कोशिका का केंद्रक इसका सबसे महत्वपूर्ण अंग है, जो वंशानुगत जानकारी के भंडारण और प्रजनन का स्थान है। यह एक झिल्ली संरचना है जो कोशिका के 10-40% हिस्से पर कब्जा कर लेती है, जिसके कार्य यूकेरियोट्स के जीवन के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं। हालांकि, एक नाभिक की उपस्थिति के बिना भी, वंशानुगत जानकारी की प्राप्ति संभव है। इस प्रक्रिया का एक उदाहरण जीवाणु कोशिकाओं की महत्वपूर्ण गतिविधि है। फिर भी, एक बहुकोशिकीय जीव के लिए नाभिक की संरचनात्मक विशेषताएं और उसका उद्देश्य बहुत महत्वपूर्ण हैं।
कोशिका में केंद्रक का स्थान और उसकी संरचना
नाभिक साइटोप्लाज्म की मोटाई में स्थित होता है और खुरदुरे और चिकने एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के सीधे संपर्क में होता है। यह दो झिल्लियों से घिरा होता है, जिसके बीच में पेरिन्यूक्लियर स्पेस होता है। नाभिक के अंदर एक मैट्रिक्स, क्रोमैटिन और कुछ नाभिक होते हैं।
कुछ परिपक्व मानव कोशिकाओं में एक नाभिक नहीं होता है, जबकि अन्य इसकी गतिविधि के गंभीर निषेध की स्थिति में कार्य करते हैं। सामान्य तौर पर, नाभिक (योजना) की संरचना को एक परमाणु गुहा के रूप में प्रस्तुत किया जाता है, जो कोशिका से एक कैरियोलेमा द्वारा सीमित होता है, जिसमें न्यूक्लियोप्लाज्म में तय क्रोमैटिन और न्यूक्लियोली होते हैं।परमाणु मैट्रिक्स।
कार्योलेम्मा की संरचना
नाभिक कोशिका के अध्ययन की सुविधा के लिए, बाद वाले को बुलबुले के रूप में माना जाना चाहिए, जो अन्य बुलबुलों के गोले द्वारा सीमित होते हैं। नाभिक कोशिका की मोटाई में स्थित वंशानुगत जानकारी वाला एक बुलबुला है। यह एक द्विपरत लिपिड झिल्ली द्वारा अपने कोशिका द्रव्य से सुरक्षित रहता है। नाभिक के कोश की संरचना कोशिका झिल्ली के समान होती है। वास्तव में, वे केवल नाम और परतों की संख्या से अलग होते हैं। इन सबके बिना, वे संरचना और कार्य में समान हैं।
कैरियोलेमा (परमाणु झिल्ली) की संरचना दो-परत है: इसमें दो लिपिड परतें होती हैं। करियोलेम्मा की बाहरी बिलीपिड परत कोशिका एंडोप्लाज्म के खुरदुरे जालिका के सीधे संपर्क में होती है। आंतरिक करियोलेमा - नाभिक की सामग्री के साथ। बाहरी और आंतरिक कैरियोमेम्ब्रेन के बीच एक पेरिन्यूक्लियर स्पेस होता है। जाहिर है, इसका गठन इलेक्ट्रोस्टैटिक घटना के कारण हुआ था - ग्लिसरॉल अवशेषों के क्षेत्रों का प्रतिकर्षण।
नाभिकीय झिल्ली का कार्य एक यांत्रिक अवरोध बनाना है जो नाभिक को कोशिका द्रव्य से अलग करता है। नाभिक की आंतरिक झिल्ली परमाणु मैट्रिक्स के लिए एक निर्धारण स्थल के रूप में कार्य करती है - प्रोटीन अणुओं की एक श्रृंखला जो थोक संरचना का समर्थन करती है। दो परमाणु झिल्लियों में विशेष छिद्र होते हैं: मैसेंजर आरएनए उनके माध्यम से राइबोसोम में साइटोप्लाज्म में प्रवेश करता है। नाभिक की बहुत मोटाई में कई न्यूक्लियोली और क्रोमैटिन होते हैं।
न्यूक्लियोप्लाज्म की आंतरिक संरचना
नाभिक की संरचना की विशेषताएं हमें इसकी तुलना स्वयं कोशिका से करने की अनुमति देती हैं। नाभिक के अंदर एक विशेष वातावरण (न्यूक्लियोप्लाज्म) भी होता है।एक जेल-सोल, प्रोटीन का एक कोलाइडल समाधान द्वारा दर्शाया गया है। इसके अंदर एक न्यूक्लियोस्केलेटन (मैट्रिक्स) होता है, जिसे फाइब्रिलर प्रोटीन द्वारा दर्शाया जाता है। मुख्य अंतर केवल इस तथ्य में निहित है कि मुख्य रूप से अम्लीय प्रोटीन नाभिक में मौजूद होते हैं। जाहिर है, न्यूक्लिक एसिड के रासायनिक गुणों और जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की घटना को संरक्षित करने के लिए पर्यावरण की ऐसी प्रतिक्रिया की आवश्यकता होती है।
न्यूक्लियोलस
कोशिका के केन्द्रक की संरचना केन्द्रक के बिना पूर्ण नहीं हो सकती। यह एक स्पाइरलाइज्ड राइबोसोमल आरएनए है, जो परिपक्वता की अवस्था में होता है। बाद में, इससे एक राइबोसोम प्राप्त होगा - प्रोटीन संश्लेषण के लिए आवश्यक एक अंग। न्यूक्लियोलस की संरचना में, दो घटकों को प्रतिष्ठित किया जाता है: फाइब्रिलर और गोलाकार। वे केवल इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा भिन्न होते हैं और उनकी अपनी झिल्ली नहीं होती है।
फाइब्रिलर घटक न्यूक्लियोलस के केंद्र में होता है। यह राइबोसोमल-प्रकार के आरएनए का एक किनारा है जिसमें से राइबोसोमल सबयूनिट्स को इकट्ठा किया जाएगा। यदि हम कोर (संरचना और कार्यों) पर विचार करें, तो यह स्पष्ट है कि बाद में उनसे एक दानेदार घटक बनेगा। ये वही परिपक्व राइबोसोमल सबयूनिट हैं जो अपने विकास के बाद के चरणों में हैं। वे जल्द ही राइबोसोम बनाते हैं। वे करियोलेमा के परमाणु छिद्रों के माध्यम से न्यूक्लियोप्लाज्म से हटा दिए जाते हैं और किसी न किसी एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्ली में प्रवेश करते हैं।
क्रोमैटिन और क्रोमोसोम
कोशिका केंद्रक की संरचना और कार्य व्यवस्थित रूप से जुड़े हुए हैं: केवल वे संरचनाएं हैं जो वंशानुगत जानकारी को संग्रहीत और पुन: उत्पन्न करने के लिए आवश्यक हैं। एक कैरियोस्केलेटन भी है(नाभिक मैट्रिक्स), जिसका कार्य अंग के आकार को बनाए रखना है। हालांकि, नाभिक का सबसे महत्वपूर्ण घटक क्रोमैटिन है। ये क्रोमोसोम हैं जो जीन के विभिन्न समूहों के फाइल कैबिनेट की भूमिका निभाते हैं।
क्रोमैटिन एक जटिल प्रोटीन है जिसमें एक न्यूक्लिक एसिड (आरएनए या डीएनए) से जुड़ी एक चतुर्धातुक संरचना का पॉलीपेप्टाइड होता है। क्रोमैटिन बैक्टीरिया प्लास्मिड में भी मौजूद होता है। क्रोमैटिन के कुल वजन का लगभग एक चौथाई हिस्टोन से बना होता है - वंशानुगत जानकारी के "पैकेजिंग" के लिए जिम्मेदार प्रोटीन। संरचना की इस विशेषता का अध्ययन जैव रसायन और जीव विज्ञान द्वारा किया जाता है। नाभिक की संरचना ठीक क्रोमेटिन के कारण जटिल होती है और प्रक्रियाओं की उपस्थिति इसके सर्पिलीकरण और स्पिरलाइज़ेशन को बारी-बारी से करती है।
हिस्टोन की उपस्थिति डीएनए स्ट्रैंड को एक छोटी सी जगह - सेल न्यूक्लियस में संघनित और पूरा करना संभव बनाती है। यह इस प्रकार होता है: हिस्टोन न्यूक्लियोसोम बनाते हैं, जो मोतियों की तरह एक संरचना होते हैं। H2B, H3, H2A और H4 प्रमुख हिस्टोन प्रोटीन हैं। न्यूक्लियोसोम प्रत्येक प्रस्तुत हिस्टोन के चार जोड़े से बनता है। उसी समय, हिस्टोन एच 1 एक लिंकर है: यह न्यूक्लियोसोम में प्रवेश के स्थान पर डीएनए से जुड़ा होता है। डीएनए पैकेजिंग 8 हिस्टोन संरचना प्रोटीन के आसपास एक रैखिक अणु के "घुमावदार" के परिणामस्वरूप होती है।
नाभिक की संरचना, जिसकी योजना ऊपर प्रस्तुत की गई है, हिस्टोन पर पूर्ण डीएनए की एक सोलनॉइड जैसी संरचना की उपस्थिति का सुझाव देती है। इस समूह की मोटाई लगभग 30 एनएम है। साथ ही, कम जगह लेने और कम उजागर होने के लिए संरचना को और अधिक संकुचित किया जा सकता हैयांत्रिक क्षति जो कोशिका के जीवन के दौरान अनिवार्य रूप से होती है।
क्रोमैटिन अंश
कोशिका के केंद्रक की संरचना, संरचना और कार्य क्रोमेटिन स्पाइरलाइज़ेशन और डीस्पिरलाइज़ेशन की गतिशील प्रक्रियाओं को बनाए रखने पर तय होते हैं। इसलिए, इसके दो मुख्य अंश हैं: जोरदार स्पाइरलाइज़्ड (हेटेरोक्रोमैटिन) और थोड़ा स्पाइरलाइज़्ड (यूक्रोमैटिन)। वे संरचनात्मक और कार्यात्मक दोनों तरह से अलग होते हैं। हेटरोक्रोमैटिन में, डीएनए किसी भी प्रभाव से अच्छी तरह से सुरक्षित है और इसे स्थानांतरित नहीं किया जा सकता है। यूक्रोमैटिन कम संरक्षित है, लेकिन प्रोटीन संश्लेषण के लिए जीन को दोहराया जा सकता है। अक्सर, हेटरोक्रोमैटिन और यूक्रोमैटिन के खंड पूरे गुणसूत्र की पूरी लंबाई में वैकल्पिक होते हैं।
क्रोमोसोम
कोशिका केन्द्रक, जिसकी संरचना और कार्यों का वर्णन इस प्रकाशन में किया गया है, में गुणसूत्र होते हैं। यह एक जटिल और सघन रूप से पैक्ड क्रोमैटिन है जिसे प्रकाश माइक्रोस्कोपी के तहत देखा जा सकता है। हालांकि, यह केवल तभी संभव है जब एक कोशिका माइटोटिक या अर्धसूत्रीविभाजन के चरण में कांच की स्लाइड पर स्थित हो। चरणों में से एक गुणसूत्रों के निर्माण के साथ क्रोमैटिन का सर्पिलीकरण है। उनकी संरचना अत्यंत सरल है: गुणसूत्र में एक टेलोमेर और दो भुजाएँ होती हैं। एक ही प्रजाति के प्रत्येक बहुकोशिकीय जीव में नाभिक की संरचना समान होती है। उनकी गुणसूत्र सेट तालिका भी समान है।
कर्नेल कार्यों का कार्यान्वयन
नाभिक की संरचना की मुख्य विशेषताएं कुछ कार्यों के प्रदर्शन और उन्हें नियंत्रित करने की आवश्यकता से संबंधित हैं। नाभिक वंशानुगत जानकारी के भंडार की भूमिका निभाता है, अर्थात यह एक प्रकार की फ़ाइल कैबिनेट हैसभी प्रोटीनों के अमीनो एसिड के लिखित अनुक्रम जिन्हें कोशिका में संश्लेषित किया जा सकता है। इसका मतलब यह है कि किसी भी कार्य को करने के लिए, एक कोशिका को एक प्रोटीन का संश्लेषण करना चाहिए, जिसकी संरचना जीन में एन्कोडेड है।
नाभिक को "समझने" के लिए कि किस विशेष प्रोटीन को सही समय पर संश्लेषित करने की आवश्यकता है, बाहरी (झिल्ली) और आंतरिक रिसेप्टर्स की एक प्रणाली है। उनसे सूचना आणविक ट्रांसमीटरों के माध्यम से नाभिक में आती है। अक्सर यह एडिनाइलेट साइक्लेज तंत्र के माध्यम से महसूस किया जाता है। इस प्रकार हार्मोन (एड्रेनालाईन, नॉरपेनेफ्रिन) और हाइड्रोफिलिक संरचना वाली कुछ दवाएं कोशिका पर कार्य करती हैं।
सूचना हस्तांतरण का दूसरा तंत्र आंतरिक है। यह लिपोफिलिक अणुओं की विशेषता है - कॉर्टिकोस्टेरॉइड्स। यह पदार्थ कोशिका के बिलिपिड झिल्ली में प्रवेश करता है और नाभिक में जाता है, जहां यह अपने रिसेप्टर के साथ बातचीत करता है। कोशिका झिल्ली (एडेनाइलेट साइक्लेज मैकेनिज्म) या कैरियोलेमा पर स्थित रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स के सक्रियण के परिणामस्वरूप, एक निश्चित जीन की सक्रियता प्रतिक्रिया शुरू हो जाती है। यह प्रतिकृति बनाता है, इसके आधार पर मैसेंजर आरएनए बनाया जाता है। बाद में, बाद की संरचना के अनुसार, एक प्रोटीन को संश्लेषित किया जाता है जो एक निश्चित कार्य करता है।
बहुकोशिकीय जीवों का केंद्रक
एक बहुकोशिकीय जीव में, नाभिक की संरचनात्मक विशेषताएं एककोशिकीय के समान होती हैं। हालांकि कुछ बारीकियां हैं। सबसे पहले, बहुकोशिकीयता का तात्पर्य है कि कई कोशिकाओं का अपना विशिष्ट कार्य (या कई) होगा। इसका मतलब है कि कुछ जीन हमेशा रहेंगेनिराश जबकि अन्य निष्क्रिय हैं।
उदाहरण के लिए, वसा ऊतक कोशिकाओं में, प्रोटीन संश्लेषण निष्क्रिय हो जाएगा, और इसलिए अधिकांश क्रोमैटिन सर्पिल हो जाता है। और कोशिकाओं में, उदाहरण के लिए, अग्न्याशय के बहिःस्रावी भाग, प्रोटीन जैवसंश्लेषण की प्रक्रियाएं चल रही हैं। इसलिए, उनके क्रोमैटिन को निराश्रित किया जाता है। उन क्षेत्रों में जिनके जीन सबसे अधिक बार दोहराए जाते हैं। साथ ही, एक प्रमुख विशेषता महत्वपूर्ण है: एक जीव की सभी कोशिकाओं का गुणसूत्र सेट समान होता है। केवल ऊतकों में कार्यों के भेदभाव के कारण, उनमें से कुछ को काम से हटा दिया जाता है, जबकि अन्य को दूसरों की तुलना में अधिक बार निराश किया जाता है।
शरीर की परमाणु कोशिकाएं
ऐसी कोशिकाएँ होती हैं, जिनके नाभिक की संरचनात्मक विशेषताओं पर विचार नहीं किया जा सकता है, क्योंकि अपनी महत्वपूर्ण गतिविधि के परिणामस्वरूप वे या तो इसके कार्य को बाधित कर देते हैं या इससे पूरी तरह छुटकारा पा लेते हैं। सबसे सरल उदाहरण लाल रक्त कोशिकाएं हैं। ये रक्त कोशिकाएं हैं, जिनमें से नाभिक केवल विकास के प्रारंभिक चरण में मौजूद होता है, जब हीमोग्लोबिन का संश्लेषण होता है। जैसे ही इसमें ऑक्सीजन ले जाने के लिए पर्याप्त होता है, कोशिका से नाभिक को हटा दिया जाता है ताकि ऑक्सीजन परिवहन में हस्तक्षेप किए बिना इसे सुविधाजनक बनाया जा सके।
सामान्य शब्दों में, एरिथ्रोसाइट हीमोग्लोबिन से भरी एक कोशिकाद्रव्यी थैली होती है। एक समान संरचना वसा कोशिकाओं की विशेषता है। एडिपोसाइट्स के सेल न्यूक्लियस की संरचना बेहद सरल है, यह घट जाती है और झिल्ली में बदल जाती है, और प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रिया अधिकतम रूप से बाधित होती है। ये कोशिकाएं वसा से भरे "बैग" से भी मिलती-जुलती हैं, हालांकि, निश्चित रूप से, विविधताएरिथ्रोसाइट्स की तुलना में उनमें थोड़ी अधिक जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं। प्लेटलेट्स में भी एक नाभिक नहीं होता है, लेकिन उन्हें पूर्ण कोशिकाओं के रूप में नहीं माना जाना चाहिए। ये हेमोस्टेसिस प्रक्रियाओं के कार्यान्वयन के लिए आवश्यक कोशिकाओं के टुकड़े हैं।
