण था। भोजन पर कब्जा साइटोप्लाज्मिक गतिशीलता की डिग्री में वृद्धि के साथ था। Genophores, जो एक प्रोकैरियोटिक कोशिका की आनुवंशिक सामग्री थी और दीवारों से जुड़ी हुई थी, मजबूत "प्रवाह" के क्षेत्र में गिर गई और सुरक्षा की आवश्यकता थी। नतीजतन, संलग्न जीनोफोर युक्त झिल्ली के एक खंड का एक गहरा आक्रमण बन गया था। इस परिकल्पना का समर्थन इस तथ्य से होता है कि केंद्रक का कोश कोशिका के कोशिकाद्रव्यी झिल्ली से अटूट रूप से जुड़ा होता है।
घटनाओं के विकास का एक और संस्करण है। नाभिक की उत्पत्ति की वायरल परिकल्पना के अनुसार, इसका निर्माण एक प्राचीन पुरातन कोशिका के संक्रमण के परिणामस्वरूप हुआ था। एक डीएनए वायरस ने इसमें घुसपैठ की और धीरे-धीरे जीवन प्रक्रियाओं पर पूर्ण नियंत्रण प्राप्त कर लिया। इस सिद्धांत को अधिक सही मानने वाले वैज्ञानिक इसके पक्ष में ढेर सारे तर्क देते हैं। हालाँकि, आज तक, किसी भी मौजूदा परिकल्पना के लिए कोई निर्णायक सबूत नहीं है।
एक या अधिक
आधुनिक यूकेरियोट्स की अधिकांश कोशिकाओं में एक केंद्रक होता है। उनमें से अधिकांश में केवल एक ही ऐसा अंग होता है। हालांकि, कुछ कार्यात्मक विशेषताओं के कारण कोशिकाओं ने नाभिक खो दिया है। इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, एरिथ्रोसाइट्स। दो (सिलियेट्स) और यहां तक कि कई नाभिक वाली कोशिकाएं भी होती हैं।
कोशिका केंद्रक की संरचना
जीव की विशेषताओं के बावजूद, नाभिक की संरचना विशिष्ट के एक सेट द्वारा विशेषता हैअंग। यह एक दोहरी झिल्ली द्वारा कोशिका के आंतरिक स्थान से अलग होता है। कुछ स्थानों पर इसकी भीतरी और बाहरी परतें विलीन हो जाती हैं, जिससे रोम छिद्र बन जाते हैं। उनका कार्य साइटोप्लाज्म और नाभिक के बीच पदार्थों का आदान-प्रदान करना है।
ऑर्गेनेल स्पेस कैरियोप्लाज्म से भरा होता है, जिसे न्यूक्लियर सैप या न्यूक्लियोप्लाज्म भी कहा जाता है। इसमें क्रोमेटिन और न्यूक्लियोलस होते हैं। कभी-कभी कोशिका केन्द्रक के नामांकित अंगकों में से अंतिम एक प्रति में मौजूद नहीं होता है। कुछ जीवों में, इसके विपरीत, नाभिक अनुपस्थित होते हैं।
झिल्ली
परमाणु झिल्ली लिपिड द्वारा निर्मित होती है और इसमें दो परतें होती हैं: बाहरी और आंतरिक। वास्तव में, यह वही कोशिका झिल्ली है। न्यूक्लियस पेरिन्यूक्लियर स्पेस के माध्यम से एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के चैनलों के साथ संचार करता है, झिल्ली की दो परतों द्वारा गठित एक गुहा।
बाहरी और आंतरिक झिल्लियों की अपनी संरचनात्मक विशेषताएं होती हैं, लेकिन आम तौर पर काफी समान होती हैं।
साइटोप्लाज्म के सबसे करीब
बाहरी परत एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्ली में गुजरती है। उत्तरार्द्ध से इसका मुख्य अंतर संरचना में प्रोटीन की काफी उच्च सांद्रता है। कोशिका के कोशिका द्रव्य के सीधे संपर्क में आने वाली झिल्ली बाहर से राइबोसोम की एक परत से ढकी होती है। यह कई छिद्रों द्वारा आंतरिक झिल्ली से जुड़ा होता है, जो कि बड़े प्रोटीन परिसर होते हैं।
आंतरिक परत
कोशिका के केंद्रक के सामने की झिल्ली, बाहरी नाभिक के विपरीत, चिकनी होती है, राइबोसोम से ढकी नहीं होती। यह कैरियोप्लाज्म को सीमित करता है। आंतरिक झिल्ली की एक विशेषता विशेषता परमाणु लैमिना की एक परत है जो इसे किनारे से अस्तर करती है,न्यूक्लियोप्लाज्म के संपर्क में। यह विशिष्ट प्रोटीन संरचना लिफाफे के आकार को बनाए रखती है, जीन अभिव्यक्ति के नियमन में शामिल होती है, और क्रोमेटिन के परमाणु झिल्ली से जुड़ाव को भी बढ़ावा देती है।
चयापचय
नाभिक और कोशिकाद्रव्य की परस्पर क्रिया नाभिकीय छिद्रों के माध्यम से होती है। वे 30 प्रोटीनों द्वारा गठित बल्कि जटिल संरचनाएं हैं। एक कोर पर छिद्रों की संख्या भिन्न हो सकती है। यह कोशिका, अंग और जीव के प्रकार पर निर्भर करता है। तो, मनुष्यों में, कोशिका नाभिक में 3 से 5 हजार छिद्र हो सकते हैं, कुछ मेंढकों में यह 50,000 तक पहुंच जाता है।
छिद्रों का मुख्य कार्य केंद्रक और शेष कोशिका स्थान के बीच पदार्थों का आदान-प्रदान है। कुछ अणु ऊर्जा के अतिरिक्त व्यय के बिना, निष्क्रिय रूप से छिद्रों से गुजरते हैं। ये आकार में छोटे होते हैं। बड़े अणुओं और सुपरमॉलेक्यूलर परिसरों के परिवहन के लिए एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा की खपत की आवश्यकता होती है।
नाभिक में संश्लेषित आरएनए अणु कैरियोप्लाज्म से कोशिका में प्रवेश करते हैं। इंट्रान्यूक्लियर प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक प्रोटीन विपरीत दिशा में ले जाया जाता है।
न्यूक्लियोप्लाज्मा
परमाणु रस प्रोटीन का एक कोलॉइडी विलयन है। यह परमाणु लिफाफे से घिरा है और क्रोमेटिन और न्यूक्लियोलस को घेरता है। न्यूक्लियोप्लाज्म एक चिपचिपा तरल है जिसमें विभिन्न पदार्थ घुल जाते हैं। इनमें न्यूक्लियोटाइड और एंजाइम शामिल हैं। पूर्व डीएनए संश्लेषण के लिए आवश्यक हैं। एंजाइम प्रतिलेखन के साथ-साथ डीएनए की मरम्मत और प्रतिकृति में शामिल हैं।
कोशिका की स्थिति के आधार पर नाभिकीय रस की संरचना में परिवर्तन होता है। उनमें से दो हैं - स्थिर औरविभाजन के दौरान होता है। पहला इंटरफेज़ (विभाजनों के बीच का समय) की विशेषता है। इसी समय, परमाणु रस को न्यूक्लिक एसिड और असंरचित डीएनए अणुओं के एक समान वितरण द्वारा प्रतिष्ठित किया जाता है। इस अवधि के दौरान, वंशानुगत सामग्री क्रोमेटिन के रूप में मौजूद होती है। कोशिका नाभिक का विभाजन क्रोमैटिन के गुणसूत्रों में परिवर्तन के साथ होता है। इस समय, कैरियोप्लाज्म की संरचना बदल जाती है: आनुवंशिक सामग्री एक निश्चित संरचना प्राप्त कर लेती है, परमाणु लिफाफा नष्ट हो जाता है, और कैरियोप्लाज्म साइटोप्लाज्म के साथ मिश्रित हो जाता है।
क्रोमोसोम
विभाजन के समय रूपांतरित क्रोमैटिन की न्यूक्लियोप्रोटीन संरचनाओं के मुख्य कार्य कोशिका नाभिक में निहित वंशानुगत जानकारी का भंडारण, कार्यान्वयन और संचरण हैं। गुणसूत्रों को एक निश्चित आकार की विशेषता होती है: वे एक प्राथमिक कसना द्वारा भागों या भुजाओं में विभाजित होते हैं, जिन्हें कोइलोमेयर भी कहा जाता है। इसके स्थान के अनुसार, तीन प्रकार के गुणसूत्र प्रतिष्ठित होते हैं:
- छड़ी के आकार का या एक्रोसेन्ट्रिक: वे लगभग अंत में कोइलोमेयर की नियुक्ति की विशेषता रखते हैं, एक हाथ बहुत छोटा होता है;
- विविध या सबमेटासेंट्रिक में असमान लंबाई के हथियार होते हैं;
- समबाहु या मेटासेंट्रिक।
कोशिका में गुणसूत्रों के समूह को कैरियोटाइप कहते हैं। प्रत्येक प्रकार निश्चित है। इस मामले में, एक ही जीव की विभिन्न कोशिकाओं में एक द्विगुणित (डबल) या अगुणित (एकल) सेट हो सकता है। पहला विकल्प दैहिक कोशिकाओं के लिए विशिष्ट है, जो मुख्य रूप से शरीर बनाते हैं। अगुणित सेट रोगाणु कोशिकाओं का एक विशेषाधिकार है। मानव दैहिक कोशिकाएं46 गुणसूत्र होते हैं, लिंग - 23.
द्विगुणित समुच्चय के गुणसूत्र युग्म बनाते हैं। एक जोड़ी में शामिल समान न्यूक्लियोप्रोटीन संरचनाओं को एलीलिक कहा जाता है। उनकी संरचना समान है और वे समान कार्य करते हैं।
गुणसूत्रों की संरचनात्मक इकाई जीन है। यह डीएनए अणु का एक भाग है जो एक विशिष्ट प्रोटीन के लिए कोड करता है।
न्यूक्लियोलस
कोशिका के केंद्रक में एक और अंगक होता है - न्यूक्लियोलस। यह एक झिल्ली द्वारा कैरियोप्लाज्म से अलग नहीं होता है, लेकिन माइक्रोस्कोप से कोशिका की जांच करते समय इसे नोटिस करना आसान होता है। कुछ नाभिकों में एकाधिक नाभिक हो सकते हैं। ऐसे भी हैं जिनमें ऐसे अंग पूरी तरह से अनुपस्थित हैं।
नाभिक का आकार एक गोले जैसा होता है, इसका आकार काफी छोटा होता है। इसमें विभिन्न प्रोटीन होते हैं। न्यूक्लियोलस का मुख्य कार्य राइबोसोमल आरएनए और स्वयं राइबोसोम का संश्लेषण है। वे पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं के निर्माण के लिए आवश्यक हैं। न्यूक्लियोली जीनोम के विशेष क्षेत्रों के आसपास बनते हैं। उन्हें न्यूक्लियर आयोजक कहा जाता है। इसमें राइबोसोमल आरएनए जीन होते हैं। न्यूक्लियोलस, अन्य बातों के अलावा, कोशिका में प्रोटीन की उच्चतम सांद्रता वाला स्थान है। प्रोटीन का एक हिस्सा ऑर्गेनॉइड के कार्यों को करने के लिए आवश्यक है।
नाभिक में दो घटक होते हैं: दानेदार और तंतुमय। पहला परिपक्व राइबोसोम सबयूनिट है। तंतुमय केंद्र में, राइबोसोमल आरएनए का संश्लेषण किया जाता है। दानेदार घटक नाभिक के केंद्र में स्थित तंतुमय घटक को घेर लेता है।
कोशिका केंद्रक और उसके कार्य
भूमिका जोमुख्य भूमिका निभाता है, इसकी संरचना के साथ अटूट रूप से जुड़ा हुआ है। ऑर्गेनॉइड की आंतरिक संरचनाएं संयुक्त रूप से कोशिका में सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को लागू करती हैं। इसमें आनुवंशिक जानकारी होती है जो कोशिका की संरचना और कार्य को निर्धारित करती है। न्यूक्लियस माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान वंशानुगत जानकारी के भंडारण और संचरण के लिए जिम्मेदार है। पहले मामले में, बेटी कोशिका को माता-पिता के समान जीन का एक सेट प्राप्त होता है। अर्धसूत्रीविभाजन के परिणामस्वरूप, गुणसूत्रों के एक अगुणित सेट के साथ रोगाणु कोशिकाएं बनती हैं।
नाभिक का एक और कम महत्वपूर्ण कार्य इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाओं का नियमन है। यह सेलुलर तत्वों की संरचना और कामकाज के लिए जिम्मेदार प्रोटीन के संश्लेषण को नियंत्रित करने के परिणामस्वरूप किया जाता है।
प्रोटीन संश्लेषण पर प्रभाव की एक और अभिव्यक्ति है। नाभिक, कोशिका के अंदर की प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है, अपने सभी अंगों को एक प्रणाली में काम के एक अच्छी तरह से काम करने वाले तंत्र के साथ जोड़ता है। इसमें विफलताएं, एक नियम के रूप में, कोशिका मृत्यु की ओर ले जाती हैं।
अंत में, नाभिक राइबोसोम सबयूनिट्स के संश्लेषण का स्थल है, जो अमीनो एसिड से समान प्रोटीन के निर्माण के लिए जिम्मेदार हैं। प्रतिलेखन की प्रक्रिया में राइबोसोम अपरिहार्य हैं।
यूकैरियोटिक कोशिका प्रोकैरियोटिक की तुलना में अधिक उत्तम संरचना है। अपने स्वयं के झिल्ली के साथ जीवों की उपस्थिति ने इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाओं की दक्षता में वृद्धि करना संभव बना दिया। एक डबल लिपिड झिल्ली से घिरे एक नाभिक के गठन ने इस विकास में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। झिल्ली द्वारा वंशानुगत जानकारी के संरक्षण ने प्राचीन एककोशिकीय जीवों को मास्टर करना संभव बना दियाजीवन के नए तरीकों में जीव। उनमें से फागोसाइटोसिस था, जो एक संस्करण के अनुसार, एक सहजीवी जीव के उद्भव का कारण बना, जो बाद में अपने सभी विशिष्ट जीवों के साथ आधुनिक यूकेरियोटिक कोशिका का पूर्वज बन गया। कोशिका नाभिक, कुछ नई संरचनाओं की संरचना और कार्यों ने चयापचय में ऑक्सीजन का उपयोग करना संभव बना दिया। इसका परिणाम पृथ्वी के जीवमंडल में एक प्रमुख परिवर्तन था, बहुकोशिकीय जीवों के गठन और विकास की नींव रखी गई थी। आज, यूकेरियोटिक जीव, जिसमें मनुष्य भी शामिल हैं, ग्रह पर हावी हैं, और इस संबंध में कुछ भी नहीं बदलता है।
