कोशिका: जीवन की इकाई | Cell: The Unit of Life
कोशिका सिद्धांत
प्रोकैरियोटिक
यूकैरियोटिक
कोशिका अंगक
कोशिका: जीवन की इकाई
(Cell: The Unit of Life)
(Cell: The Unit of Life)
सभी सजीवों की मूलभूत संरचनात्मक और कार्यात्मक इकाई का विस्तृत अध्ययन
जीवन का सूक्ष्म ब्रह्मांड
एक छोटे से जीव से लेकर विशालकाय हाथी तक, हर किसी की शुरुआत एक अकेली कोशिका से होती है।
प्रस्तावना और कोशिका सिद्धांत (Cell Theory)
जब आप अपने आस-पास देखते हैं, तो आप सजीव (Living) और निर्जीव (Non-living) दोनों तरह की चीजें देखते हैं। ऐसा क्या है जो एक जीव को सजीव बनाता है? इसका उत्तर है कोशिका (Cell) की उपस्थिति, जो सभी जीवों की मूलभूत इकाई है। सभी जीव कोशिकाओं से बने हैं। कुछ एकल कोशिका (एककोशिकीय) से बने हैं, जबकि अन्य, हमारी तरह, कई कोशिकाओं (बहुकोशिकीय) से बने हैं।
ऐतिहासिक खोजें (Historical Discoveries)
- रॉबर्ट हुक (Robert Hooke - 1665): कॉर्क की एक पतली स्लाइस में मृत कोशिकाओं को देखा और उन्हें 'सेला' (Cellula) नाम दिया।
- एंटोन वॉन ल्यूवेनहॉक (Anton Von Leeuwenhoek - 1674): उन्होंने पहली बार एक जीवित कोशिका (Living cell) को देखा और उसका वर्णन किया।
- रॉबर्ट ब्राउन (Robert Brown - 1831): उन्होंने कोशिका के भीतर केंद्रक (Nucleus) की खोज की।
कोशिका सिद्धांत (Cell Theory)
1838 में, जर्मन वनस्पतिशास्त्री मैथियास श्लाइडेन (Mathias Schleiden) और 1839 में ब्रिटिश जंतुविज्ञानी थियोडोर श्वान (Theodore Schwann) ने मिलकर कोशिका सिद्धांत तैयार किया। हालांकि, यह सिद्धांत यह नहीं बता पाया कि नई कोशिकाएं कैसे बनती हैं।
1855 में, रुडोल्फ विर्चो (Rudolf Virchow) ने पहली बार स्पष्ट किया कि कोशिकाएं विभाजित होती हैं और नई कोशिकाएं पहले से मौजूद कोशिकाओं से ही बनती हैं। उन्होंने लैटिन में कहा: "Omnis cellula-e cellula" (सभी कोशिकाएं पूर्व-मौजूद कोशिकाओं से उत्पन्न होती हैं)।
आधुनिक कोशिका सिद्धांत:
1. सभी सजीव कोशिका और कोशिका उत्पादों से बने हैं।
2. सभी कोशिकाएं पूर्व-मौजूद कोशिकाओं से उत्पन्न होती हैं।
1855 में, रुडोल्फ विर्चो (Rudolf Virchow) ने पहली बार स्पष्ट किया कि कोशिकाएं विभाजित होती हैं और नई कोशिकाएं पहले से मौजूद कोशिकाओं से ही बनती हैं। उन्होंने लैटिन में कहा: "Omnis cellula-e cellula" (सभी कोशिकाएं पूर्व-मौजूद कोशिकाओं से उत्पन्न होती हैं)।
आधुनिक कोशिका सिद्धांत:
1. सभी सजीव कोशिका और कोशिका उत्पादों से बने हैं।
2. सभी कोशिकाएं पूर्व-मौजूद कोशिकाओं से उत्पन्न होती हैं।
कोशिका का समग्र अवलोकन (Overview of Cell)
प्रत्येक कोशिका के भीतर एक सघन झिल्ली-बद्ध संरचना होती है जिसे केंद्रक (Nucleus) कहा जाता है। केंद्रक में गुणसूत्र (Chromosomes) होते हैं जिनमें आनुवंशिक पदार्थ DNA होता है। जिन कोशिकाओं में झिल्ली-बद्ध केंद्रक (Membrane-bound nucleus) होता है, उन्हें यूकैरियोटिक (Eukaryotic) कहते हैं, जबकि जिनमें इसका अभाव होता है उन्हें प्रोकैरियोटिक (Prokaryotic) कहते हैं। दोनों प्रकार की कोशिकाओं में एक अर्ध-तरल आव्यूह (Semi-fluid matrix) होता है जिसे कोशिकाद्रव्य (Cytoplasm) कहते हैं, जो कोशिका के आयतन को घेरता है और रासायनिक प्रतिक्रियाओं का मुख्य क्षेत्र है।
आकार और आकृति (Size & Shape)
कोशिकाएं आकार, आकृति और कार्यों में बहुत भिन्न होती हैं:
• माइकोप्लाज्मा (Mycoplasma): ज्ञात सबसे छोटी कोशिकाएं (केवल 0.3 µm लंबी)।
• जीवाणु (Bacteria): आमतौर पर 3 से 5 µm।
• शुतुरमुर्ग का अंडा (Ostrich egg): सबसे बड़ी पृथक (Isolated) एकल कोशिका।
• तंत्रिका कोशिकाएं (Nerve cells): शरीर की सबसे लंबी कोशिकाएं।
• लाल रक्त कोशिकाएं (RBC) गोल और अवतल (Biconcave) होती हैं, जबकि WBC अमीबॉयड आकार की होती हैं।
• माइकोप्लाज्मा (Mycoplasma): ज्ञात सबसे छोटी कोशिकाएं (केवल 0.3 µm लंबी)।
• जीवाणु (Bacteria): आमतौर पर 3 से 5 µm।
• शुतुरमुर्ग का अंडा (Ostrich egg): सबसे बड़ी पृथक (Isolated) एकल कोशिका।
• तंत्रिका कोशिकाएं (Nerve cells): शरीर की सबसे लंबी कोशिकाएं।
• लाल रक्त कोशिकाएं (RBC) गोल और अवतल (Biconcave) होती हैं, जबकि WBC अमीबॉयड आकार की होती हैं।
कोशिका अंगक (Organelles)
यूकैरियोटिक कोशिकाओं में एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ER), गॉल्जी कॉम्प्लेक्स, लाइसोसोम, माइटोकॉन्ड्रिया, माइक्रोबॉडीज और वैक्यूल्स जैसे झिल्ली-बद्ध अंगक (Membrane-bound organelles) होते हैं। प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में ऐसे अंगकों का अभाव होता है।
राइबोसोम (Ribosomes): ये झिल्ली रहित (Non-membrane bound) अंगक हैं जो दोनों (यूकैरियोटिक और प्रोकैरियोटिक) में पाए जाते हैं। ये केवल कोशिकाद्रव्य में ही नहीं, बल्कि क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया के भीतर और खुरदरी ER पर भी मौजूद होते हैं।
राइबोसोम (Ribosomes): ये झिल्ली रहित (Non-membrane bound) अंगक हैं जो दोनों (यूकैरियोटिक और प्रोकैरियोटिक) में पाए जाते हैं। ये केवल कोशिकाद्रव्य में ही नहीं, बल्कि क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया के भीतर और खुरदरी ER पर भी मौजूद होते हैं।
प्रोकैरियोटिक कोशिकाएं (Prokaryotic Cells)
प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं का प्रतिनिधित्व जीवाणु (Bacteria), नील-हरित शैवाल (Blue-green algae), माइकोप्लाज्मा और PPLO (Pleuro Pneumonia Like Organisms) द्वारा किया जाता है। ये आम तौर पर छोटे होते हैं और यूकैरियोटिक कोशिकाओं की तुलना में बहुत तेजी से गुणा (Multiply) करते हैं। माइकोप्लाज्मा को छोड़कर सभी प्रोकैरियोट्स में कोशिका झिल्ली के बाहर एक कोशिका भित्ति (Cell wall) होती है।
प्रोकैरियोट्स में कोई अच्छी तरह से परिभाषित केंद्रक (Well-defined nucleus) नहीं होता है। आनुवंशिक पदार्थ नग्न (Naked) होता है, यानी केंद्रक झिल्ली से घिरा नहीं होता। जीनोमिक DNA (एकल गोलाकार गुणसूत्र / Single circular DNA) के अलावा, कई जीवाणुओं में छोटे गोलाकार DNA भी होते हैं जिन्हें प्लाज्मिड (Plasmids) कहा जाता है। प्लाज्मिड जीवाणुओं को कुछ विशिष्ट लक्षण प्रदान करते हैं (जैसे एंटीबायोटिक के प्रति प्रतिरोध / Resistance to antibiotics)।
A
कोशिका आवरण (Cell Envelope): अधिकांश जीवाणुओं में एक जटिल रासायनिक कोशिका आवरण होता है जिसमें तीन कसकर बंधी परतें होती हैं: सबसे बाहर ग्लाइकोकैलिक्स (Glycocalyx), उसके बाद कोशिका भित्ति (Cell wall) और फिर प्लाज्मा झिल्ली (Plasma membrane)। यदि ग्लाइकोकैलिक्स एक ढीली परत है तो इसे अवपंक परत (Slime layer) कहते हैं, और यदि यह मोटी और कठोर है तो इसे संपुट (Capsule) कहते हैं। कोशिका आवरण में अंतर के आधार पर जीवाणु ग्राम-पॉजिटिव (Gram-positive) या ग्राम-नेगेटिव (Gram-negative) हो सकते हैं।
B
मीसोसोम और क्रोमेटोफोर: प्लाज्मा झिल्ली के कोशिका में अंतर्वलन (Infoldings) से एक विशेष संरचना बनती है जिसे मीसोसोम (Mesosome) कहते हैं। ये पुटिका (Vesicles), नलिका (Tubules) और पटलिका (Lamellae) के रूप में होते हैं। ये कोशिका भित्ति निर्माण, DNA प्रतिकृति (Replication), श्वसन (Respiration) और स्राव में मदद करते हैं। सायनोबैक्टीरिया में, प्रकाश संश्लेषी वर्णक युक्त अन्य झिल्लीदार विस्तार होते हैं जिन्हें क्रोमेटोफोर (Chromatophores) कहते हैं।
C
गतिशीलता और उपांग (Motility & Appendages): यदि जीवाणु गतिशील हैं, तो उनमें कोशिका भित्ति से निकले पतले तंतुमय विस्तार होते हैं जिन्हें कशाभिका (Flagella) कहते हैं (आधार, हुक और तंतु से बने)। इसके अलावा, गति में भूमिका नहीं निभाने वाली संरचनाएं रोम (Pili) और झालर (Fimbriae) होती हैं, जो उन्हें मेजबान के ऊतकों या चट्टानों से जुड़ने में मदद करती हैं।
D
राइबोसोम और अंतर्विष्ट पिंड (Inclusion Bodies): प्रोकैरियोट्स में राइबोसोम प्लाज्मा झिल्ली से जुड़े होते हैं। ये 50S और 30S उप-इकाइयों से बने होते हैं जो मिलकर 70S राइबोसोम बनाते हैं (S = Svedberg's unit)। ये प्रोटीन संश्लेषण (Protein synthesis) का स्थल हैं। आरक्षित सामग्री को कोशिकाद्रव्य में अंतर्विष्ट पिंडों (Inclusion bodies) के रूप में संग्रहीत किया जाता है, जो किसी झिल्ली से बंधे नहीं होते (उदा: फॉस्फेट कणिकाएं, ग्लाइकोजन कणिकाएं और गैस रिक्तिकाएं)।
यूकैरियोटिक कोशिकाएं (Eukaryotic Cells)
यूकैरियोट्स में सभी प्रोटिस्ट, पौधे, कवक (Fungi) और जंतु शामिल हैं। इनमें झिल्ली-बद्ध अंगकों की उपस्थिति के कारण कोशिकाद्रव्य (Cytoplasm) का व्यापक विभाजन (Compartmentalization) होता है। इनमें एक सुव्यवस्थित केंद्रक (Organised nucleus) होता है। इनका आनुवंशिक पदार्थ गुणसूत्रों (Chromosomes) में व्यवस्थित होता है। पादप और जंतु कोशिकाएं भी एक जैसी नहीं होती हैं—पौधों में कोशिका भित्ति, लवक (Plastids) और एक बड़ी केंद्रीय रसधानी (Vacuole) होती है जो जंतु कोशिकाओं में अनुपस्थित होती है। इसके विपरीत जंतु कोशिकाओं में तारककाय (Centrioles) होते हैं जो पौधों में नहीं होते।
1. कोशिका झिल्ली (Cell Membrane)
1950 के दशक में इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की खोज के बाद कोशिका झिल्ली की विस्तृत संरचना का अध्ययन किया जा सका। झिल्ली मुख्य रूप से लिपिड (Lipids) और प्रोटीन से बनी होती है। प्रमुख लिपिड फॉस्फोलिपिड (Phospholipids) होते हैं जो द्विस्तर (Bilayer) में व्यवस्थित होते हैं। ध्रुवीय सिर (Polar head) बाहर की ओर और हाइड्रोफोबिक पूंछ (Hydrophobic tail) अंदर की ओर होती है।
मानव लाल रक्त कोशिका (RBC) की झिल्ली में लगभग 52% प्रोटीन और 40% लिपिड होता है।
तरल मोज़ेक मॉडल (Fluid Mosaic Model): यह मॉडल 1972 में सिंगर और निकोलसन (Singer and Nicolson) द्वारा प्रस्तावित किया गया था। इस मॉडल के अनुसार, लिपिड की अर्ध-तरल (Quasi-fluid) प्रकृति के कारण प्रोटीन द्विस्तर के भीतर पार्श्व गति (Lateral movement) कर सकते हैं। झिल्ली का यह तरल स्वभाव कोशिका वृद्धि, एंडोसाइटोसिस और कोशिका विभाजन में मदद करता है।
कार्य: यह चयनात्मक पारगम्य (Selectively permeable) होती है। ऊर्जा (ATP) खर्च किए बिना अणुओं के परिवहन को निष्क्रिय परिवहन (Passive transport) कहते हैं (उदा: परासरण/Osmosis)। सांद्रता प्रवणता (Concentration gradient) के विरुद्ध, ATP का उपयोग करके होने वाले परिवहन को सक्रिय परिवहन (Active transport) कहते हैं (उदा: Na+/K+ पंप)।
2. कोशिका भित्ति (Cell Wall)
कवक (Fungi) और पौधों की प्लाज्मा झिल्ली के बाहर एक कठोर, निर्जीव आवरण होता है जिसे कोशिका भित्ति कहते हैं। यह न केवल आकार देती है बल्कि यांत्रिक क्षति और संक्रमण से भी बचाती है।
संरचना: शैवाल (Algae) में यह सेल्युलोज, गैलेक्टन, मैन्नन और कैल्शियम कार्बोनेट की बनी होती है। पौधों में यह सेल्युलोज, हेमीसेल्यूलोज, पेक्टिन और प्रोटीन की बनी होती है।
युवा पौधे की कोशिका की प्राथमिक भित्ति (Primary wall) वृद्धि करने में सक्षम होती है, जो कोशिका के परिपक्व होने पर कम हो जाती है और कोशिका के भीतर की ओर द्वितीयक भित्ति (Secondary wall) बन जाती है।
मध्य पटलिका (Middle Lamella): यह मुख्य रूप से कैल्शियम पेक्टेट (Calcium pectate) की एक परत है जो विभिन्न पड़ोसी कोशिकाओं को एक साथ जोड़े (Glues) रखती है।
कोशिका भित्ति और मध्य पटलिका के आर-पार प्लाज्मोडेस्मेटा (Plasmodesmata) होते हैं जो पड़ोसी कोशिकाओं के कोशिकाद्रव्य को जोड़ते हैं।
अंतःझिल्लिका तंत्र (Endomembrane System)
यद्यपि प्रत्येक झिल्लीदार अंगक की संरचना और कार्य अलग-अलग होते हैं, फिर भी इनमें से कई को अंतःझिल्लिका तंत्र (Endomembrane system) का हिस्सा माना जाता है क्योंकि उनके कार्य समन्वित (Coordinated) होते हैं। इसमें एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, गॉल्जी कॉम्प्लेक्स, लाइसोसोम और वैक्यूल्स शामिल हैं। (माइटोकॉन्ड्रिया, क्लोरोप्लास्ट और परऑक्सीसोम इस तंत्र का हिस्सा नहीं हैं)।
अंतःप्रद्रव्यी जालिका (Endoplasmic Reticulum - ER)
यह कोशिकाद्रव्य में फैली नलिकाओं का एक नेटवर्क है। यह अंतःकोशिकीय स्थान को दो भागों में बांटता है: ल्यूमिनल (ER के अंदर) और एक्स्ट्रा-ल्यूमिनल (साइटोप्लाज्म)।
• खुरदरी ER (Rough ER / RER): इनकी बाहरी सतह पर राइबोसोम (Ribosomes) लगे होते हैं। ये प्रोटीन संश्लेषण और स्राव में सक्रिय कोशिकाओं में पाई जाती हैं।
• चिकनी ER (Smooth ER / SER): इनमें राइबोसोम नहीं होते। ये लिपिड (Lipids) के संश्लेषण का प्रमुख स्थल हैं। जंतु कोशिकाओं में स्टेरॉयड हार्मोन (Steroidal hormones) SER में बनते हैं।
• खुरदरी ER (Rough ER / RER): इनकी बाहरी सतह पर राइबोसोम (Ribosomes) लगे होते हैं। ये प्रोटीन संश्लेषण और स्राव में सक्रिय कोशिकाओं में पाई जाती हैं।
• चिकनी ER (Smooth ER / SER): इनमें राइबोसोम नहीं होते। ये लिपिड (Lipids) के संश्लेषण का प्रमुख स्थल हैं। जंतु कोशिकाओं में स्टेरॉयड हार्मोन (Steroidal hormones) SER में बनते हैं।
गॉल्जी उपकरण (Golgi Apparatus)
कैमिलो गॉल्जी (Camillo Golgi - 1898) ने केंद्रक के पास घनी रंजित जालीदार संरचनाओं को देखा। इनमें चपटी, डिस्क के आकार की थैलियां या सिस्टर्नी (Cisternae) होती हैं (व्यास 0.5 - 1.0 µm)। सिस्टर्नी संकेंद्रित रूप से व्यवस्थित होती हैं जिनका उत्तल 'सिस' (Cis) या निर्माणकारी सिरा (Forming face) और अवतल 'ट्रांस' (Trans) या परिपक्व सिरा (Maturing face) होता है।
कार्य: ER में संश्लेषित सामग्री गॉल्जी के सिस सिरे से जुड़ती है, संशोधित होती है और ट्रांस सिरे से बाहर निकलती है (Packaging of materials)। यह ग्लाइकोप्रोटीन और ग्लाइकोलिपिड के निर्माण का प्रमुख स्थल है।
कार्य: ER में संश्लेषित सामग्री गॉल्जी के सिस सिरे से जुड़ती है, संशोधित होती है और ट्रांस सिरे से बाहर निकलती है (Packaging of materials)। यह ग्लाइकोप्रोटीन और ग्लाइकोलिपिड के निर्माण का प्रमुख स्थल है।
लयनकाय (Lysosomes)
ये गॉल्जी उपकरण में पैकेजिंग की प्रक्रिया द्वारा बनी झिल्ली-बद्ध पुटिकाएं (Vesicular structures) हैं। इनमें लगभग सभी प्रकार के हाइड्रोलाइटिक एंजाइम (जल-अपघट्य एंजाइम) (लाइपेज, प्रोटीज, कार्बोहाइड्रेज) प्रचुर मात्रा में होते हैं, जो अम्लीय pH (Acidic pH) पर सर्वाधिक सक्रिय होते हैं। ये एंजाइम कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन, लिपिड और न्यूक्लिक एसिड को पचाने में सक्षम हैं। इन्हें कोशिका की "आत्मघाती थैलियां" (Suicidal bags) भी कहा जाता है।
रसधानी (Vacuoles)
वैक्यूल कोशिकाद्रव्य में पाया जाने वाला झिल्ली-बद्ध स्थान है। इसमें पानी, रस (Sap), उत्सर्जी उत्पाद और कोशिका के लिए उपयोगी न होने वाले अन्य पदार्थ होते हैं। यह टोनोप्लास्ट (Tonoplast) नामक एकल झिल्ली से घिरा होता है। पौधों की कोशिकाओं में वैक्यूल कोशिका के आयतन का 90% तक घेर सकता है। टोनोप्लास्ट पौधों में आयनों के सक्रिय परिवहन (Active transport) में मदद करता है। अमीबा में संकुचनशील रसधानी (Contractile vacuole) उत्सर्जन में मदद करती है।
ऊर्जा और अन्य अंगक (Energy & Other Organelles)
सूत्रकणिका (Mitochondria)
ये कोशिका के "विद्युत गृह" (Powerhouses) हैं क्योंकि ये वायवीय श्वसन (Aerobic respiration) द्वारा ATP के रूप में कोशिकीय ऊर्जा उत्पन्न करते हैं।
यह दोहरी झिल्ली (Double-membrane) से बंधी संरचना है। बाहरी झिल्ली चिकनी होती है, जबकि आंतरिक झिल्ली मैट्रिक्स की ओर कई अंतर्वलन (Infoldings) बनाती है जिन्हें क्रिस्टी (Cristae) कहते हैं (सतह क्षेत्र बढ़ाने के लिए)।
मैट्रिक्स में एकल वृत्ताकार (Circular) DNA अणु, कुछ RNA, 70S राइबोसोम और प्रोटीन संश्लेषण के घटक होते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया विखंडन (Fission) द्वारा विभाजित होते हैं।
यह दोहरी झिल्ली (Double-membrane) से बंधी संरचना है। बाहरी झिल्ली चिकनी होती है, जबकि आंतरिक झिल्ली मैट्रिक्स की ओर कई अंतर्वलन (Infoldings) बनाती है जिन्हें क्रिस्टी (Cristae) कहते हैं (सतह क्षेत्र बढ़ाने के लिए)।
मैट्रिक्स में एकल वृत्ताकार (Circular) DNA अणु, कुछ RNA, 70S राइबोसोम और प्रोटीन संश्लेषण के घटक होते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया विखंडन (Fission) द्वारा विभाजित होते हैं।
लवक (Plastids)
लवक सभी पादप कोशिकाओं और यूग्लीनोइड्स में पाए जाते हैं। वर्णकों (Pigments) के आधार पर इन्हें 3 प्रकारों में बांटा गया है: क्लोरोप्लास्ट (हरे), क्रोमोप्लास्ट (रंगीन) और ल्यूकोप्लास्ट (रंगहीन - स्टार्च/तेल/प्रोटीन संचय)।
क्लोरोप्लास्ट (Chloroplast) भी दोहरी झिल्ली से बंधे होते हैं। इनके भीतर के स्थान को स्ट्रोमा (Stroma) कहते हैं। स्ट्रोमा में चपटी झिल्लीदार थैलियों की व्यवस्था होती है जिन्हें थाइलाकोइड (Thylakoids) कहते हैं। थाइलाकोइड सिक्कों के ढेर की तरह व्यवस्थित होते हैं जिन्हें ग्रेना (Grana) कहते हैं। क्लोरोफिल वर्णक थाइलाकोइड्स में मौजूद होते हैं। इनमें भी अपना वृत्ताकार DNA और 70S राइबोसोम होते हैं।
क्लोरोप्लास्ट (Chloroplast) भी दोहरी झिल्ली से बंधे होते हैं। इनके भीतर के स्थान को स्ट्रोमा (Stroma) कहते हैं। स्ट्रोमा में चपटी झिल्लीदार थैलियों की व्यवस्था होती है जिन्हें थाइलाकोइड (Thylakoids) कहते हैं। थाइलाकोइड सिक्कों के ढेर की तरह व्यवस्थित होते हैं जिन्हें ग्रेना (Grana) कहते हैं। क्लोरोफिल वर्णक थाइलाकोइड्स में मौजूद होते हैं। इनमें भी अपना वृत्ताकार DNA और 70S राइबोसोम होते हैं।
राइबोसोम (Ribosomes)
इन्हें पहली बार 1953 में जॉर्ज पलाडे (George Palade) द्वारा इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के नीचे देखा गया था। ये राइबोन्यूक्लिक एसिड (RNA) और प्रोटीन से बने होते हैं और किसी भी झिल्ली (Membrane) से घिरे नहीं होते हैं।
यूकैरियोटिक राइबोसोम 80S होते हैं (60S और 40S उप-इकाइयों से बने), जबकि प्रोकैरियोटिक राइबोसोम 70S होते हैं (50S और 30S)। यहाँ 'S' स्वेडबर्ग की इकाई (Svedberg's Unit) है जो अवसादन गुणांक (Sedimentation coefficient - घनत्व और आकार) को मापती है।
यूकैरियोटिक राइबोसोम 80S होते हैं (60S और 40S उप-इकाइयों से बने), जबकि प्रोकैरियोटिक राइबोसोम 70S होते हैं (50S और 30S)। यहाँ 'S' स्वेडबर्ग की इकाई (Svedberg's Unit) है जो अवसादन गुणांक (Sedimentation coefficient - घनत्व और आकार) को मापती है।
कंकाल, गमन और नियंत्रण (Cytoskeleton & Nucleus)
साइटोस्केलेटन (Cytoskeleton)
कोशिकाद्रव्य में मौजूद प्रोटीनयुक्त तंतुओं (Filaments) के विस्तृत नेटवर्क को सामूहिक रूप से साइटोस्केलेटन कहा जाता है। इसमें सूक्ष्मनलिकाएं (Microtubules), सूक्ष्म तंतु (Microfilaments) और मध्यवर्ती तंतु (Intermediate filaments) शामिल हैं। ये यांत्रिक सहारा (Mechanical support), गतिशीलता (Motility) और कोशिका के आकार को बनाए रखने जैसे कई कार्य करते हैं।
पक्ष्माभ और कशाभिका (Cilia and Flagella)
ये कोशिका झिल्ली की बालों जैसी (Hair-like) वृद्धि हैं। सिलिया छोटे चप्पू (Oars) की तरह काम करते हैं जो कोशिका या आसपास के तरल पदार्थ की गति का कारण बनते हैं। फ्लैजेला तुलनात्मक रूप से लंबे होते हैं और कोशिका गति (Cell movement) के लिए जिम्मेदार होते हैं।
इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी से पता चलता है कि वे प्लाज्मा झिल्ली से ढके होते हैं। उनके कोर को अक्षसूत्र (Axoneme) कहा जाता है। अक्षसूत्र में परिधि पर 9 जोड़े (डबलट्स) सूक्ष्मनलिकाएं और केंद्र में 1 जोड़ा (सिंगलट्स) सूक्ष्मनलिकाएं होती हैं। इस व्यवस्था को 9+2 व्यवस्था (9+2 Array) कहा जाता है। सिलियम और फ्लैगेलम तारककेंद्र (Centriole) जैसी संरचना से निकलते हैं जिसे आधार पिंड (Basal body) कहते हैं।
तारककाय और तारककेंद्र (Centrosome and Centrioles)
तारककाय एक अंगक है जिसमें आमतौर पर दो बेलनाकार संरचनाएं होती हैं जिन्हें तारककेंद्र (Centrioles) कहा जाता है। वे एक-दूसरे के समकोण (Perpendicular) पर स्थित होते हैं।
इनमें से प्रत्येक में परिधीय ट्यूबुलिन (Tubulin) फाइब्रिल्स के 9 समान रूप से दूरी वाले त्रिगुण (Triplets) होते हैं। केंद्र में कोई सूक्ष्मनलिका नहीं होती (9+0 व्यवस्था)।
तारककेंद्र सिलिया या फ्लैजेला का आधार पिंड (Basal body) बनाते हैं, और स्पिंडल फाइबर (तर्कु तंतु) बनाते हैं जो जंतु कोशिकाओं में कोशिका विभाजन (Cell division) के दौरान गुणसूत्रों को अलग करने में मदद करते हैं।
केंद्रक (Nucleus): कोशिका का मस्तिष्क
केंद्रक की खोज 1831 में रॉबर्ट ब्राउन (Robert Brown) ने की थी। बाद में फ्लेमिंग (Flemming) ने केंद्रक में पाए जाने वाले क्षारीय रंगों से रंगे जाने वाले पदार्थ को क्रोमेटिन (Chromatin) नाम दिया।
A
केंद्रक आवरण (Nuclear Envelope): यह दो समानांतर झिल्लियों (बाहरी और आंतरिक) से बना होता है, जिनके बीच एक स्थान (Perinuclear space) होता है। बाहरी झिल्ली आमतौर पर एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ER) के साथ निरंतर रहती है और इस पर राइबोसोम भी लगे होते हैं। झिल्ली पर कई जगहों पर केंद्रक छिद्र (Nuclear pores) होते हैं जिनके माध्यम से RNA और प्रोटीन के अणुओं का आवागमन होता है।
B
केंद्रीका (Nucleolus): केंद्रक द्रव्य (Nucleoplasm) में एक या अधिक गोलाकार संरचनाएं मौजूद होती हैं। यह सक्रिय राइबोसोमल RNA (rRNA) संश्लेषण का स्थल है। जो कोशिकाएं सक्रिय रूप से प्रोटीन संश्लेषण करती हैं, उनमें बड़े और अधिक संख्या में न्यूक्लियोली होते हैं। यह झिल्ली-रहित (Non-membrane bound) है।
C
गुणसूत्र (Chromosomes): विश्राम की अवस्था (Interphase) में केंद्रक में क्रोमेटिन (DNA और हिस्टोन प्रोटीन का ढीला जाल) होता है। लेकिन कोशिका विभाजन के दौरान, यह क्रोमेटिन संघनित (Condense) होकर स्पष्ट गुणसूत्रों (Chromosomes) का रूप ले लेता है। प्रत्येक गुणसूत्र में एक प्राथमिक संकीर्णन (Primary constriction) या सेंट्रोमियर (Centromere) होता है। इसके किनारों पर डिस्क जैसी संरचनाएं काइनेटोकोर (Kinetochores) होती हैं।
सेंट्रोमियर की स्थिति के आधार पर गुणसूत्रों के प्रकार
1. मध्यकेंद्री (Metacentric): सेंट्रोमियर बिल्कुल बीच में (Middle) होता है, जिससे गुणसूत्र की दोनों भुजाएं बराबर (V-shape) होती हैं।
2. उप-मध्यकेंद्री (Sub-metacentric): सेंट्रोमियर मध्य से थोड़ा दूर होता है, जिससे एक भुजा छोटी और एक लंबी (L-shape) हो जाती है.
3. अग्रकेंद्री (Acrocentric): सेंट्रोमियर गुणसूत्र के एक सिरे के बहुत करीब होता है, जिससे एक भुजा अत्यधिक छोटी और एक बहुत लंबी (J-shape) हो जाती है।
4. अंतकेंद्री (Telocentric): सेंट्रोमियर बिल्कुल शीर्ष (Terminal) पर स्थित होता है (I-shape)। (मानवों में टिलोसेंट्रिक गुणसूत्र नहीं पाए जाते हैं)।
कुछ गुणसूत्रों में एक द्वितीयक संकीर्णन (Secondary constriction) होता है जो एक छोटे टुकड़े का रूप लेता है जिसे सैटेलाइट (Satellite) कहते हैं।
2. उप-मध्यकेंद्री (Sub-metacentric): सेंट्रोमियर मध्य से थोड़ा दूर होता है, जिससे एक भुजा छोटी और एक लंबी (L-shape) हो जाती है.
3. अग्रकेंद्री (Acrocentric): सेंट्रोमियर गुणसूत्र के एक सिरे के बहुत करीब होता है, जिससे एक भुजा अत्यधिक छोटी और एक बहुत लंबी (J-shape) हो जाती है।
4. अंतकेंद्री (Telocentric): सेंट्रोमियर बिल्कुल शीर्ष (Terminal) पर स्थित होता है (I-shape)। (मानवों में टिलोसेंट्रिक गुणसूत्र नहीं पाए जाते हैं)।
कुछ गुणसूत्रों में एक द्वितीयक संकीर्णन (Secondary constriction) होता है जो एक छोटे टुकड़े का रूप लेता है जिसे सैटेलाइट (Satellite) कहते हैं।
सूक्ष्मकाय (Microbodies): कई झिल्ली-बद्ध सूक्ष्म पुटिकाएं (Vesicles) जिन्हें सूक्ष्मकाय कहा जाता है, जिनमें विभिन्न एंजाइम (Enzymes) होते हैं, पादप और जंतु दोनों कोशिकाओं में पाई जाती हैं। (उदा: परऑक्सीसोम)।
अध्याय का संपूर्ण सारांश (Chapter Summary)
कोशिका जीवन की वह इकाई है जो अपने आप में एक संपूर्ण ब्रह्मांड समेटे हुए है। इसमें झिल्लियों का आवरण, ऊर्जा उत्पन्न करने वाले पावरहाउस, पैकेजिंग और परिवहन प्रणालियाँ, और इन सबको नियंत्रित करने वाला एक "मस्तिष्क" (केंद्रक) मौजूद है।
कोशिका सिद्धांत
श्लाइडेन और श्वान। सभी कोशिकाएं पूर्व-निर्मित कोशिकाओं से आती हैं (रुडोल्फ विर्चो)।
प्रोकैरियोट्स
जीवाणु। नग्न DNA (प्लाज्मिड), 70S राइबोसोम, झिल्ली-बद्ध अंगकों का अभाव।
अंतःझिल्लिका तंत्र
समन्वित कार्य - ER, गॉल्जी उपकरण, लाइसोसोम और रसधानी (वैक्यूल)।
केंद्रक और क्रोमेटिन
DNA का घर। सेंट्रोमियर के आधार पर गुणसूत्र 4 प्रकार के (मेटा, सब-मेटा, एक्रो, टिलो)।