हमारे लेख में हम प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स की संरचना पर विचार करेंगे। ये जीव संगठन के स्तर में काफी भिन्न हैं। और इसका कारण आनुवंशिक जानकारी की संरचना की ख़ासियत है।
प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं की संरचना की विशेषताएं
प्रोकैरियोट्स सभी जीवित जीव हैं जिनकी कोशिकाओं में केंद्रक नहीं होता है। जीवित प्रकृति के पांच आधुनिक राज्यों के प्रतिनिधियों में से केवल एक ही उनका है - बैक्टीरिया। हम जिन प्रोकैरियोट्स पर विचार कर रहे हैं उनमें नीले-हरे शैवाल और आर्किया भी शामिल हैं।
उनकी कोशिकाओं में एक गठित नाभिक की अनुपस्थिति के बावजूद, उनमें आनुवंशिक सामग्री होती है। यह आपको वंशानुगत जानकारी को संग्रहीत और प्रसारित करने की अनुमति देता है, लेकिन प्रजनन के तरीकों की विविधता को सीमित करता है। सभी प्रोकैरियोट्स अपनी कोशिकाओं को दो भागों में विभाजित करके प्रजनन करते हैं। वे समसूत्री विभाजन और अर्धसूत्रीविभाजन के लिए सक्षम नहीं हैं।
प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स की संरचना
प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स की संरचनात्मक विशेषताएं जो उन्हें अलग करती हैं, काफी महत्वपूर्ण हैं। आनुवंशिक सामग्री की संरचना के अलावा, यह कई जीवों पर भी लागू होता है। यूकेरियोट्स, जिसमें पौधे, कवक और जानवर शामिल हैं, साइटोप्लाज्म में होते हैंमाइटोकॉन्ड्रिया, गोल्गी कॉम्प्लेक्स, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, कई प्लास्टिड। प्रोकैरियोट्स में उनके पास नहीं है। कोशिका भित्ति, जो इन दोनों में होती है, रासायनिक संरचना में भिन्न होती है। बैक्टीरिया में, यह जटिल कार्बोहाइड्रेट पेक्टिन या म्यूरिन से बना होता है, जबकि पौधों में यह सेल्यूलोज पर आधारित होता है, और कवक में - काइटिन।
खोज इतिहास
प्रोकैरियोट्स की संरचना और जीवन की विशेषताएं 17वीं शताब्दी में ही वैज्ञानिकों को ज्ञात हुईं। और यह इस तथ्य के बावजूद कि ये जीव अपनी स्थापना के समय से ही ग्रह पर मौजूद हैं। 1676 में, पहली बार इसके निर्माता एंथनी वैन लीउवेनहोक द्वारा एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के माध्यम से उनकी जांच की गई थी। सभी सूक्ष्म जीवों की तरह, वैज्ञानिक ने उन्हें "जानवर" कहा। "बैक्टीरिया" शब्द केवल 19 वीं शताब्दी की शुरुआत में दिखाई दिया। यह प्रसिद्ध जर्मन प्रकृतिवादी क्रिश्चियन एहरेनबर्ग द्वारा प्रस्तावित किया गया था। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के निर्माण के युग में "प्रोकैरियोट्स" की अवधारणा बाद में उत्पन्न हुई। और सबसे पहले, वैज्ञानिकों ने विभिन्न प्राणियों की कोशिकाओं के आनुवंशिक तंत्र की संरचना में अंतर के तथ्य को स्थापित किया। ई. चैटन ने 1937 में इस विशेषता के अनुसार जीवों को दो समूहों में संयोजित करने का प्रस्ताव रखा: प्रो- और यूकेरियोट्स। यह विभाजन आज तक विद्यमान है। 20वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में, प्रोकैरियोट्स के बीच एक अंतर की खोज की गई: आर्किया और बैक्टीरिया।
सतह तंत्र की विशेषताएं
प्रोकैरियोट्स के सतह तंत्र में एक झिल्ली और एक कोशिका भित्ति होती है। इन भागों में से प्रत्येक की अपनी विशेषताएं हैं। इनकी झिल्ली लिपिड और प्रोटीन की दोहरी परत से बनती है। प्रोकैरियोट्स,जिनकी संरचना काफी आदिम है, उनमें कोशिका भित्ति की संरचना दो प्रकार की होती है। इस प्रकार, ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया में, इसमें मुख्य रूप से पेप्टिडोग्लाइकन होता है, इसकी मोटाई 80 एनएम तक होती है, और यह झिल्ली से कसकर सटा होता है। इस संरचना की एक विशिष्ट विशेषता इसमें छिद्रों की उपस्थिति है जिसके माध्यम से कई अणु प्रवेश करते हैं। ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति बहुत पतली होती है - अधिकतम 3 एनएम तक। यह झिल्ली का कसकर पालन नहीं करता है। प्रोकैरियोट्स के कुछ प्रतिनिधियों में बाहर की तरफ एक श्लेष्मा कैप्सूल भी होता है। यह जीवों को सूखने, यांत्रिक क्षति से बचाता है, और एक अतिरिक्त आसमाटिक अवरोध पैदा करता है।
प्रोकैरियोट ऑर्गेनेल
प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स की कोशिका की संरचना के अपने महत्वपूर्ण अंतर हैं, जो मुख्य रूप से कुछ जीवों की उपस्थिति में होते हैं। ये स्थायी संरचनाएं समग्र रूप से जीवों के विकास के स्तर को निर्धारित करती हैं। उनमें से अधिकांश प्रोकैरियोट्स में अनुपस्थित हैं। इन कोशिकाओं में प्रोटीन संश्लेषण राइबोसोम द्वारा होता है। जलीय प्रोकैरियोट्स में एरोसोम होते हैं। ये गैस गुहाएं हैं जो उत्प्लावकता प्रदान करती हैं और जीवों के विसर्जन की डिग्री को नियंत्रित करती हैं। केवल प्रोकैरियोट्स में मेसोसोम होते हैं। साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की ये तह केवल माइक्रोस्कोपी के लिए प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं की तैयारी के दौरान रासायनिक निर्धारण विधियों के उपयोग के दौरान होती है। बैक्टीरिया और आर्किया की गति के अंग सिलिया या फ्लैगेला हैं। और सब्सट्रेट से लगाव पीने से होता है। प्रोटीन सिलिंडरों से बनने वाली इन संरचनाओं को विल्ली और फिम्ब्रिए भी कहा जाता है।
न्यूक्लिओइड क्या है
लेकिन सबसे महत्वपूर्ण अंतर प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स के जीन की संरचना है। इन सभी जीवों में वंशानुगत जानकारी होती है। यूकेरियोट्स में, यह गठित नाभिक के अंदर स्थित होता है। इस दो-झिल्ली वाले अंग का अपना मैट्रिक्स होता है जिसे न्यूक्लियोप्लाज्म, लिफाफा और क्रोमैटिन कहा जाता है। यहां, न केवल आनुवंशिक जानकारी का भंडारण किया जाता है, बल्कि आरएनए अणुओं का संश्लेषण भी किया जाता है। न्यूक्लियोली में, वे बाद में राइबोसोम के सबयूनिट बनाते हैं - प्रोटीन संश्लेषण के लिए जिम्मेदार अंग।
प्रोकैरियोटिक जीन की संरचना सरल होती है। उनकी वंशानुगत सामग्री को न्यूक्लियॉइड या परमाणु क्षेत्र द्वारा दर्शाया जाता है। प्रोकैरियोट्स में डीएनए गुणसूत्रों में पैक नहीं होता है, लेकिन एक गोलाकार बंद संरचना होती है। न्यूक्लियॉइड में आरएनए और प्रोटीन अणु भी होते हैं। उत्तरार्द्ध यूकेरियोटिक हिस्टोन के कार्य में समान हैं। वे डीएनए दोहराव, आरएनए संश्लेषण, रासायनिक संरचना की मरम्मत और न्यूक्लिक एसिड के टूटने में शामिल हैं।
जीवन गतिविधि की विशेषताएं
प्रोकैरियोट्स, जिनकी संरचना जटिल नहीं है, बल्कि जटिल जीवन प्रक्रियाओं को अंजाम देते हैं। यह पोषण, श्वसन, अपनी तरह का प्रजनन, गति, चयापचय … और केवल एक सूक्ष्म कोशिका ही यह सब करने में सक्षम है, जिसका आकार 250 माइक्रोन तक होता है! तो कोई अपेक्षाकृत केवल प्रधानता के बारे में बात कर सकता है।
प्रोकैरियोट्स की संरचना की विशेषताएं उनके शरीर विज्ञान के तंत्र को निर्धारित करती हैं। उदाहरण के लिए, वे तीन तरीकों से ऊर्जा प्राप्त करने में सक्षम हैं। पहला हैकिण्वन। यह कुछ जीवाणुओं द्वारा किया जाता है। यह प्रक्रिया रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं पर आधारित है, जिसके दौरान एटीपी अणुओं को संश्लेषित किया जाता है। यह एक रासायनिक यौगिक है, जिसके विभाजन के दौरान कई चरणों में ऊर्जा निकलती है। इसलिए, यह व्यर्थ नहीं है जिसे "सेल बैटरी" कहा जाता है। अगला तरीका है सांस लेना। इस प्रक्रिया का सार कार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीकरण है। कुछ प्रोकैरियोट्स प्रकाश संश्लेषण में सक्षम हैं। उदाहरण नीले-हरे शैवाल और बैंगनी बैक्टीरिया हैं, जिनकी कोशिकाओं में प्लास्टिड होते हैं। लेकिन आर्किया क्लोरोफिल मुक्त प्रकाश संश्लेषण में सक्षम हैं। इस प्रक्रिया के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड स्थिर नहीं होती है, लेकिन एटीपी अणु सीधे बनते हैं। तो, संक्षेप में, यह सही फोटोफॉस्फोराइलेशन है।
भोजन का प्रकार
बैक्टीरिया और आर्किया प्रोकैरियोट्स हैं, जिनकी संरचना उन्हें खिलाने के विभिन्न तरीकों को पूरा करने की अनुमति देती है। उनमें से कुछ स्वपोषी हैं। ये जीव प्रकाश संश्लेषण के दौरान स्वयं कार्बनिक पदार्थों का संश्लेषण करते हैं। ऐसे प्रोकैरियोट्स की कोशिकाओं में क्लोरोफिल होता है। कुछ जीवाणु कुछ कार्बनिक यौगिकों को तोड़कर ऊर्जा प्राप्त करते हैं। उनके प्रकार के पोषण को कीमोट्रोफिक कहा जाता है। इस समूह के प्रतिनिधि आयरन और सल्फर बैक्टीरिया हैं। अन्य केवल तैयार यौगिकों को अवशोषित करते हैं। उन्हें हेटरोट्रॉफ़ कहा जाता है। उनमें से अधिकांश परजीवी जीवन शैली का नेतृत्व करते हैं और केवल अन्य प्राणियों की कोशिकाओं के अंदर रहते हैं। इस समूह की एक किस्म भी मृतोपजीवी हैं। वे अपशिष्ट उत्पादों पर भोजन करते हैं याक्षयकारी कार्बनिक पदार्थ। जैसा कि आप देख सकते हैं, जिस तरह से प्रोकैरियोट्स फ़ीड करते हैं वह काफी विविध है। इस तथ्य ने सभी आवासों में उनके व्यापक वितरण में योगदान दिया।
प्रजनन प्रपत्र
प्रोकैरियोट्स, जिसकी संरचना को एक कोशिका द्वारा दर्शाया जाता है, इसे दो भागों में विभाजित करके या नवोदित करके पुन: उत्पन्न करता है। यह विशेषता उनके आनुवंशिक तंत्र की संरचना के कारण भी है। द्विआधारी विखंडन की प्रक्रिया दोहराव, या डीएनए प्रतिकृति से पहले होती है। इस मामले में, न्यूक्लिक एसिड अणु पहले खुला होता है, जिसके बाद प्रत्येक स्ट्रैंड को पूरकता के सिद्धांत के अनुसार दोहराया जाता है। इसके परिणामस्वरूप बनने वाले गुणसूत्र ध्रुवों की ओर विचलन करते हैं। कोशिकाएं आकार में बढ़ जाती हैं, उनके बीच एक कसना बनता है, और फिर उनका अंतिम अलगाव होता है। कुछ जीवाणु अलैंगिक रूप से जनन करने वाली कोशिकाओं - बीजाणुओं को बनाने में भी सक्षम होते हैं।
जीवाणु और आर्किया: विशिष्ट विशेषताएं
लंबे समय तक, आर्किया, बैक्टीरिया के साथ, द्रोब्यंका साम्राज्य के प्रतिनिधि थे। दरअसल, उनके पास कई समान संरचनात्मक विशेषताएं हैं। यह मुख्य रूप से उनकी कोशिकाओं का आकार और आकार है। हालांकि, जैव रासायनिक अध्ययनों से पता चला है कि यूकेरियोट्स के साथ उनकी कई समानताएं हैं। यह एंजाइमों की प्रकृति है, जिसके प्रभाव में आरएनए और प्रोटीन अणुओं के संश्लेषण की प्रक्रियाएं होती हैं।
खिलाने के तरीके के अनुसार इनमें से ज्यादातर कीमोट्रोफ होते हैं। इसके अलावा, जो पदार्थ आर्किया द्वारा ऊर्जा प्राप्त करने की प्रक्रिया में टूट जाते हैं, वे अधिक विविध होते हैं। ये दोनों जटिल कार्बोहाइड्रेट हैं औरअमोनिया और धातु यौगिक। आर्किया में स्वपोषी भी होते हैं। बहुत बार वे एक सहजीवी संबंध में प्रवेश करते हैं। आर्किया के बीच कोई परजीवी नहीं हैं। अक्सर प्रकृति में, सहभोज और पारस्परिकवादी पाए जाते हैं। पहले मामले में, आर्किया मेजबान के शरीर के पदार्थों पर फ़ीड करता है, लेकिन इसे नुकसान नहीं पहुंचाता है। इस प्रकार के सहजीवन के विपरीत, पारस्परिक संबंध में, दोनों जीवों को लाभ होता है। उनमें से कुछ मेटाजेन हैं। इस तरह के आर्किया मनुष्यों और जुगाली करने वाले स्तनधारियों के पाचन तंत्र में निवास करते हैं, जिससे आंतों में अत्यधिक गैस का निर्माण होता है। ये जीव द्विआधारी विखंडन, नवोदित या विखंडन द्वारा प्रजनन करते हैं।
आर्चिया ने लगभग सभी आवासों में महारत हासिल कर ली है। वे प्लवक की संरचना में विशेष रूप से विविध हैं। प्रारंभ में, सभी आर्किया को चरमपंथियों के रूप में वर्गीकृत किया गया था, क्योंकि वे गर्म झरनों, उच्च लवणता वाले जल निकायों और महत्वपूर्ण दबाव के साथ गहराई में रहने में सक्षम हैं।
प्रकृति और मानव जीवन में प्रोकैरियोट्स का महत्व
प्रकृति में प्रोकैरियोट्स की भूमिका महत्वपूर्ण है। सबसे पहले, वे ग्रह पर उत्पन्न होने वाले पहले जीवित जीव हैं। वैज्ञानिकों ने पाया है कि बैक्टीरिया और आर्किया की उत्पत्ति लगभग 3.5 अरब साल पहले हुई थी। सहजीवन का सिद्धांत बताता है कि कुछ यूकेरियोटिक कोशिका अंग भी उन्हीं से उत्पन्न हुए हैं। विशेष रूप से, हम प्लास्टिड और माइटोकॉन्ड्रिया के बारे में बात कर रहे हैं।
जैव प्रौद्योगिकी में कई प्रोकैरियोट्स का उपयोग दवाओं, एंटीबायोटिक्स, एंजाइम, हार्मोन, उर्वरक, जड़ी-बूटियों के उत्पादन के लिए किया जाता है। मनुष्य ने लंबे समय से लाभकारी गुणों का उपयोग किया हैपनीर, केफिर, दही, किण्वित उत्पादों के निर्माण के लिए लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया। इन जीवों की सहायता से जल निकायों और मिट्टी का शुद्धिकरण, विभिन्न धातुओं के अयस्कों का संवर्धन किया जाता है। बैक्टीरिया मनुष्यों और कई जानवरों के आंतों के माइक्रोफ्लोरा का निर्माण करते हैं। आर्किया के साथ, वे कई पदार्थों को चक्रित करते हैं: नाइट्रोजन, लोहा, सल्फर, हाइड्रोजन।
दूसरी ओर, कई बैक्टीरिया खतरनाक बीमारियों के कारक एजेंट हैं, जो कई पौधों और जानवरों की प्रजातियों की आबादी को नियंत्रित करते हैं। इनमें प्लेग, उपदंश, हैजा, एंथ्रेक्स, डिप्थीरिया शामिल हैं।
तो, प्रोकैरियोट्स जीव कहलाते हैं जिनकी कोशिकाएँ एक गठित नाभिक से रहित होती हैं। उनकी आनुवंशिक सामग्री को एक न्यूक्लियॉइड द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें एक गोलाकार डीएनए अणु होता है। आधुनिक जीवों में बैक्टीरिया और आर्किया प्रोकैरियोट्स के हैं।
