सूक्ष्मनलिकाएं से कौन सी कोशिका संरचनाएं प्राप्त होती हैं। सूक्ष्मनलिकाएं संरचनात्मक विशेषताएं। नया आणविक यांत्रिक मॉडल

साइटोस्केलेटन प्रोटीन का एक अलग समूह सूक्ष्मनलिका प्रोटीन से बना होता है। इनमें ट्यूबुलिन, सूक्ष्मनलिकाएं (एमएपी 1, एमएपी 2, एमएपी 4, ताऊ, आदि) से जुड़े प्रोटीन और ट्रांसलोकेटर प्रोटीन (डायनेन, काइनसिन, डायनामिन) शामिल हैं। सूक्ष्मनलिकाएं प्रोटीन ट्यूबलर संरचनाएं होती हैं जिनका व्यास लगभग 25 एनएम और कई दसियों माइक्रोमीटर तक की लंबाई होती है; उनकी दीवारों की मोटाई लगभग 6 एनएम है। वे यूकेरियोटिक कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य का एक अनिवार्य घटक हैं। सूक्ष्मनलिकाएं माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन में एक विभाजन धुरी (अक्रोमैटिन आकृति) बनाती हैं, मोबाइल सिलिया और फ्लैगेला की एक अक्षतंतु (केंद्रीय संरचना), सेंट्रीओल्स और बेसल निकायों की एक दीवार। सूक्ष्मनलिकाएं एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं, यदि महत्वपूर्ण नहीं हैं, तो कोशिका आकृति विज्ञान में और कुछ प्रकार की कोशिका गतिशीलता में भूमिका निभाती हैं।

सूक्ष्मनलिकाएं की दीवारें प्रोटीन ट्यूबुलिन से निर्मित होती हैं, जो वजन के हिसाब से 90% होती हैं। ट्यूबुलिन एक गोलाकार प्रोटीन है जो ~ 55 kDa के आणविक भार के साथ α- और β-सबयूनिट्स के डिमर के रूप में मौजूद है। सूक्ष्मनलिका में एक खोखले सिलेंडर का आकार होता है, जिसकी दीवार में ट्यूबुलिन डिमर की रैखिक श्रृंखलाएं होती हैं, तथाकथित प्रोटोफिलामेंट्स। प्रोटोफिलामेंट्स में, पिछले डिमर का α-सबयूनिट अगले एक के β-सबयूनिट से जुड़ा होता है। आसन्न प्रोटोफिलामेंट्स में डिमर एक दूसरे के सापेक्ष विस्थापित होते हैं, जिससे पेचदार पंक्तियाँ बनती हैं। अनुप्रस्थ खंड 13 ट्यूबुलिन डिमर दिखाता है, जो 13 प्रोटोफिलामेंट्स से मेल खाता है

सूक्ष्मनलिका की दीवार (चित्र। 9)। प्रत्येक सबयूनिट में लगभग 450 अमीनो एसिड होते हैं और सबयूनिट्स के अमीनो एसिड अनुक्रम एक दूसरे के लगभग 40% समरूप होते हैं। ट्यूबुलिन एक जीटीपी-बाध्यकारी प्रोटीन है, और बीटा-सबयूनिट में एक प्रयोगशाला में बाध्य जीटीपी या जीडीपी अणु होता है जो समाधान में जीटीपी के साथ आदान-प्रदान कर सकता है, और α-सबयूनिट में कसकर बाध्य जीटीपी अणु होता है।

चावल। 9. सूक्ष्मनलिका की संरचना।

ट्यूबुलिन इन विट्रो पोलीमराइजेशन में सहज रूप से सक्षम है। इस तरह के पोलीमराइजेशन शारीरिक तापमान और अनुकूल आयनिक स्थितियों (Ca2 + आयनों की अनुपस्थिति) पर संभव है और इसके लिए दो कारकों की उपस्थिति की आवश्यकता होती है: ट्यूबिलिन की एक उच्च सांद्रता और GTP की उपस्थिति। पॉलिमराइजेशन जीटीपी के हाइड्रोलिसिस के साथ होता है, और सूक्ष्मनलिका में ट्यूबुलिन एचडीएफ से बंधा रहता है, जबकि अकार्बनिक फॉस्फेट समाधान में छोड़ा जाता है।

ट्यूबिलिन के बहुलकीकरण में दो चरण होते हैं: न्यूक्लियेशन और बढ़ाव। न्यूक्लियेशन के दौरान, बीज बनते हैं, और इस दौरान

बढ़ाव - सूक्ष्मनलिकाएं के निर्माण के साथ उनका बढ़ाव। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ट्यूबुलिन पोलीमराइजेशन के दौरान, सबयूनिट केवल सूक्ष्मनलिकाएं के सिरों पर जोड़े जाते हैं।

सूक्ष्मनलिकाएं के विपरीत सिरे विकास दर में भिन्न होते हैं। तेजी से बढ़ने वाले छोर को आमतौर पर प्लस-एंड कहा जाता है, और धीमी गति से बढ़ने वाला अंत सूक्ष्मनलिका का माइनस-एंड होता है (चित्र 9 देखें)। एक कोशिका में, (-) - सूक्ष्मनलिकाएं के सिरे, एक नियम के रूप में, सेंट्रोसोम से जुड़े होते हैं, और (+) - छोर परिधि की ओर निर्देशित होते हैं और अक्सर कोशिका के बहुत किनारे तक पहुंचते हैं।

सूक्ष्मनलिकाएं अतिसंवेदनशील होती हैंगतिशील अस्थिरता।

बहुलक की निरंतर मात्रा के साथ, व्यक्तिगत सूक्ष्मनलिकाएं का सहज विकास या छोटा होना तब तक होता है जब तक वे पूरी तरह से गायब नहीं हो जाते। ट्यूबिलिन के समावेश के संबंध में जीटीपी हाइड्रोलिसिस में देरी के कारण, विकास की प्रक्रिया में एक सूक्ष्मनलिका के अंत में एक जीटीपी कैप बनता है, जिसमें 9-18 जीटीपी ट्यूबुलिन अणु होते हैं। जीटीपी-कैप सूक्ष्मनलिका के अंत को स्थिर करता है और इसके आगे के विकास को बढ़ावा देता है। यदि नए हेटेरोडिमर्स के निगमन की दर जीटीपी हाइड्रोलिसिस की दर से कम हो जाती है या सूक्ष्मनलिका के यांत्रिक टूटने के मामले में, जीटीपी कैप की कमी वाला अंत बनता है। इस सिरे में नए ट्यूबुलिन अणुओं के लिए कम आत्मीयता है; वह इसका पता लगाने लगता है।

सूक्ष्मनलिकाएं का बहुलकीकरण और विध्रुवण तापमान में परिवर्तन, आयनिक स्थितियों या विशेष रासायनिक एजेंटों के उपयोग से प्रेरित होता है। अपरिवर्तनीय विघटन का कारण बनने वाले पदार्थों में, इंडोल एल्कलॉइड (कोलचिसिन, विनब्लास्टाइन, विन्क्रिस्टाइन, आदि) का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

माइक्रोट्यूबुल्स के साथ जुड़े प्रोटीन

सूक्ष्मनलिकाएं से जुड़े प्रोटीन को दो समूहों में विभाजित किया जाता है: संरचनात्मक एमएपी (सूक्ष्मनलिका से जुड़े प्रोटीन) और प्रोटीन

अनुवादक।

संरचनात्मक आईडीए

संरचनात्मक एमएपी की एक सामान्य संपत्ति सूक्ष्मनलिकाएं के साथ उनका स्थायी जुड़ाव है। प्रोटीन के इस समूह की एक अन्य सामान्य संपत्ति यह है कि, ट्रांसलोकेटर प्रोटीन के विपरीत, जब ट्यूबुलिन के साथ बातचीत करते हैं, तो वे सभी अणु के सी-टर्मिनल भाग से लगभग 4 kDa आकार में जुड़ जाते हैं।

उच्च आणविक भार एमएपी 1 और एमएपी 2, ताऊ प्रोटीन लगभग 60-70 केडीए के आणविक भार के साथ, और एमएपी 4 या एमएपी यू लगभग 200 केडीए के आणविक भार के साथ हैं।

इस प्रकार, एमएपी 1 बी अणु (एमएपी 1 प्रोटीन के समूह का एक प्रतिनिधि) एक भारी और दो हल्की श्रृंखलाओं का एक स्टोइकोमेट्रिक कॉम्प्लेक्स है; यह एक लम्बी रॉड के आकार का अणु है जो 190 एनएम लंबा एक गोलाकार डोमेन 10 एनएम व्यास के साथ होता है। अंत (जाहिरा तौर पर, सूक्ष्मनलिकाएं के लिए बाध्य करने के लिए एक साइट); इसका आणविक भार 255.5 kDa है।

एमएपी 2 एक थर्मोस्टेबल प्रोटीन है। यह सूक्ष्मनलिकाएं के साथ बातचीत करने और 90 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने के बाद कई विधानसभा-विघटन चक्रों में उनकी संरचना में बने रहने की क्षमता को बरकरार रखता है।

संरचनात्मक एमएपी दीक्षा और बढ़ाव को प्रोत्साहित करने और तैयार सूक्ष्मनलिकाएं को स्थिर करने में सक्षम हैं; बंडलों में सूक्ष्मनलिकाएं सीना। इस सिलाई में लघु α- शामिल है

एमएपी और ताऊ के एन-टर्मिनस पर पेचदार हाइड्रोफोबिक अनुक्रम, एमएपी अणुओं को बंद करना, एक ज़िप की तरह आसन्न सूक्ष्मनलिकाएं पर बैठना। इस तरह के क्रॉसलिंकिंग की जैविक भूमिका कोशिका में सूक्ष्मनलिकाएं द्वारा बनाई गई संरचनाओं को स्थिर करने के लिए हो सकती है।

आज तक, प्रायोगिक अध्ययनों ने स्थापित किया है कि, सूक्ष्मनलिकाएं की गतिशीलता को विनियमित करने के अलावा, संरचनात्मक एमएपी के दो और मुख्य कार्य हैं: सेलुलर मॉर्फोजेनेसिस और अन्य इंट्रासेल्युलर संरचनाओं के साथ सूक्ष्मनलिकाएं की बातचीत में भागीदारी।

ट्रांसलोकेटर प्रोटीन

प्रोटीन के इस समूह की एक विशिष्ट विशेषता एटीपी ऊर्जा को एक यांत्रिक बल में परिवर्तित करने की संपत्ति है जो सब्सट्रेट के साथ सूक्ष्मनलिकाएं या सूक्ष्मनलिकाएं के साथ कणों को स्थानांतरित करने में सक्षम है। तदनुसार, अनुवादक यांत्रिक रासायनिक ATPases हैं, और उनकी ATPase गतिविधि सूक्ष्मनलिकाएं द्वारा प्रेरित होती है। संरचनात्मक एमएपी के विपरीत, अनुवादक केवल एटीपी-निर्भर आंदोलन के समय सूक्ष्मनलिकाएं में जुड़े होते हैं।

ट्रांसलोकेटर प्रोटीन को दो समूहों में विभाजित किया जाता है: काइन्सिन-जैसे प्रोटीन (मध्यस्थ गति (-) से - अंत से (+) - सूक्ष्मनलिकाएं का अंत) और डायनेइन-जैसे प्रोटीन (से आंदोलन (+) - अंत से (-) - का अंत सूक्ष्मनलिकाएं) (चित्र 10)।

Kinesin दो प्रकाश (62 kDa) और दो भारी (120 kDa) पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं का टेट्रामर है। काइन्सिन अणु

2-4 एनएम के व्यास के साथ एक छड़ का आकार और एक छोर पर दो गोलाकार सिर के साथ 80-100 एनएम की लंबाई और दूसरे पर पंखे के आकार का विस्तार होता है (चित्र 11)।

चावल। 10. प्रोटीन अनुवादक।

रॉड के बीच में एक हिंज सेक्शन होता है। लगभग 50 kDa की भारी श्रृंखला का एन-टर्मिनल टुकड़ा, जिसमें यांत्रिक रासायनिक गतिविधि होती है, किनेसिन मोटर डोमेन कहलाता है।

चावल। 11. kinesin अणु की संरचना।

सेल सेंटरदो सेंट्रीओल्स और एक सेंट्रोस्फीयर से मिलकर बनता है। केंद्रक परिधि के चारों ओर स्थित सूक्ष्मनलिकाएं के नौ त्रिगुणों पर आधारित है और एक खोखले सिलेंडर का निर्माण करता है। सेंट्रीओल सिलेंडर का व्यास लगभग 0.15-0.2 माइक्रोन है, लंबाई 0.3 से 0.5 माइक्रोन तक है। प्रत्येक ट्रिपलेट (सूक्ष्मनलिका ए) के सूक्ष्मनलिकाएं में से एक में 13 प्रोटोफिलामेंट होते हैं, अन्य दो (बी और सी) कम हो जाते हैं और इसमें 11 प्रोटोफिलामेंट होते हैं। त्रिक के सभी सूक्ष्मनलिकाएं एक दूसरे से सटे हुए हैं। उनके द्वारा बनाए गए सूक्ष्मनलिका सिलेंडर की त्रिज्या के संबंध में प्रत्येक त्रिक लगभग 40 डिग्री के कोण पर स्थित होता है। सेंट्रीओल्स में, सूक्ष्मनलिकाएं अनुप्रस्थ प्रोटीन पुलों, या हैंडल से जुड़ी होती हैं। उत्तरार्द्ध ए-सूक्ष्मनलिका से प्रस्थान करता है और एक छोर सेंट्रीओल के केंद्र का सामना करता है, दूसरा पड़ोसी त्रिक के सी-सूक्ष्मनलिका की ओर।

हर ट्रिपल सेंट्रीओल्सबाहर से यह गोलाकार प्रोटीन पिंडों - उपग्रहों से जुड़ा होता है, जिनसे सूक्ष्मनलिकाएं, सेंट्रोस्फीयर का निर्माण करती हैं, हाइलोप्लाज्म में विचरण करती हैं। प्रत्येक सेंट्रीओल के चारों ओर एक महीन-रेशेदार मैट्रिक्स पाया जाता है, और ट्रिपल स्वयं मध्यम इलेक्ट्रॉन घनत्व के एक अनाकार सामग्री में डूबे रहते हैं, जिसे सेंट्रीओल स्लीव कहा जाता है।

इंटरफेज़ सेल में एक जोड़ी होती है(बेटी और मातृ) सेंट्रीओल, या डिप्लोसोम, जो अक्सर नाभिक के पास गोल्गी कॉम्प्लेक्स के पास स्थित होता है। द्विगुणित में, बेटी सेंट्रीओल का अनुदैर्ध्य अक्ष मातृ के अनुदैर्ध्य अक्ष के लंबवत निर्देशित होता है। बेटी सेंट्रीओल, मां के विपरीत, पेरीसेंट्रीओलर उपग्रह और सेंट्रोस्फीयर नहीं है।

Centrioliकोशिका में साइटोप्लाज्मिक सूक्ष्मनलिकाएं के एक नेटवर्क को व्यवस्थित करने का कार्य करते हैं (कोशिकाओं को आराम करने और विभाजित करने में), और विशेष कोशिकाओं के सिलिया के लिए सूक्ष्मनलिकाएं भी बनाते हैं।

सूक्ष्मनलिकाएंएरिथ्रोसाइट्स के अपवाद के साथ सभी पशु कोशिकाओं में मौजूद हैं। वे पोलीमराइज़्ड ट्यूबुलिन प्रोटीन अणुओं द्वारा बनते हैं, जो एक हेटेरोडिमर है जिसमें दो सबयूनिट - अल्फा और बीटा ट्यूबुलिन होते हैं। पोलीमराइजेशन के दौरान, एक प्रोटीन का अल्फा सबयूनिट अगले के बीटा सबयूनिट के साथ जुड़ जाता है। इस प्रकार अलग-अलग प्रोटोफिलामेंट्स बनते हैं, जो 13 में जुड़कर एक खोखला सूक्ष्मनलिका बनाते हैं, जिसका बाहरी व्यास लगभग 25 एनएम और आंतरिक व्यास 15 एनएम होता है।

प्रत्येक सूक्ष्मनलिकाएक बढ़ता हुआ प्लस एंड है और एक धीरे-धीरे बढ़ता हुआ माइनस एंड है। सूक्ष्मनलिकाएं साइटोस्केलेटन के सबसे गतिशील तत्वों में से एक हैं। सूक्ष्मनलिका की लंबाई की वृद्धि के दौरान, बढ़ते हुए प्लस-एंड पर ट्यूबुलिन का लगाव होता है। सूक्ष्मनलिकाएं का विघटन सबसे अधिक बार दोनों सिरों पर होता है। सूक्ष्मनलिका बनाने वाला प्रोटीन ट्यूबुलिन एक सिकुड़ा हुआ प्रोटीन नहीं है, और सूक्ष्मनलिकाएं सिकुड़ने और स्थानांतरित करने की क्षमता से संपन्न नहीं हैं। हालांकि, साइटोस्केलेटन सूक्ष्मनलिकाएं सेल ऑर्गेनेल, स्रावी पुटिकाओं और रिक्तिका के परिवहन में सक्रिय रूप से शामिल हैं। दो प्रोटीन, काइनसिन और डायनेन, न्यूरोनल प्रक्रियाओं (अक्षतंतु) की सूक्ष्मनलिका तैयारियों से पृथक किए गए थे। इन प्रोटीनों के अणु के एक छोर पर एक सूक्ष्मनलिका से जुड़ा होता है, दूसरे छोर पर वे ऑर्गेनेल और इंट्रासेल्युलर पुटिकाओं की झिल्लियों से बंधने में सक्षम होते हैं। काइन्सिन की मदद से, सूक्ष्मनलिका के प्लस-एंड तक, और डायनेन की मदद से, विपरीत दिशा में इंट्रासेल्युलर परिवहन किया जाता है।

सिलिया और फ्लैगेलावायुमार्ग, महिला जननांग पथ, वास डिफेरेंस, शुक्राणु के उपकला कोशिकाओं में सूक्ष्मनलिकाएं के व्युत्पन्न हैं।

सिलियालगभग 300 एनएम के निरंतर व्यास वाला एक पतला सिलेंडर है। यह प्लास्मोल्मा (एक्सोलेम्मा) का एक प्रकोप है, जिसकी आंतरिक सामग्री - अक्षतंतु - में सूक्ष्मनलिकाएं का एक जटिल और हाइलोप्लाज्म की एक छोटी मात्रा होती है। सिलियम का निचला हिस्सा हाइलोप्लाज्म में डूबा रहता है और बेसल बॉडी द्वारा बनता है। सूक्ष्मनलिकाएं सिलियम की परिधि के चारों ओर जोड़े (दोहरे) में व्यवस्थित होती हैं, इसकी त्रिज्या के सापेक्ष एक मामूली कोण पर घुमाया जाता है - लगभग 10 डिग्री। अक्षतंतु के केंद्र में सूक्ष्मनलिकाएं का एक केंद्रीय जोड़ा होता है। सिलियम में सूक्ष्मनलिका सूत्र (9x2) +2 के रूप में वर्णित है। प्रत्येक दोहरे में एक सूक्ष्मनलिका (A) पूर्ण होती है, अर्थात इसमें 13 उपइकाइयाँ होती हैं, दूसरी (B) अधूरी होती है, अर्थात इसमें केवल 11 उपइकाइयाँ होती हैं। ए-सूक्ष्मनलिका में डायनेन हैंडल होते हैं जो आसन्न दोहरे के बी-सूक्ष्मनलिका की ओर निर्देशित होते हैं। नेक्टिन-बाइंडिंग प्रोटीन की मदद से, माइक्रोट्यूब्यूल ए पड़ोसी डबल के माइक्रोट्यूब्यूल बी से जुड़ता है। ए-सूक्ष्मनलिका से अक्षतंतु के केंद्र तक, एक रेडियल लिगामेंट, या स्पोक, प्रस्थान करता है, जो तथाकथित केंद्रीय आस्तीन पर एक सिर के साथ समाप्त होता है। उत्तरार्द्ध सूक्ष्मनलिकाएं की केंद्रीय जोड़ी को घेरता है। केंद्रीय सूक्ष्मनलिकाएं, सूक्ष्मनलिकाएं के परिधीय दोहरे के विपरीत, लगभग 25 एनएम की दूरी पर एक दूसरे से अलग स्थित होती हैं।

सिलिया का बेसल शरीरसूक्ष्मनलिकाएं के 9 ट्रिपल होते हैं। बेसल बॉडी ट्रिपलेट्स के ए- और बी-सूक्ष्मनलिकाएं, अक्षतंतु के ए- और बी-सूक्ष्मनलिकाएं में जारी रहती हैं, साथ में उनके साथ एक एकल संरचना का निर्माण होता है।

सिलियाउनकी संरचना में सिकुड़ा हुआ प्रोटीन नहीं होता है, लेकिन साथ ही वे अपनी लंबाई को बदले बिना यूनिडायरेक्शनल बीट्स करते हैं। यह एटीपी की उपस्थिति में एक दूसरे के सापेक्ष सूक्ष्मनलिकाएं के जोड़े के विस्थापन (दोहरे के अनुदैर्ध्य फिसलने) के कारण होता है।

साइटोस्केलेटन में प्रोटीन पॉलिमर होते हैं। प्रत्येक बहुलक फिलामेंट्स बनाने के लिए एक साथ जुड़े कई हजार समान उप-इकाइयों से बना होता है

साइटोस्केलेटन कोशिका गति और यांत्रिक सहायता प्रदान करता है

सेल साइटोस्केलेटन तीन प्रकार के पॉलिमर से बना होता है: एक्टिन फिलामेंट्स, इंटरमीडिएट फिलामेंट्स और माइक्रोट्यूबुल्स

सभी पॉलिमर प्रकृति में गतिशील हैं; वे लगातार बढ़ते हैं और सबयूनिट खो देते हैं

सूक्ष्मनलिकाएं ट्यूबुलिन सबयूनिट्स के बहुलक हैं

सूक्ष्मनलिकाएं लगभग हमेशा आणविक मोटरों के संयोजन में कार्य करती हैं जो सूक्ष्मनलिकाएं की सतह के साथ पुटिकाओं और अन्य परिसरों को स्थानांतरित करके बल उत्पन्न करती हैं।

सिलिया और फ्लैगेला मोटर प्रोटीन से बने विशेष अंग हैं, जो एक तरल माध्यम में कोशिकाओं की गति या कोशिका की सतह के साथ तरल पदार्थ की गति प्रदान करते हैं।

सूक्ष्मनलिकाएं को नष्ट करने वाले रासायनिक यौगिकों का उपयोग दवा और कृषि में किया जाता है

एक तस्वीर एक वीडियो छवि का एक फ्रेम है।
स्तनधारी कोशिका कोशिका द्रव्य का एक छोटा खंड दिखाई देता है।
पिंजरे का किनारा नीचे बाईं ओर दिखाई दे रहा है; कोर ऊपर दाईं ओर है और फ्रेम में दिखाई नहीं दे रहा है।
वीडियो फुटेज से पता चलता है कि अधिकांश पुटिकाएं निरंतर गति में हैं।

कोशिका द्रव्ययूकेरियोटिक कोशिकाएं निरंतर गति में हैं, क्योंकि ऑर्गेनेल लगातार एक स्थान से दूसरे स्थान पर जा रहे हैं। यह आंदोलन विशेष रूप से न्यूरॉन्स जैसी बड़ी लम्बी कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य में ध्यान देने योग्य है।

यातायात कोशिका द्रव्यअन्य कोशिकाओं में भी पाया जाता है। कई कार्यों को करने के लिए ऑर्गेनेल की गति आवश्यक है। सेक्रेटरी वेसिकल्स गॉल्जी तंत्र से बाहर निकलते हैं, जो कोशिका के मध्य में स्थित होता है, और प्लाज्मा झिल्ली में ले जाया जाता है, जहां वे अपनी सामग्री को अंतरकोशिकीय वातावरण में उत्सर्जित करते हैं। उसी समय, झिल्ली में आंतरिक रूप से पुटिकाओं को एंडोसोम में ले जाया जाता है। माइटोकॉन्ड्रिया लगातार गति में हैं, और ईपीआर लगातार खींच और पुनर्गठन कर रहा है।

माइटोटिक कोशिकाओं में गुणसूत्रोंसबसे पहले वे एक मेटाफ़ेज़ प्लेट में पंक्तिबद्ध होते हैं, और फिर विपरीत दिशाओं में विचलन करते हैं। सही दिशा में और सही समय पर ऑर्गेनेल और क्रोमोसोम की गति साइटोस्केलेटन द्वारा प्रदान की जाती है, जो प्रोटीन संरचनाएं हैं जो सेल और उनके साथ चलने वाले मोटर प्रोटीन की रेल परिवहन प्रणाली बनाती हैं।

साइटोस्केलेटन में अन्य महत्वपूर्ण भी हैं कार्यों: यह कोशिका गतिशीलता प्रदान करता है और सभी कोशिकाओं के आकार के संगठन और संरचनात्मक समर्थन के लिए भी आवश्यक है। कई कोशिकाएं या तो स्वतंत्र रूप से चलती हैं, उदाहरण के लिए, शरीर (पशु कोशिकाओं) में होना, या पर्यावरण की धारा (एककोशिकीय जीव और युग्मक) के साथ आगे बढ़ना।

कोशिकाओं की तरह सफेद रक्त कोशिकाएंजो रोगजनक बैक्टीरिया को ढूंढते और नष्ट करते हैं, एक सपाट सतह पर चलने में सक्षम होते हैं। अन्य, जैसे शुक्राणु, अपने गंतव्य तक पहुंचने के लिए एक तरल माध्यम में चलते हैं। साइटोस्केलेटन इस तरह के सेल आंदोलन और इसकी दिशा के सभी रूपों को प्रदान करता है। कीनेमेटिक फ़ंक्शन के साथ, साइटोस्केलेटन कोशिका की आंतरिक संरचना का संगठन प्रदान करता है और ऊपरी और निचले, बाएँ और दाएँ, साथ ही इसके पूर्वकाल और पश्च भागों का निर्माण करता है।

सामान्य विशेषता को परिभाषित करना कोशिका द्रव्य, साइटोस्केलेटन कोशिका के सामान्य आकार को निर्धारित करता है, आयताकार उपकला कोशिकाओं का निर्माण करता है, लंबे पतले अक्षतंतु वाले न्यूरॉन्स और डेंड्राइट्स, जो मनुष्यों में लंबाई में एक मीटर तक पहुंच सकते हैं।

एक जीवित न्यूरॉन के अक्षतंतु की वीडियो छवि के तीन फ्रेम।
शीर्ष फ्रेम पूरे तंत्रिका कोशिका का एक योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व दिखाता है।
लाल, पीले और नीले तीरों से चिह्नित तीन पुटिकाओं को 6 s के लिए देखा गया।
दो पुटिकाएं अक्षतंतु के अंत की ओर चलती हैं, और एक कोशिका शरीर की ओर।

साइटोस्केलेटन के होते हैं तीन मुख्य प्रकार के संरचनात्मक तत्व: सूक्ष्मनलिकाएं, सूक्ष्म तंतु। नीचे दिए गए चित्र में दिखाए गए इन तीन प्रकार की संरचनाओं में कई गुण समान हैं। प्रत्येक प्रोटीन एक स्वतंत्र अणु के रूप में कार्य नहीं करता है, लेकिन कई समान प्रोटीन सब यूनिटों से बना बहुलक के रूप में कार्य करता है। जिस तरह एक डोरी पर लटके हुए मोती एक हार बनाते हैं, उसी तरह साइटोस्केलेटन पॉलिमर साइटोप्लाज्म में लाइन अप करते हैं, हजारों प्रोटीन सबयूनिट्स को एक साथ जोड़ते हैं। साइटोस्केलेटन के सभी पॉलिमर की मुख्य विशेषता यह है कि वे स्थिर संरचनाओं का प्रतिनिधित्व नहीं करते हैं, लेकिन लगातार बढ़ते हैं और सबयूनिट खो देते हैं। साइटोस्केलेटन पॉलिमर की यह गतिशील प्रकृति इसके पुनर्गठन, नए लोगों के गठन या इंट्रासेल्युलर जरूरतों के अनुसार मौजूदा परिवहन मार्गों के कामकाज की सुविधा की अनुमति देती है।

हालांकि सभी तीन प्रकार के संरचनात्मक प्रोटीनसामान्य गुण प्रदर्शित करते हैं, उनमें से प्रत्येक अद्वितीय है, जो इसे सेल में कुछ कार्यों के प्रदर्शन के लिए सबसे उपयुक्त बनाता है। इसलिए, तीन प्रकार के पॉलिमर पर अलग से चर्चा की जाएगी, हालांकि वे अक्सर एक साथ कार्य करते हैं।

यह और निम्नलिखित सामग्रीसाइट सूक्ष्मनलिकाएं को समर्पित है। सूक्ष्मनलिकाएं बनाने वाली मुख्य उपइकाई प्रोटीन ट्यूबुलिन है। एक दूसरे से जुड़कर, ट्यूबुलिन अणु लगभग 25 एनएम व्यास में खोखले ट्यूब बनाते हैं। यहीं से उनका नाम पड़ा। एक सूक्ष्मनलिका में दसियों या सैकड़ों हजारों ट्यूबुलिन अणु हो सकते हैं और लंबाई में कई माइक्रोन तक हो सकते हैं।

इस प्रकार, सूक्ष्मनलिकाएंअधिकांश यूकेरियोटिक कोशिकाओं की लंबाई के आधे से अधिक को फैलाने में सक्षम। आमतौर पर, इंटरफेज़ कोशिकाओं में सैकड़ों लंबे सूक्ष्मनलिकाएं होती हैं जो कोशिका द्रव्य से गुजरती हैं और कोशिका के विभिन्न क्षेत्रों को जोड़ती हैं।

वे लगभग हमेशा आणविक मोटर्स के साथ मिलकर काम करते हैं जो उनके साथ चलते हैं। ये मोटर प्रोटीन ऑर्गेनेल और वेसिकल्स सहित विभिन्न भारों से जुड़ते हैं, और उन्हें सूक्ष्मनलिकाएं की सतह पर ले जाते हैं, ठीक उसी तरह जैसे ट्रक राजमार्गों पर यात्रा करते हैं। सूक्ष्मनलिकाएं और मोटर प्रोटीन भी माइटोसिस में प्रतिकृति गुणसूत्रों को अलग करने के लिए एक साथ कार्य करते हैं और मोबाइल संरचनाओं की रीढ़ बनाते हैं जिनका उपयोग कोशिका द्वारा द्रव में स्थानांतरित करने या इसकी सतह के साथ तरल पदार्थ को स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। माइक्रोट्यूबुल्स और मोटर प्रोटीन का उपयोग एचआईवी और एडेनोवायरस जैसे वायरस द्वारा भी किया जाता है ताकि वे जल्दी से नाभिक तक पहुंच सकें और दोहरा सकें।

छोटा कार्बनिक यौगिकों के अणु, जो सूक्ष्मनलिकाएं के पोलीमराइजेशन को बाधित करते हैं, का उपयोग दवा और कृषि में किया जाता है। पदार्थ, जो एक डिग्री या किसी अन्य तक, सूक्ष्मनलिकाएं को स्थिर करने में सक्षम हैं, माइटोसिस को रोकते हैं और कैंसर के उपचार के लिए एजेंट के रूप में उपयोग किए जाते हैं। ऐसा ही एक पदार्थ है पैक्लिटैक्सेल (टैक्सोल ™), जिसका सूत्र नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है और जिसका उपयोग डिम्बग्रंथि और स्तन कैंसर के इलाज के लिए किया जाता है। टैक्सोल सूक्ष्मनलिकाएं से बांधता है और उन्हें स्थिर करता है, ट्यूबुलिन सबयूनिट्स के पृथक्करण को रोकता है। Colchicine एक और जहर है जो सूक्ष्मनलिकाएं पर विपरीत प्रभाव डालता है, यानी उनके पृथक्करण का कारण बनता है।

गाउट के इलाज के लिए दवा का उपयोग किया जाता है क्योंकि सूक्ष्मनलिकाएं का विनाशइस रोग में सूजन प्रक्रिया के लिए जिम्मेदार श्वेत रक्त कोशिकाओं के प्रवास को रोकता है। ट्यूबुलिन को प्रभावित करने वाले कम आणविक भार वाले पदार्थ कृषि में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग पाते हैं। उदाहरण के लिए, ज़ोक्सामाइड ™ एक कवकनाशी है जो विशेष रूप से कवक ट्यूबुलिन से बांधता है, जिससे उनकी वृद्धि को रोका जा सकता है। दवा का उपयोग आलू के देर से फ्यूजेरियम विल्ट का मुकाबला करने के लिए किया जाता है, एक कवक रोग जिसने 1850 में आयरलैंड में बड़े पैमाने पर आलू की फसल की विफलता का कारण बना। वर्तमान में, नई दवाओं की सक्रिय खोज है जो ट्यूबिलिन से बंध सकती हैं और दवा और कृषि में आवेदन पा सकती हैं। .

इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में फाइब्रोब्लास्ट साइट (बाएं)। असंख्य तंतु दिखाई देते हैं।
दाईं ओर की छवि में, यूकेरियोटिक कोशिका के साइटोस्केलेटन को बनाने वाले तीन प्रकार के पॉलिमर को अलग-अलग रंगों में हाइलाइट किया गया है। फाइब्रोब्लास्ट में सूक्ष्मनलिकाएं। सूक्ष्मनलिकाएं की कल्पना करने के लिए, कोशिकाओं को एक हरे रंग के फ्लोरोसेंट डाई के साथ इलाज किया गया था।
सूक्ष्मनलिकाएं एक केंद्रीय बिंदु (लाल रंग में चिह्नित) के आसपास व्यवस्थित होती हैं और साइटोप्लाज्म में फैल जाती हैं।
अधिकांश सूक्ष्मनलिकाएं कोशिका के एक भाग से दूसरे भाग में प्रवेश करने के लिए पर्याप्त लंबी होती हैं। तीन छोटे कार्बनिक अणुओं की संरचना जो सूक्ष्मनलिकाएं के संयोजन या पृथक्करण में हस्तक्षेप करती हैं।
Paclitaxel (Taxol ™) और colchicine स्वाभाविक रूप से कुछ पौधों (पैसिफिक यू और कोलचिकम, क्रमशः) के उत्पाद हैं।
ज़ोक्सामाइड एक सिंथेटिक पदार्थ है जो माइक्रोट्यूब्यूल डिसफंक्शन टेस्ट में बड़ी संख्या में विभिन्न कम आणविक भार यौगिकों की जांच करते समय पाया गया था।

इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के आगमन के साथ, यह जल्दी से स्पष्ट हो गया कि कोशिका का कोशिका द्रव्य पहले की तुलना में बहुत अधिक जटिल है, और यह कि झिल्ली से घिरे जीवों और राइबोसोम और सेंट्रीओल्स जैसे छोटे जीवों के बीच श्रम का स्पष्ट विभाजन होता है। बाद में, साइटोप्लाज्मिक मैट्रिक्स में एक और भी बेहतर संरचना को प्रकट करना संभव था, जो तब तक पूरी तरह से संरचनाहीन लग रहा था। यहां तंतुओं का एक जटिल नेटवर्क खोजा गया था। उनमें से, कम से कम तीन प्रकारों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: सूक्ष्मनलिकाएं, माइक्रोफिलामेंट्स और मध्यवर्ती तंतु। उनके कार्य कोशिकाओं की गति या इंट्रासेल्युलर गति से संबंधित हैं, साथ ही कोशिकाओं की अपने आकार को बनाए रखने की क्षमता से संबंधित हैं।

सूक्ष्मनलिकाएं

लगभग सभी यूकेरियोटिक कोशिकाओं में खोखले बेलनाकार अशाखित अंगक होते हैं जिन्हें कहा जाता है सूक्ष्मनलिकाएं... वे लगभग 24 एनएम के व्यास के साथ बहुत पतली नलिकाएं हैं; उनकी दीवारें लगभग 5 एनएम मोटी हैं जो सर्पिल रूप से पैक किए गए गोलाकार प्रोटीन सबयूनिट्स से बनी हैं ट्यूबिलिन(अंजीर। 7.24)। चावल। 7.21 एक विचार देता है कि इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ में सूक्ष्मनलिकाएं कैसी दिखती हैं। इनकी लंबाई कई माइक्रोमीटर तक हो सकती है। कभी-कभी प्रक्षेपण कुछ निश्चित अंतराल पर अपनी दीवारों से फैलते हैं, पड़ोसी सूक्ष्मनलिकाएं के साथ बंधन या पुल बनाते हैं, जैसा कि सिलिया और फ्लैगेला में देखा जा सकता है। सूक्ष्मनलिकाएं एक सिरे पर ट्यूबुलिन सबयूनिट जोड़कर बढ़ती हैं। यह वृद्धि कुछ रसायनों के प्रभाव में रुक जाती है, विशेष रूप से प्रभाव में colchicine, जिसका उपयोग सूक्ष्मनलिकाएं के कार्यों का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। विकास, जाहिरा तौर पर, केवल एक मैट्रिक्स की उपस्थिति में शुरू हो सकता है; यह मानने का कारण है कि इस तरह के मैट्रिक्स की भूमिका कुछ बहुत छोटी रिंग संरचनाओं द्वारा निभाई जाती है जो कोशिकाओं से अलग हो जाती हैं और जो, जैसा कि यह निकला, ट्यूबुलिन सबयूनिट्स से मिलकर बनता है। जंतु कोशिकाओं में, एक ही कार्य स्पष्ट रूप से सेंट्रीओल्स द्वारा किया जाता है, जिसके संबंध में उन्हें कभी-कभी सूक्ष्मनलिकाएं के संगठन के केंद्र कहा जाता है। Centrioles में लघु सूक्ष्मनलिकाएं होती हैं (चित्र 22.3)।

सूक्ष्मनलिकाएं विभिन्न अंतःकोशिकीय प्रक्रियाओं में शामिल होती हैं; कुछ हम यहाँ उल्लेख करेंगे।

सेंट्रीओल्स, बेसल बॉडी, सिलिया और फ्लैगेला। Centrioles छोटे खोखले सिलेंडर (0.3-0.5 माइक्रोन लंबे और लगभग 0.2 माइक्रोन व्यास) होते हैं जो लगभग सभी पशु कोशिकाओं और निचले पौधों की कोशिकाओं में पाए जाते हैं; वे साइटोप्लाज्म के एक विशिष्ट दाग वाले क्षेत्र में जोड़े में व्यवस्थित होते हैं जिन्हें के रूप में जाना जाता है सेंट्रोसोमया सेंट्रोस्फीयर... जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है, प्रत्येक सेंट्रीओल सूक्ष्मनलिकाएं के नौ ट्रिपल से बना है। २२.३. विखंडन की शुरुआत में, सेंट्रीओल्स डबल और सेंट्रीओल्स के दो नए जोड़े स्पिंडल के ध्रुवों की ओर मुड़ जाते हैं - भूमध्य रेखा के साथ संरचनाएं जिनमें से गुणसूत्र उनके विचलन से पहले पंक्तिबद्ध होते हैं (धारा 22.2)। स्पिंडल में सूक्ष्मनलिकाएं होती हैं, जिनकी असेंबली के दौरान सेंट्रीओल्स स्पष्ट रूप से संगठन के केंद्रों की भूमिका निभाते हैं। सूक्ष्मनलिकाएं क्रोमैटिड्स या गुणसूत्रों के विचलन को नियंत्रित करती हैं (अध्याय 22)। उच्च पौधों की कोशिकाओं में, सेंट्रीओल्स अनुपस्थित होते हैं, हालांकि परमाणु विभाजन के दौरान उनमें एक धुरी का निर्माण होता है। यह संभव है कि इन कोशिकाओं में सूक्ष्मनलिकाएं के संगठन के कुछ बहुत छोटे केंद्र हों, जो इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप से भी अप्रभेद्य हों। नीचे, इंट्रासेल्युलर परिवहन पर विचार करते समय, हम सूक्ष्मनलिका संगठन के केंद्रों के रूप में सेंट्रीओल्स के एक अन्य संभावित कार्य को स्पर्श करेंगे।

सेंट्रीओल्स संरचना में समान हैं बेसल बॉडीजपहले नामित काइनेटोसोम्सया ब्लेफेरोप्लास्ट... बेसल निकाय हमेशा सिलिया और फ्लैगेला के आधार पर पाए जाते हैं। जाहिरा तौर पर, वे बेसल बॉडी से पहले के सेंट्रीओल्स को दोगुना करके बनते हैं। संभवतः, बेसल निकाय सूक्ष्मनलिका संगठन के केंद्रों के रूप में भी कार्य करते हैं, क्योंकि सिलिया और फ्लैगेला को सूक्ष्मनलिकाएं ("9 + 2"; खंड 17.6 और चित्र 17.31) की एक विशिष्ट व्यवस्था की विशेषता है।

धुरी में, साथ ही सिलिया और फ्लैगेला में, सूक्ष्मनलिकाएं के खिसकने के कारण गति होती है; पहले मामले में, इस पर्ची का परिणाम गुणसूत्रों या क्रोमैटिड्स का विचलन है, और दूसरे में, सिलिया या फ्लैगेला की धड़कन। इन प्रक्रियाओं को Ch में अधिक विस्तार से वर्णित किया गया है। 17 और 22.

इंट्रासेल्युलर परिवहन... माइक्रोट्यूबुल्स अन्य सेलुलर ऑर्गेनेल के आंदोलन में भी शामिल हैं, उदाहरण के लिए, गोल्गी वेसिकल्स, जो उनकी मदद से, सेल प्लेट बनाने के लिए निर्देशित होते हैं, जैसा कि अंजीर में देखा जा सकता है। 7.21. कोशिकाओं में, गोल्गी बुलबुले का निरंतर परिवहन होता है और इसके साथ ही, ईआर से उभरते हुए और गोल्गी तंत्र में जाने वाले बुलबुले का परिवहन होता है। टाइम-लैप्स इमेजिंग से कई कोशिकाओं में भी बड़े ऑर्गेनेल, उदाहरण के लिए, लाइसोसोम और माइटोकॉन्ड्रिया में होने वाली गतिविधियों को प्रकट करना संभव हो जाता है। इस तरह के आंदोलनों को आदेश दिया जा सकता है या अनियंत्रित किया जा सकता है; ऐसा माना जाता है कि वे लगभग सभी सेलुलर ऑर्गेनेल की विशेषता हैं। सूक्ष्मनलिका प्रणाली क्षतिग्रस्त होने पर आंदोलनों को निलंबित कर दिया जाता है। कोशिकाओं में सूक्ष्मनलिकाएं के नेटवर्क को विधि का उपयोग करके बहुत स्पष्ट रूप से पहचाना जाता है इम्यूनोफ्लोरेसेंटमाइक्रोस्कोपी फ्लोरोसेंट मार्करों के एंटीबॉडी अणुओं के लगाव पर आधारित है जो विशेष रूप से प्रोटीन से बंधते हैं, जिसके वितरण की जांच की जा रही है। यदि हम ट्यूबुलिन के लिए विशिष्ट एंटीबॉडी का उपयोग करते हैं, तो एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी में, आप चित्र में दिखाए गए चित्र के समान चित्र प्राप्त कर सकते हैं। 7.25.

ऐसा माना जाता है कि सूक्ष्मनलिकाएं सेंट्रोस्फीयर से रेडियल रूप से विचलन करती हैं, जिसके भीतर सेंट्रीओल्स स्थित होते हैं। सेंट्रीओल्स के आसपास उपग्रह प्रोटीन सूक्ष्मनलिका संगठन के केंद्र के रूप में कार्य करते हैं।

cytoskeleton... ऊपर सूचीबद्ध कार्यों के अलावा, सूक्ष्मनलिकाएं भी कोशिकाओं में एक निष्क्रिय संरचनात्मक भूमिका निभाती हैं: ये लंबी ट्यूबलर, बल्कि कठोर संरचनाएं कोशिका की सहायक प्रणाली, एक प्रकार का साइटोस्केलेटन बनाती हैं। वे विभेदन की प्रक्रिया में कोशिका के आकार को निर्धारित करने और विभेदित कोशिकाओं के आकार को बनाए रखने में योगदान करते हैं; वे अक्सर प्लाज्मा झिल्ली से सटे क्षेत्र में स्थित होते हैं। तंत्रिका कोशिकाओं के अक्षतंतु में, उदाहरण के लिए, सूक्ष्मनलिकाएं के अनुदैर्ध्य रूप से व्यवस्थित बंडल होते हैं (संभवतः, वे अक्षतंतु के साथ परिवहन में भी शामिल होते हैं)। यह ध्यान दिया जाता है कि पशु कोशिकाएं जिनमें सूक्ष्मनलिका प्रणाली क्षतिग्रस्त होती है, एक गोलाकार आकार लेती हैं। पादप कोशिकाओं में, सूक्ष्मनलिकाएं का स्थान कोशिका भित्ति के निर्माण के दौरान जमा सेल्युलोज फाइबर के स्थान से मेल खाता है; इस प्रकार, सूक्ष्मनलिकाएं अप्रत्यक्ष रूप से कोशिका के आकार को निर्धारित करती हैं।

माइक्रोफिलामेंट्स

माइक्रोफिलामेंट्स 5-7 एनएम के व्यास के साथ बहुत पतले प्रोटीन फिलामेंट होते हैं। यह हाल ही में दिखाया गया है कि यूकेरियोटिक कोशिकाओं में बड़ी संख्या में मौजूद ये तंतु प्रोटीन से बने होते हैं एक्टिनमांसपेशियों में पाए जाने वाले के करीब। सभी अध्ययन की गई कोशिकाओं में, एक्टिन सेलुलर प्रोटीन की कुल मात्रा का 10-15% बनाता है। इम्यूनोफ्लोरेसेंस माइक्रोस्कोपी की विधि से, यह पाया गया कि एक्टिन साइटोस्केलेटन सूक्ष्मनलिकाएं के साइटोस्केलेटन के समान है (चित्र। 7.26)।

अक्सर, माइक्रोफिलामेंट्स सीधे प्लाज्मा झिल्ली के नीचे प्लेक्सस या बंडल बनाते हैं, साथ ही मोबाइल और स्थिर साइटोप्लाज्म (पौधे की कोशिकाओं में, जहां साइक्लोसिस मनाया जाता है) के बीच इंटरफेस पर। जाहिर है, माइक्रोफिलामेंट्स एंडोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस में भी शामिल हैं। कोशिका में मायोसिन (एक अन्य महत्वपूर्ण मांसपेशी प्रोटीन) के फिलामेंट भी पाए जाते हैं, हालांकि उनकी संख्या बहुत कम होती है। एक्टिन और मायोसिन की परस्पर क्रिया मांसपेशियों के संकुचन का आधार है (धारा 17.4)। यह परिस्थिति, अन्य आंकड़ों के साथ, इंगित करती है कि कोशिका में माइक्रोफिलामेंट्स की भूमिका गति से जुड़ी होती है (या तो संपूर्ण सेल की, या इसके भीतर की व्यक्तिगत संरचनाओं की)। सच है, इस आंदोलन को ठीक उसी तरह से नियंत्रित नहीं किया जाता है जैसा कि एक मांसपेशी में होता है। कुछ मामलों में, केवल एक्टिन फिलामेंट्स कार्य करते हैं, और अन्य में, मायोसिन के साथ मिलकर कार्य करते हैं। उत्तरार्द्ध विशिष्ट है, उदाहरण के लिए, माइक्रोविली (धारा 7.2.11) के लिए। उन कोशिकाओं में जिन्हें गति की विशेषता होती है, माइक्रोफिलामेंट्स का संयोजन और विनाश निरंतर होता है। माइक्रोफिलामेंट्स के उपयोग के अंतिम उदाहरण के रूप में, हम बताते हैं कि पशु कोशिकाओं के साइटोटॉमी के दौरान, वे एक सिकुड़ा हुआ वलय बनाते हैं।

माध्यमिक रेशे

संरचनाओं का तीसरा समूह, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, मध्यवर्ती तंतु (व्यास में 8-10 एनएम) हैं। ये तंतु गति में भी भूमिका निभाते हैं और साइटोस्केलेटन के निर्माण में शामिल होते हैं।

एक कोशिका या कोशिकाद्रव्यी झिल्ली प्रत्येक कोशिका को घेरे रहती है। केंद्रक दो नाभिकीय झिल्लियों से घिरा होता है: बाहरी और आंतरिक... सभी इंट्रासेल्युलर संरचनाएं: माइटोकॉन्ड्रिया, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, गोल्गी तंत्र, लाइसोसोम, पेरोक्सिसोम, फागोसोम, सिनैप्टोसोम, आदि। प्रतिनिधित्व करना बंद झिल्ली पुटिका (पुटिका)) प्रत्येक प्रकार की झिल्ली में प्रोटीन का एक विशिष्ट सेट होता है - रिसेप्टर्स और एंजाइम; एक ही समय में किसी भी झिल्ली का आधार लिपिड की एक द्वि-आणविक परत होती है(लिपिड बाइलेयर), जो किसी भी झिल्ली में दो मुख्य कार्य करता है:

• आयनों और अणुओं के लिए बाधा,
• रिसेप्टर्स और एंजाइमों के कामकाज के लिए संरचनात्मक आधार (मैट्रिक्स)।

सूक्ष्मनलिकाएं- प्रोटीन इंट्रासेल्युलर संरचनाएं जो साइटोस्केलेटन बनाती हैं।

सूक्ष्मनलिकाएं 25 एनएम व्यास के खोखले सिलेंडर हैं। उनकी लंबाई कुछ माइक्रोमीटर से लेकर, शायद, तंत्रिका कोशिकाओं के अक्षतंतु में कुछ मिलीमीटर तक हो सकती है। उनकी दीवार ट्यूबुलिन डिमर द्वारा बनाई गई है। सूक्ष्मनलिकाएं ध्रुवीय होती हैं: सूक्ष्मनलिका का स्व-संयोजन एक छोर पर होता है, और दूसरे पर विघटन होता है। कोशिकाओं में, सूक्ष्मनलिकाएं कई सेलुलर प्रक्रियाओं में एक संरचनात्मक भूमिका निभाती हैं।

सूक्ष्मनलिकाएं ऐसी संरचनाएं हैं जिनमें α- और β-ट्यूबुलिन हेटेरोडिमर्स से युक्त 13 प्रोटोफिलामेंट एक खोखले सिलेंडर की परिधि के आसपास व्यवस्थित होते हैं। सिलेंडर का बाहरी व्यास लगभग 25 एनएम है, आंतरिक व्यास लगभग 15 एनएम है।

सूक्ष्मनलिका का एक सिरा, जिसे कहा जाता है प्लस एंड, लगातार मुक्त ट्यूबुलिन को अपने आप में जोड़ता है। विपरीत छोर से, माइनस एंड, ट्यूबुलिन इकाइयां अलग हो जाती हैं।

सूक्ष्मनलिकाएं के निर्माण में तीन चरणों को प्रतिष्ठित किया जाता है:

विलंबित चरण, या न्यूक्लिएशन... यह माइक्रोट्यूब्यूल न्यूक्लिएशन का चरण है, जब ट्यूबिलिन अणु बड़े संरचनाओं में संयोजित होने लगते हैं। यह कनेक्शन पहले से इकट्ठे सूक्ष्मनलिका के लिए ट्यूबिलिन के लगाव की तुलना में अधिक धीरे-धीरे होता है, यही कारण है कि चरण को विलंबित कहा जाता है।

पॉलिमराइजेशन चरण, या बढ़ाव... यदि मुक्त ट्यूबुलिन की सांद्रता अधिक होती है, तो इसका पोलीमराइजेशन माइनस एंड पर डीपोलीमराइजेशन की तुलना में तेजी से होता है, जिसके कारण सूक्ष्मनलिका लंबी हो जाती है। जैसे-जैसे यह बढ़ता है, ट्यूबुलिन की सांद्रता एक महत्वपूर्ण स्तर तक गिर जाती है, और विकास दर अगले चरण में प्रवेश करने तक धीमी हो जाती है।

स्थिर अवस्था चरण... डीपोलीमराइज़ेशन संतुलन पोलीमराइज़ेशन और सूक्ष्मनलिका विकास रोक दिया जाता है।

सूक्ष्मनलिकाएं हैं गतिशील संरचनाएंऔर सेल में वे लगातार पोलीमराइज़ और डीपोलीमराइज़ करते हैं। केन्द्रक के पास स्थित केन्द्रक, सूक्ष्मनलिका संगठन (सीएमटी) के केंद्र के रूप में जानवरों और कई प्रोटिस्टों की कोशिकाओं में कार्य करता है: वे इससे कोशिका की परिधि तक बढ़ते हैं... उसी समय, सूक्ष्मनलिकाएं अचानक बढ़ना बंद कर सकती हैं और वापस सेंट्रोसोम की ओर तब तक छोटी हो सकती हैं जब तक कि वे पूरी तरह से नष्ट न हो जाएं, और फिर वापस बढ़ जाएं।

सूक्ष्मनलिकाएं की गतिशील अस्थिरता एक महत्वपूर्ण शारीरिक भूमिका निभाती है। उदाहरण के लिए, कोशिका विभाजन के दौरान, सूक्ष्मनलिकाएं बहुत तेज़ी से बढ़ती हैं और गुणसूत्रों के सही अभिविन्यास और माइटोटिक स्पिंडल के निर्माण में योगदान करती हैं।

समारोह ... एक सेल में सूक्ष्मनलिकाएं कणों के परिवहन के लिए "रेल" के रूप में उपयोग की जाती हैं। झिल्ली पुटिका और माइटोकॉन्ड्रिया अपनी सतह के साथ आगे बढ़ सकते हैं। सूक्ष्मनलिकाएं के माध्यम से परिवहन प्रोटीन द्वारा किया जाता है जिसे कहा जाता है मोटर... ये उच्च आणविक भार यौगिक हैं जिनमें दो भारी (लगभग 300 kDa) और कई हल्की श्रृंखलाएँ होती हैं। भारी जंजीरों में, वे उत्सर्जित करते हैं सिर और पूंछ डोमेन... दो हेड डोमेन सूक्ष्मनलिकाएं से जुड़ते हैं और वास्तव में इंजन होते हैं, जबकि टेल डोमेन ऑर्गेनेल और अन्य इंट्रासेल्युलर संरचनाओं को ले जाने के लिए बाध्य करते हैं।

मोटर प्रोटीन दो प्रकार के होते हैं:

• साइटोप्लाज्मिक डायनेन्स;
• काइनेसिन

डायनेइनलोड को केवल प्लस-एंड से माइक्रोट्यूब्यूल के माइनस-एंड तक ले जाएं, यानी सेल के परिधीय क्षेत्रों से सेंट्रोसोम तक। काइन्सिनइसके विपरीत, वे प्लस-एंड, यानी सेल परिधि में चले जाते हैं।

एटीपी की ऊर्जा के कारण आंदोलन किया जाता है। इसके लिए, मोटर प्रोटीन के शीर्ष डोमेन में एटीपी-बाध्यकारी साइटें होती हैं।

परिवहन समारोह के अलावा, सूक्ष्मनलिकाएं सिलिया और फ्लैगेला की केंद्रीय संरचना बनाते हैं - अक्षतंतु।एक विशिष्ट अक्षतंतु में परिधि पर 9 जोड़े संयुक्त सूक्ष्मनलिकाएं और केंद्र में दो पूर्ण सूक्ष्मनलिकाएं होती हैं।

सेंट्रीओल्स और विखंडन स्पिंडल में सूक्ष्मनलिकाएं भी होती हैं, समसूत्रण और अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान कोशिका के ध्रुवों पर गुणसूत्रों का विचलन सुनिश्चित करना... सूक्ष्मनलिकाएं बनाए रखने में शामिल होती हैं कोशिका का आकार और जीवों की व्यवस्था(विशेष रूप से, गोल्गी तंत्र) कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य में।

पादप सूक्ष्मनलिकाएं साइटोस्केलेटन के अत्यधिक गतिशील घटक हैं जो महत्वपूर्ण सेलुलर प्रक्रियाओं में शामिल हैं, विशेष रूप से, गुणसूत्र अलगाव, फ्राग्मोप्लास्ट गठन, माइक्रोकंपार्टमेंटलाइज़ेशन, इंट्रासेल्युलर परिवहन, साथ ही एक निरंतर सेल आकार और ध्रुवीयता बनाए रखते हैं। सार। कर्नेल की संरचना और कार्य।