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कोशिका सिद्धांत- सार्वभौमिक रूप से मान्यता प्राप्त जैविक सामान्यीकरणों में से एक, एक सेलुलर संरचना के साथ पौधों, जानवरों और अन्य जीवित जीवों की दुनिया की संरचना और विकास के सिद्धांत की एकता की पुष्टि करता है, जिसमें कोशिका को जीवित जीवों का एकल संरचनात्मक तत्व माना जाता है।

कोशिका सिद्धांत जीव विज्ञान के लिए एक मौलिक सिद्धांत है, जिसे 19वीं शताब्दी के मध्य में तैयार किया गया था, जिसने जीवित दुनिया के नियमों को समझने और विकास के लिए एक आधार प्रदान किया। विकासवादी सिद्धांत. मैथियस स्लेडेन और थियोडोर श्वान ने कोशिका के बारे में कई अध्ययनों के आधार पर कोशिका सिद्धांत तैयार किया (1838)। रूडोल्फ विरचो ने बाद में (1858) ने इसे सबसे महत्वपूर्ण प्रावधान के साथ पूरक किया (प्रत्येक कोशिका दूसरी कोशिका से आती है)।

श्लेडेन और श्वान ने कोशिका के बारे में उपलब्ध ज्ञान को संक्षेप में प्रस्तुत करते हुए सिद्ध किया कि कोशिका किसी भी जीव की मूल इकाई है। जंतुओं, पौधों और जीवाणुओं की कोशिकाओं की संरचना एक समान होती है। बाद में ये निष्कर्ष जीवों की एकता को सिद्ध करने का आधार बने। टी. श्वान और एम. स्लेडेन ने कोशिका की मौलिक अवधारणा को विज्ञान में पेश किया: कोशिकाओं के बाहर कोई जीवन नहीं है। सेलुलर सिद्धांत को हर बार पूरक और संपादित किया गया था।

श्लीडेन-श्वान के कोशिका सिद्धांत के प्रावधान

∙ सभी जानवर और पौधे कोशिकाओं से बने होते हैं।

∙ पौधे और जानवर नई कोशिकाओं के निर्माण के माध्यम से बढ़ते और विकसित होते हैं।

∙ एक कोशिका जीवन की सबसे छोटी इकाई है, और संपूर्ण जीव कोशिकाओं का एक संग्रह है।

∙ आधुनिक कोशिका सिद्धांत के मुख्य प्रावधान[संपादित करें | स्रोत संपादित करें]

∙ एक कोशिका सभी जीवित चीजों की संरचना की एक प्राथमिक, कार्यात्मक इकाई है। (वायरस को छोड़कर जिनकी सेलुलर संरचना नहीं होती है)

∙ एक सेल एक एकल प्रणाली है, इसमें कई तत्व शामिल हैं जो स्वाभाविक रूप से परस्पर जुड़े हुए हैं, एक समग्र गठन का प्रतिनिधित्व करते हैं, जिसमें संयुग्मित कार्यात्मक इकाइयां शामिल हैं - ऑर्गेनोइड।

∙ सभी जीवों की कोशिकाएँ समजातीय होती हैं।

∙ कोशिका केवल मातृ कोशिका को विभाजित करके होती है।

∙ एक बहुकोशिकीय जीव एक साथ कई कोशिकाओं की एक जटिल प्रणाली है

और एक दूसरे से जुड़े ऊतकों और अंगों की प्रणालियों में एकीकृत।

∙ बहुकोशिकीय जीवों की कोशिकाएँ टोटिपोटेंट होती हैं।

कोशिकाओं के अध्ययन के लिए तरीके।

1. प्रकाश माइक्रोस्कोपी की विधि।

एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी की विभेदन शक्ति ~0.1 - 0.2 माइक्रोमीटर है।

प्रकाश माइक्रोस्कोपी की किस्में: चरण विपरीत, प्रतिदीप्ति और ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोपी।

2. इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी विधि। संकल्प ~0.10 नैनोमीटर।स्थिर कोशिकाओं के अध्ययन के लिए तरीके।

3. हिस्टोलॉजिकल तरीके।

निर्धारण के तरीके, उनके बाद के रंग के साथ तैयारी की तैयारी।

4. साइटोकेमिकल विधियाँ एक कोशिका (डीएनए, प्रोटीन ...) के विभिन्न रासायनिक तत्वों (घटकों) का चयनात्मक धुंधलापन है।

5. रूपात्मक विधियाँ एक मात्रात्मक विधि है जो मुख्य सेलुलर संरचनाओं के मापदंडों का अध्ययन करती है।

6. लेबल आइसोटोप विधि।

भारी कार्बन या हाइड्रोजन परमाणुओं का उपयोग किया जाता है। इन लेबल वाले परमाणुओं को कुछ अणुओं के संश्लेषण के लिए अग्रदूतों में शामिल किया गया है। उदाहरण के लिए: डीएनए के संश्लेषण में, थाइमिडीन एच 3 लेबल का उपयोग किया जाता है - थाइमिन का अग्रदूत।

7. कोशिका विज्ञान में लेबल का पता लगाने के लिए ऑटोरैडियोग्राफी की विधि का उपयोग किया जाता है। हिस्टोलॉजिकल तैयारी की जाती है और अंधेरे में एक फोटोग्राफिक इमल्शन के साथ कवर किया जाता है, एक निश्चित तापमान पर एक निश्चित समय के लिए रखा जाता है, फिर फोटोरिएजेंट का उपयोग करके तैयारी विकसित की जाती है, जबकि चांदी के दाने के रूप में निशान का पता लगाया जाता है। इस पद्धति का उपयोग समसूत्री चक्र के मापदंडों को निर्धारित करने के लिए किया गया था।

8. सेल विभाजन विधि इंट्रासेल्युलर घटकों का अध्ययन करने की अनुमति देती है। कोशिकाओं को नष्ट कर दिया जाता है, विशेष सेंट्रीफ्यूज में रखा जाता है, और विभिन्न सेलुलर घटकों को अलग-अलग सेंट्रीफ्यूजेशन गति से अवक्षेपित किया जाता है।

9. एक परमाणु के नाभिक के क्रिस्टल जालक का अध्ययन करने के लिए एक्स-रे विवर्तन विश्लेषण की विधि का उपयोग किया जाता है।

जीवित कोशिकाओं के अध्ययन के लिए तरीके।

10. सेलुलर संरचनाओं की विधि एक जीवित कोशिका का अध्ययन करना संभव बनाती है।

11. माइक्रोसर्जरी विधि। उदाहरण के लिए: एक माइक्रोइलेक्ट्रोड का आरोपण।

12. क्लोनिंग के तरीके।

11. कोशिका केन्द्रक, उसका संगठन, उद्देश्य। परमाणु क्रोमैटिन।

नाभिक (लैटिन नाभिक) एक यूकेरियोटिक कोशिका के संरचनात्मक घटकों में से एक है जिसमें आनुवंशिक जानकारी (डीएनए अणु) होती है और निम्नलिखित कार्य करती है:

1) आनुवंशिक जानकारी का भंडारण और प्रजनन 2) कोशिका में होने वाली चयापचय प्रक्रियाओं का विनियमन

नाभिक का आकार काफी हद तक कोशिका के आकार पर निर्भर करता है, और यह पूरी तरह से अनियमित हो सकता है। विभेदित नाभिक गोलाकार, बहु-पैर वाले होते हैं। परमाणु झिल्ली के आक्रमण और बहिर्गमन नाभिक की सतह को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाते हैं और इस तरह परमाणु और साइटोप्लाज्मिक संरचनाओं और पदार्थों के बीच संबंध को बढ़ाते हैं।

नाभिक की संरचना नाभिक एक खोल से घिरा होता है, जिसमें एक विशिष्ट संरचना वाली दो झिल्लियाँ होती हैं।

साइटोप्लाज्म का सामना करने वाली सतह से बाहरी परमाणु झिल्ली राइबोसोम से ढकी होती है, आंतरिक झिल्ली चिकनी होती है।

परमाणु लिफाफा कोशिका झिल्ली प्रणाली का हिस्सा है। बाहरी परमाणु झिल्ली के बहिर्गमन एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के चैनलों से जुड़े होते हैं, जिससे संचार चैनलों की एक प्रणाली बनती है। नाभिक और कोशिका द्रव्य के बीच पदार्थों का आदान-प्रदान दो मुख्य तरीकों से किया जाता है। सबसे पहले, परमाणु झिल्ली कई छिद्रों से भर जाती है जिसके माध्यम से नाभिक और साइटोप्लाज्म के बीच अणुओं का आदान-प्रदान होता है। दूसरे, नाभिक से साइटोप्लाज्म और पीठ तक के पदार्थ परमाणु झिल्ली के प्रोट्रूशियंस और बहिर्गमन के कारण मिल सकते हैं। न्यूक्लियस और साइटोप्लाज्म के बीच पदार्थों के सक्रिय आदान-प्रदान के बावजूद, न्यूक्लियर मेम्ब्रेन साइटोप्लाज्म से न्यूक्लियर कंटेंट को सीमित करता है, जिससे न्यूक्लियर जूस और साइटोप्लाज्म की रासायनिक संरचना में अंतर होता है। यह परमाणु संरचनाओं के सामान्य कामकाज के लिए आवश्यक है।

नाभिक की सामग्री को परमाणु रस, क्रोमैटिन और न्यूक्लियोलस में विभाजित किया गया है।

एक जीवित कोशिका में, परमाणु रस एक संरचना रहित द्रव्यमान की तरह दिखता है जो नाभिक की संरचनाओं के बीच के अंतराल को भरता है। परमाणु रस की संरचना में विभिन्न प्रोटीन शामिल हैं, जिनमें अधिकांश परमाणु एंजाइम, क्रोमैटिन प्रोटीन और राइबोसोमल प्रोटीन शामिल हैं। परमाणु रस में डीएनए और आरएनए अणुओं, अमीनो एसिड, सभी प्रकार के आरएनए, साथ ही उत्पादों के निर्माण के लिए आवश्यक मुक्त न्यूक्लियोटाइड भी होते हैं। न्यूक्लियोलस और क्रोमैटिन को फिर नाभिक से साइटोप्लाज्म में ले जाया जाता है।

क्रोमैटिन (तब ग्रीक क्रोमा-रंग, रंग) को नाभिक के गुच्छे, दाने और नेटवर्क जैसी संरचनाएं कहा जाता है, जो कुछ रंगों से तीव्रता से सना हुआ होता है और न्यूक्लियोलस से आकार में भिन्न होता है। क्रोमैटिन में डीएनए और प्रोटीन होते हैं और यह क्रोमोसोम का एक सर्पिलाइज्ड और कॉम्पैक्टेड सेक्शन है। क्रोमोसोम के स्पाइरलाइज्ड सेक्शन आनुवंशिक रूप से निष्क्रिय होते हैं।

उनकी विशिष्ट भूमिका - अनुवांशिक जानकारी का हस्तांतरण - केवल क्रोमोसोम के despiralized, untwisted वर्गों द्वारा किया जा सकता है, जो उनकी छोटी मोटाई के कारण, एक प्रकाश माइक्रोस्कोप में दिखाई नहीं दे रहे हैं।

कोशिका की तीसरी संरचना विशेषता न्यूक्लियोलस है। यह नाभिकीय रस में डूबा हुआ घना गोल पिंड है। विभिन्न कोशिकाओं के नाभिक में, साथ ही एक ही कोशिका के नाभिक में, इसकी कार्यात्मक अवस्था के आधार पर, नाभिक की संख्या 1 से 5-7 या अधिक तक भिन्न हो सकती है। न्यूक्लियोली की संख्या सेट में गुणसूत्रों की संख्या से अधिक हो सकती है; यह rRNA के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार जीनों के चयनात्मक पुनरुत्पादन के कारण होता है। केवल गैर-विभाजित नाभिक में नाभिक होते हैं; समसूत्रण के दौरान, वे गुणसूत्रों के सर्पिलीकरण और पहले से बने सभी राइबोसोम को साइटोप्लाज्म में छोड़ने के कारण गायब हो जाते हैं, और विभाजन पूरा होने के बाद, वे फिर से प्रकट होते हैं।

न्यूक्लियोलस नाभिक की एक स्वतंत्र संरचना नहीं है। यह गुणसूत्र के उस क्षेत्र के आसपास बनता है जिसमें rRNA संरचना एन्कोडेड होती है। गुणसूत्र के इस खंड - जीन - को न्यूक्लियर ऑर्गनाइज़र (NOR) कहा जाता है, और इस पर rRNA संश्लेषण होता है।

आरआरएनए के संचय के अलावा, न्यूक्लियोलस में राइबोसोम सबयूनिट्स बनते हैं, जो तब साइटोप्लाज्म में चले जाते हैं और सीए 2+ केशन की भागीदारी के साथ मिलकर प्रोटीन बायोसिंथेसिस में भाग लेने में सक्षम इंटीग्रल राइबोसोम बनाते हैं।

इस प्रकार, न्यूक्लियोलस rRNA और राइबोसोम का संचय होता है विभिन्न चरणोंगठन, जो गुणसूत्र के एक खंड पर आधारित होता है जिसमें एक जीन होता है - एक न्यूक्लियर आयोजक जिसमें आर-आरएनए की संरचना के बारे में वंशानुगत जानकारी होती है।

12. कोशिका झिल्लियों की संरचना और कार्य।

कोशिका झिल्ली (या साइटोलेमा, या प्लास्मोल्मा, या प्लाज्मा झिल्ली) किसी भी कोशिका की सामग्री को अलग करती है बाहरी वातावरण, इसकी अखंडता सुनिश्चित करना; सेल और पर्यावरण के बीच विनिमय को नियंत्रित करता है; इंट्रासेल्युलर झिल्ली कोशिका को विशेष बंद डिब्बों, डिब्बों या ऑर्गेनेल में विभाजित करती है, जिसमें कुछ पर्यावरणीय परिस्थितियों को बनाए रखा जाता है।

सभी जैविक झिल्लियों में सामान्य संरचनात्मक विशेषताएं और गुण होते हैं। वर्तमान में, झिल्ली संरचना के द्रव-मोज़ेक मॉडल को आम तौर पर स्वीकार किया जाता है। झिल्ली का आधार एक लिपिड बाईलेयर है, जो मुख्य रूप से फॉस्फोलिपिड्स द्वारा निर्मित होता है। फॉस्फोलिपिड ट्राइग्लिसराइड्स होते हैं जिसमें एक फैटी एसिड अवशेष को अवशेषों से बदल दिया जाता है फॉस्फोरिक एसिड; अणु का वह भाग जिसमें फॉस्फोरिक एसिड के अवशेष स्थित होते हैं, हाइड्रोफिलिक हेड कहलाते हैं, जिन वर्गों में फैटी एसिड के अवशेष स्थित होते हैं उन्हें हाइड्रोफोबिक टेल कहा जाता है। झिल्ली में, फॉस्फोलिपिड को कड़ाई से व्यवस्थित तरीके से व्यवस्थित किया जाता है: अणुओं की हाइड्रोफोबिक पूंछ एक दूसरे का सामना करती है, और हाइड्रोफिलिक सिर पानी की ओर बाहर की ओर होते हैं।

लिपिड के अलावा, झिल्ली में प्रोटीन होता है (औसतन 60%)। वे झिल्ली के अधिकांश विशिष्ट कार्यों को निर्धारित करते हैं (कुछ अणुओं का परिवहन, प्रतिक्रियाओं का उत्प्रेरण, पर्यावरण से संकेत प्राप्त करना और परिवर्तित करना, आदि)। वहाँ हैं: 1) परिधीय प्रोटीन (लिपिड बाईलेयर की बाहरी या भीतरी सतह पर स्थित), 2) अर्ध-अभिन्न प्रोटीन (लिपिड बाईलेयर में अलग-अलग गहराई तक डूबे हुए), 3) इंटीग्रल, या ट्रांसमेम्ब्रेन, प्रोटीन (झिल्ली में प्रवेश करते हैं) के माध्यम से, सेल के बाहरी और आंतरिक वातावरण के साथ संपर्क करते हुए)। कुछ मामलों में इंटीग्रल प्रोटीन को चैनल-फॉर्मिंग या चैनल कहा जाता है, क्योंकि उन्हें हाइड्रोफिलिक चैनल माना जा सकता है, जिसके माध्यम से ध्रुवीय अणु कोशिका में गुजरते हैं (झिल्ली का लिपिड घटक उन्हें इसके माध्यम से नहीं जाने देगा)।

झिल्ली में कार्बोहाइड्रेट (10% तक) हो सकते हैं। झिल्ली के कार्बोहाइड्रेट घटक को प्रोटीन अणुओं (ग्लाइकोप्रोटीन) या लिपिड (ग्लाइकोलिपिड्स) से जुड़े ओलिगोसेकेराइड या पॉलीसेकेराइड श्रृंखलाओं द्वारा दर्शाया जाता है। मूल रूप से, कार्बोहाइड्रेट झिल्ली की बाहरी सतह पर स्थित होते हैं। कार्बोहाइड्रेट झिल्ली के रिसेप्टर कार्य प्रदान करते हैं। पशु कोशिकाओं में, ग्लाइकोप्रोटीन एक एपिमेम्ब्रेन कॉम्प्लेक्स बनाते हैं - ग्लाइकोकैलिक्स, जिसमें कई दसियों नैनोमीटर की मोटाई होती है। इसमें कई सेल रिसेप्टर्स स्थित होते हैं, इसकी मदद से सेल आसंजन होता है।

प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और लिपिड के अणु गतिशील होते हैं, जो झिल्ली के तल में गति करने में सक्षम होते हैं। प्लाज्मा झिल्ली की मोटाई लगभग 7.5 एनएम है ।

झिल्लियों के कार्य झिल्ली निम्नलिखित कार्य करते हैं:

1. बाहरी वातावरण से सेलुलर सामग्री को अलग करना,

2. कोशिका और पर्यावरण के बीच चयापचय का विनियमन,

3. डिब्बों में कोशिका विभाजन ("डिब्बे"),

4. "एंजाइमी कन्वेयर" का स्थान,

5. बहुकोशिकीय जीवों (आसंजन) के ऊतकों में कोशिकाओं के बीच संचार प्रदान करना,

6. संकेत पहचान।

झिल्लियों का सबसे महत्वपूर्ण गुण चयनात्मक पारगम्यता है, अर्थात। झिल्ली कुछ पदार्थों या अणुओं के लिए अत्यधिक पारगम्य हैं और दूसरों के लिए खराब पारगम्य (या पूरी तरह से अभेद्य) हैं। यह संपत्ति झिल्ली के नियामक कार्य को रेखांकित करती है, जो कोशिका और बाहरी वातावरण के बीच पदार्थों के आदान-प्रदान को सुनिश्चित करती है। कोशिका झिल्ली के माध्यम से पदार्थों के पारित होने की प्रक्रिया को पदार्थों का परिवहन कहा जाता है। भेद: 1) निष्क्रिय परिवहन - ऊर्जा के बिना जाने वाले पदार्थों को पारित करने की प्रक्रिया; 2) सक्रिय परिवहन - पदार्थों को पारित करने की प्रक्रिया, ऊर्जा लागत के साथ जा रही है।

13. न्यूक्लिक एसिड। डीएनए, इसकी संरचना और कोशिका में भूमिका।

न्यूक्लिक एसिड जीवित जीवों के फास्फोरस युक्त बायोपॉलिमर होते हैं जो वंशानुगत जानकारी का भंडारण और संचरण प्रदान करते हैं। उन्हें 1869 में स्विस बायोकेमिस्ट एफ। मिशर द्वारा ल्यूकोसाइट्स, सैल्मन स्पर्मेटोजोआ के नाभिक में खोजा गया था। इसके बाद, सभी पौधों और जानवरों की कोशिकाओं, वायरस, बैक्टीरिया और कवक में न्यूक्लिक एसिड पाए गए।

प्रकृति में दो प्रकार के होते हैं न्यूक्लिक एसिड- डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक (डीएनए) और राइबोन्यूक्लिक (आरएनए)। नामों में अंतर इस तथ्य से समझाया गया है कि डीएनए अणु में पांच कार्बन चीनी डीऑक्सीराइबोज होता है, और आरएनए अणु में राइबोज होता है। वर्तमान में, डीएनए और आरएनए की बड़ी संख्या में किस्में ज्ञात हैं, जो संरचना और चयापचय में महत्व में एक दूसरे से भिन्न हैं।

डीएनए मुख्य रूप से कोशिका नाभिक के गुणसूत्रों (कुल कोशिका डीएनए का 99%) के साथ-साथ माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट में स्थित होता है। आरएनए राइबोसोम का हिस्सा है; आरएनए अणु साइटोप्लाज्म, प्लास्टिड्स के मैट्रिक्स और माइटोकॉन्ड्रिया में भी पाए जाते हैं।

न्यूक्लियोटाइड न्यूक्लिक एसिड के संरचनात्मक घटक हैं। न्यूक्लिक एसिड बायोपॉलिमर होते हैं जिनके मोनोमर्स न्यूक्लियोटाइड होते हैं।

न्यूक्लियोटाइड जटिल पदार्थ हैं। प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड में एक नाइट्रोजनस बेस, एक पांच-कार्बन चीनी (राइबोज या डीऑक्सीराइबोज), और एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होता है।

पांच मुख्य नाइट्रोजनस आधार हैं: एडेनिन, ग्वानिन, यूरैसिल, थाइमिन और साइटोसिन। पहले दो प्यूरीन हैं; उनके अणुओं में दो वलय होते हैं, पहले में पाँच सदस्य होते हैं, दूसरे में

छह। अगले तीन पाइरीमिडीन हैं और उनमें एक पांच-सदस्यीय वलय है। न्यूक्लियोटाइड्स के नाम संबंधित नाइट्रोजनस बेस के नामों से प्राप्त होते हैं; दोनों को बड़े अक्षरों से दर्शाया गया है: एडेनिन - एडिनाइलेट (ए), ग्वानिन - गनीलेट (जी), साइटोसिन - साइटिडाइलेट (सी), थाइमिन - थाइमिडाइलेट (टी), यूरैसिल - यूरिडिलेट (यू)।

एक न्यूक्लिक एसिड अणु में न्यूक्लियोटाइड की संख्या परिवहन आरएनए अणुओं में 80 से लेकर डीएनए में कई सौ मिलियन तक होती है।

डीएनए। डीएनए अणु में दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएं होती हैं जो एक दूसरे के सापेक्ष मुड़ी हुई होती हैं।

में डीएनए अणु के न्यूक्लियोटाइड्स की संरचना में चार प्रकार के नाइट्रोजनस बेस शामिल हैं: एडेनिन, गुआनिन, थाइमिन और साइटोसिन। मेंएक पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में, आसन्न न्यूक्लियोटाइड सहसंयोजक बंधों द्वारा परस्पर जुड़े होते हैं जो एक न्यूक्लियोटाइड के फॉस्फेट समूह और दूसरे के पेंटोस के 3 "-हाइड्रॉक्सिल समूह के बीच बनते हैं। ऐसे बांडों को फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड कहा जाता है। फॉस्फेट समूह के बीच एक सेतु बनाता है। 3" - एक पेन्टोज़ चक्र का कार्बन और 5- अगला कार्बन। इस प्रकार डीएनए शृंखलाओं की रीढ़ शर्करा-फॉस्फेट अवशेषों द्वारा निर्मित होती है (चित्र 1.2)।

यद्यपि डीएनए में चार प्रकार के न्यूक्लियोटाइड होते हैं, लंबी श्रृंखला में उनकी व्यवस्था के विभिन्न अनुक्रमों के कारण, इन अणुओं की एक विशाल विविधता प्राप्त होती है। डीएनए पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला एक सर्पिल सीढ़ी की तरह एक सर्पिल के रूप में मुड़ जाती है और एडेनिन और थाइमिन (दो बांड), साथ ही साथ ग्वानिन और साइटोसिन (तीन बांड) के बीच बने हाइड्रोजन बांड का उपयोग करके दूसरी, पूरक श्रृंखला से जुड़ी होती है। न्यूक्लियोटाइड्स ए और टी, जी और सी पूरक कहलाते हैं।

में नतीजतन, किसी भी जीव में एडेनिल न्यूक्लियोटाइड्स की संख्या थाइमिडिल की संख्या के बराबर होती है, और ग्वानिल न्यूक्लियोटाइड्स की संख्या साइटिडिल की संख्या के बराबर होती है। इस पैटर्न को "चारगफ का नियम" कहा जाता है। इस गुण के कारण, एक श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड का क्रम दूसरे में उनका क्रम निर्धारित करता है। न्यूक्लियोटाइड्स को चुनिंदा रूप से संयोजित करने की इस क्षमता को पूरकता कहा जाता है, और यह संपत्ति मूल अणु (प्रतिकृति, यानी दोहरीकरण) के आधार पर नए डीएनए अणुओं के निर्माण को रेखांकित करती है।

डीएनए अणु में जंजीरों को विपरीत दिशा में निर्देशित किया जाता है (एंटीपैरेललिज्म)। इसलिए, यदि एक श्रृंखला के लिए हम Z "अंत से 5" छोर तक दिशा चुनते हैं, तो इस दिशा के साथ दूसरी श्रृंखला पहले के विपरीत उन्मुख होगी - 5 छोर से Z "अंत तक, दूसरे शब्दों में, एक श्रृंखला का "सिर" दूसरे की "पूंछ" से जुड़ा होता है और इसके विपरीत।

पहली बार, डीएनए अणु का एक मॉडल 1953 में अमेरिकी वैज्ञानिक जे। वाटसन और अंग्रेज एफ। क्रिक द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जो डीएनए अणुओं के प्यूरीन और पाइरीमिडीन आधारों के अनुपात पर ई। चारगफ के आंकड़ों पर आधारित था। प्राप्त एक्स-रे विवर्तन विश्लेषण के परिणाम

एम. विल्किंस और आर. फ्रैंकलिन। वॉटसन, क्रिक और विल्किंस को डीएनए अणु के दोहरे-असहाय मॉडल के विकास के लिए 1962 में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था।

डीएनए सबसे बड़ा जैविक अणु है। इनकी लंबाई 0.25 (कुछ बैक्टीरिया में) से लेकर 40 मिमी (मनुष्यों में) तक होती है। यह सबसे बड़े प्रोटीन अणु की तुलना में बहुत बड़ा है, जो सामने आने पर 100-200 एनएम से अधिक की लंबाई तक नहीं पहुंचता है। DNA अणु का द्रव्यमान 6x10-12 g होता है।

डीएनए अणु का व्यास 2 एनएम है, हेलिक्स पिच 3.4 एनएम है; हेलिक्स के प्रत्येक मोड़ में 10 आधार जोड़े होते हैं। पेचदार संरचना को पूरक नाइट्रोजनस बेस और हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन के बीच कई हाइड्रोजन बांडों द्वारा समर्थित किया जाता है। यूकेरियोटिक जीवों के डीएनए अणु रैखिक होते हैं। प्रोकैरियोट्स में, इसके विपरीत, डीएनए एक वलय में बंद होता है और इसमें न तो 3- और न ही 5-टर्मिनल होते हैं।

जब स्थितियां बदलती हैं, तो डीएनए, प्रोटीन की तरह, उप- कर सकता है। विकृतीकरण से गुजरना पड़ता है, जिसे गलनांक कहते हैं। सामान्य परिस्थितियों में धीरे-धीरे वापसी के साथ, डीएनए का नवीनीकरण होता है। डीएनए का कार्य आनुवंशिक जानकारी की कई पीढ़ियों में भंडारण, संचरण और प्रजनन है। किसी भी कोशिका का डीएनए किसी दिए गए जीव के सभी प्रोटीनों के बारे में जानकारी को कूटबद्ध करता है कि किस प्रोटीन को किस क्रम में और किस मात्रा में संश्लेषित किया जाएगा। प्रोटीन में अमीनो एसिड का क्रम तथाकथित आनुवंशिक (ट्रिपलेट) कोड द्वारा डीएनए में दर्ज किया जाता है।

डीएनए की मुख्य संपत्ति इसकी प्रतिकृति बनाने की क्षमता है।

प्रतिकृति डीएनए अणुओं के स्व-दोगुने की प्रक्रिया है, जो एंजाइमों के नियंत्रण में होती है। प्रत्येक परमाणु विभाजन से पहले प्रतिकृति होती है। यह इस तथ्य से शुरू होता है कि डीएनए पोलीमरेज़ एंजाइम की कार्रवाई के तहत डीएनए हेलिक्स अस्थायी रूप से अवांछित है। हाइड्रोजन बांड के टूटने के बाद बनने वाली प्रत्येक श्रृंखला पर, डीएनए की एक बेटी स्ट्रैंड को पूरकता के सिद्धांत के अनुसार संश्लेषित किया जाता है। संश्लेषण के लिए सामग्री मुक्त न्यूक्लियोटाइड है जो नाभिक में होते हैं (चित्र। 1.3)।

इस प्रकार, प्रत्येक पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला एक नई पूरक श्रृंखला के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करती है (इसलिए, डीएनए अणुओं को दोगुना करने की प्रक्रिया टेम्पलेट संश्लेषण की प्रतिक्रियाओं को संदर्भित करती है)। परिणाम दो डीएनए अणु हैं, जिनमें से प्रत्येक "एक श्रृंखला मूल अणु (आधा) से बनी हुई है, और दूसरी नई संश्लेषित है। इसके अलावा, एक नई श्रृंखला को निरंतर संश्लेषित किया जाता है, और दूसरा - पहले छोटे टुकड़ों के रूप में, जो तब एक लंबी श्रृंखला में एक विशेष एंजाइम-डीएनए लिगेज में सिल दिए जाते हैं। प्रतिकृति के परिणामस्वरूप, दो नए डीएनए अणु मूल अणु की एक सटीक प्रति हैं।

प्रतिकृति का जैविक अर्थ मातृ कोशिका से बेटी कोशिकाओं तक वंशानुगत जानकारी के सटीक हस्तांतरण में निहित है, जो दैहिक कोशिकाओं के विभाजन के दौरान होता है।

14. राइबोन्यूक्लिक एसिड, उनके प्रकार, संरचना, उद्देश्य।

आरएनए। आरएनए अणुओं की संरचना कई मायनों में डीएनए अणुओं की संरचना के समान होती है। हालांकि, कई महत्वपूर्ण अंतर भी हैं। आरएनए अणु में, डीऑक्सीराइबोज के बजाय, न्यूक्लियोटाइड में राइबोज होता है, और थाइमिडिल न्यूक्लियोटाइड (टी) के बजाय - यूरिडिल न्यूक्लियोटाइड (यू)। डीएनए से मुख्य अंतर यह है कि आरएनए अणु एक एकल स्ट्रैंड है। हालांकि, इसके न्यूक्लियोटाइड एक दूसरे के साथ हाइड्रोजन बांड बनाने में सक्षम हैं (उदाहरण के लिए, टीआरएनए, आरआरएनए अणुओं में), लेकिन इस मामले में हम पूरक न्यूक्लियोटाइड के इंट्रा-स्ट्रैंड कनेक्शन के बारे में बात कर रहे हैं। आरएनए श्रृंखलाएं डीएनए की तुलना में बहुत छोटी होती हैं।

कोशिका में कई प्रकार के आरएनए होते हैं, जो अणुओं के आकार, संरचना, कोशिका में स्थान और कार्यों में भिन्न होते हैं:

1. सूचनात्मक (मैट्रिक्स) आरएनए (एमआरएनए)। यह प्रजाति आकार और संरचना में सबसे विषम है। एमआरएनए एक खुली पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला है। यह नाभिक में एंजाइम की भागीदारी से संश्लेषित होता हैएक आरएनए पोलीमरेज़ जो डीएनए के उस क्षेत्र का पूरक है जहां इसे संश्लेषित किया जाता है। अपेक्षाकृत कम सामग्री (सेल आरएनए का 3-5%) के बावजूद, यह प्रदर्शन करता है आवश्यक कार्यकोशिका में: प्रोटीन के संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है, डीएनए अणुओं से उनकी संरचना के बारे में जानकारी प्रसारित करता है। प्रत्येक कोशिका प्रोटीन एक विशिष्ट mRNA द्वारा एन्कोड किया जाता है, इसलिए कोशिका में उनके प्रकारों की संख्या प्रोटीन प्रकारों की संख्या से मेल खाती है।

2. राइबोसोमल आरएनए (आरआरएनए)। ये एकल-फंसे हुए न्यूक्लिक एसिड होते हैं जो प्रोटीन के साथ संयोजन में राइबोसोम बनाते हैं -जिन अंगों पर प्रोटीन संश्लेषण होता है। राइबोसोमल आरएनए नाभिक में संश्लेषित होते हैं। उनकी संरचना के बारे में जानकारी डीएनए क्षेत्रों में एन्कोड की गई है जो गुणसूत्रों के द्वितीयक कसना के क्षेत्र में स्थित हैं। राइबोसोमल आरएनए सभी कोशिका आरएनए का 80% बनाते हैं, क्योंकि कोशिका में राइबोसोम की एक बड़ी संख्या होती है। राइबोसोमल आरएनए में एक जटिल माध्यमिक और तृतीयक संरचना होती है, जो पूरक क्षेत्रों में लूप बनाती है, जिससे इन अणुओं का एक जटिल शरीर में स्व-संगठन होता है। राइबोसोम में प्रोकैरियोट्स में तीन प्रकार के आरआरएनए और यूकेरियोट्स में चार प्रकार के आरआरएनए होते हैं।

3. परिवहन (स्थानांतरण) आरएनए (टीआरएनए)। एक टीआरएनए अणु में औसतन 80 न्यूक्लियोटाइड होते हैं। कोशिका में tRNA की सामग्री सभी RNA का लगभग 15% है। टीआरएनए का कार्य अमीनो एसिड को प्रोटीन संश्लेषण की साइट पर ले जाना है। एक कोशिका में विभिन्न प्रकार के tRNA की संख्या कम होती है(20-60)। उन सभी का एक समान स्थानिक संगठन है। इंट्रास्ट्रैंड हाइड्रोजन बांड के लिए धन्यवाद, टीआरएनए अणु एक विशिष्ट माध्यमिक संरचना प्राप्त करता है जिसे क्लोवरलीफ कहा जाता है। टीआरएनए का 3डी मॉडल कुछ अलग दिखता है। टीआरएनए में चार लूप प्रतिष्ठित हैं: एक स्वीकर्ता लूप (एक अमीनो एसिड संलग्न करने के लिए एक साइट के रूप में कार्य करता है), एक एंटिकोडन लूप (अनुवाद के दौरान एक एमआरएनए में एक कोडन को पहचानता है), और दो साइड लूप।

15. कोशिकाओं में कार्बनिक पदार्थ, उनका उद्देश्य।

में कोशिका में विभिन्न प्रकार के कार्बनिक यौगिक होते हैं, जो संरचना और कार्यों में विविध होते हैं। कार्बनिक पदार्थ कम आणविक भार (एमिनो एसिड, शर्करा, कार्बनिक अम्ल, न्यूक्लियोटाइड, लिपिड, आदि) और उच्च आणविक भार हो सकते हैं। कोशिका में अधिकांश उच्च आणविक भार कार्बनिक यौगिक बायोपॉलिमर होते हैं। पॉलिमर को अणु कहा जाता है जिसमें बड़ी संख्या में दोहराई जाने वाली इकाइयाँ होती हैं - मोनोमर्स, सहसंयोजक बंधों द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं। बायोपॉलिमर के लिए, यानी। सेल बनाने वाले पॉलिमर में प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड और न्यूक्लिक एसिड शामिल हैं।

कोशिका के कार्बनिक यौगिकों का एक विशेष समूह लिपिड (वसा और वसा जैसे पदार्थ) हैं। ये सभी हाइड्रोफोबिक यौगिक हैं, अर्थात। पानी में अघुलनशील, लेकिन गैर-ध्रुवीय कार्बनिक सॉल्वैंट्स (क्लोरोफॉर्म, बेंजीन, ईथर) में घुलनशील लिपिड में तटस्थ वसा, फॉस्फोलिपिड, मोम, स्टेरॉयड और कुछ अन्य यौगिक शामिल हैं। जीवित जीवों में लिपिड के कार्य विविध हैं। फॉस्फोलिपिड सभी कोशिकाओं में मौजूद होते हैं, जो जैविक झिल्ली के आधार के रूप में एक संरचनात्मक कार्य करते हैं। स्टेरॉयड कोलेस्ट्रॉल जानवरों में झिल्ली का एक महत्वपूर्ण घटक है। तटस्थ वसा और कुछ अन्य लिपिड ऊर्जा कार्य प्रदान करते हैं। वे जीवित जीवों में आरक्षित पोषक तत्वों के रूप में जमा होते हैं। जब 1 ग्राम वसा का ऑक्सीकरण होता है, तो 38 kJ ऊर्जा निकलती है, जो उतनी ही मात्रा में ग्लूकोज के ऑक्सीकृत होने पर दोगुनी होती है। वसा का ऊर्जा कार्य उनके भंडारण कार्य से संबंधित होता है। शरीर के ऊर्जा भंडार का एक महत्वपूर्ण हिस्सा वसा के रूप में जमा होता है। इसके अलावा, वसा पानी के स्रोत के रूप में काम करता है, जो इसके ऑक्सीकरण के दौरान जारी होता है। यह रेगिस्तानी जानवरों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जिनके पास पानी की कमी है। उदाहरण के लिए, यह वसा जमा है जो ऊंट के कूबड़ में स्थित होता है। कई लिपिड में एक सुरक्षात्मक कार्य होता है। स्तनधारियों में, चमड़े के नीचे का वसा एक थर्मल इन्सुलेटर के रूप में कार्य करता है। मोम पंखों और जानवरों के बालों को भीगने से बचाता है। कई लिपिड शरीर में एक नियामक कार्य करते हैं। उदाहरण के लिए, अधिवृक्क प्रांतस्था के हार्मोन उनकी रासायनिक प्रकृति से स्टेरॉयड हैं। कुछ लिपिड सक्रिय रूप से चयापचय में शामिल होते हैं, जैसे वसा में घुलनशील विटामिन ए, डी, ई और के।

कार्बोहाइड्रेट (शर्करा, सैकराइड) कुल योग के साथ होते हैं रासायनिक सूत्रएन (एच 2 ओ) एन। बहुलक श्रृंखला में लिंक की संख्या से, कार्बोहाइड्रेट के तीन मुख्य वर्ग होते हैं: मोनोसेकेराइड (सरल शर्करा), ओलिगोसेकेराइड (साधारण शर्करा के 2-10 अणु होते हैं) और पॉलीसेकेराइड (साधारण शर्करा के 10 से अधिक अणुओं से मिलकर)। मोनोसेकेराइड बनाने वाले कार्बन परमाणुओं की संख्या के आधार पर, ट्रायोज़, टेट्रोज़, पेन्टोज़, हेक्सोज़ और हेप्टोस होते हैं।

में प्रकृति में, हेक्सोज (ग्लूकोज और फ्रुक्टोज) और पेंटोस (राइबोज और डीऑक्सीराइबोज) सबसे आम हैं। ग्लूकोज कोशिका के लिए ऊर्जा का मुख्य स्रोत है, 1 ग्राम ग्लूकोज के पूर्ण ऑक्सीकरण से 17.6 kJ ऊर्जा निकलती है। राइबोज और डीऑक्सीराइबोज न्यूक्लिक एसिड के घटक हैं। ऑलिगोसेकेराइड्स में से, सबसे आम डिसाकार्इड्स माल्टोस (माल्ट शुगर), लैक्टोज (दूध चीनी), सुक्रोज (चुकंदर चीनी) हैं। मोनोसेकेराइड और डिसैकराइड पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं और इनका स्वाद मीठा होता है। पॉलीसेकेराइड में उच्च आणविक भार होता है, कोई मीठा स्वाद नहीं होता है, और पानी में घुलने में असमर्थ होते हैं। वे बायोपॉलिमर हैं। प्रकृति में सबसे आम पॉलीसेकेराइड ग्लूकोज, स्टार्च, ग्लाइकोजन और सेल्युलोज के बहुलक हैं, साथ ही चिटिन, जिसमें ग्लूकोसामाइन अवशेष होते हैं। स्टार्च पौधों में मुख्य आरक्षित पदार्थ है, जानवरों में ग्लाइकोजन। सेल्युलोज और काइटिन एक सुरक्षात्मक कार्य करते हैं, जो पौधों, जानवरों और कवक के पूर्णांक की ताकत प्रदान करते हैं। इस प्रकार, प्रकृति में कार्बोहाइड्रेट के मुख्य कार्य ऊर्जा, भंडारण और संरचनात्मक हैं।

प्रोटीन बायोपॉलिमर होते हैं जिनके मोनोमर अमीनो एसिड होते हैं। प्रोटीन के निर्माण में 20 विभिन्न अमीनो एसिड शामिल होते हैं। प्रोटीन अणुओं में अमीनो एसिड सहसंयोजक पेप्टाइड बांड द्वारा जुड़े होते हैं। एक प्रोटीन अणु में कई हजार अमीनो एसिड तक हो सकते हैं। प्रोटीन अणु के स्थानिक संगठन के 4 स्तर हैं। पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में अमीनो एसिड के अनुक्रम को प्रोटीन की प्राथमिक संरचना कहा जाता है। किसी भी प्रोटीन अणु की प्राथमिक संरचना अद्वितीय होती है और कोशिका में इसके स्थानिक संगठन, गुण और कार्यों को निर्धारित करती है। एक प्रोटीन की द्वितीयक संरचना अमीनो एसिड की एक श्रृंखला को विशिष्ट संरचनाओं में मोड़ने से निर्धारित होती है जिसे ए-हेलिक्स और बी-लेयर कहा जाता है। प्रोटीन की द्वितीयक संरचना हाइड्रोजन बंधों द्वारा निर्मित होती है। तृतीयक संरचना का निर्माण पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला को द्वितीयक संरचना के तत्वों के साथ एक कुंडल (ग्लोबुल) में मोड़कर किया जाता है और आयनिक, हाइड्रोफिलिक और सहसंयोजक (डाइसल्फ़ाइड) बांडों के बीच बनाए रखा जाता है विभिन्न अवशेषअमीनो अम्ल।

चतुर्धातुक संरचना कई पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं से युक्त प्रोटीन की विशेषता है। अपने संरचनात्मक संगठन के प्रोटीन अणु का नुकसान, उदाहरण के लिए हीटिंग के कारण, विकृतीकरण कहलाता है। विकृतीकरण प्रतिवर्ती या अपरिवर्तनीय हो सकता है। प्रतिवर्ती विकृतीकरण के साथ, प्रोटीन की चतुर्धातुक, तृतीयक और माध्यमिक संरचनाएं परेशान हो सकती हैं, लेकिन प्राथमिक संरचना परेशान नहीं होती है, और जब सामान्य स्थिति वापस आती है, तो इसके कारण, पुनर्वितरण संभव है - सामान्य विन्यास की बहाली। प्राथमिक संरचना के उल्लंघन में, विकृतीकरण अपरिवर्तनीय है।

प्रोटीन का सबसे महत्वपूर्ण कार्य उत्प्रेरक है। सभी एंजाइम, जैविक उत्प्रेरक प्रोटीन हैं। एंजाइमों के लिए धन्यवाद, कोशिका में रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर लाखों गुना बढ़ जाती है। एंजाइम अत्यधिक विशिष्ट होते हैं: प्रत्येक एंजाइम कोशिका में एक विशिष्ट प्रकार की रासायनिक प्रतिक्रिया उत्प्रेरित करता है। यह एंजाइमों के लिए धन्यवाद है कि जीवित जीवों में होने वाली सभी चयापचय प्रतिक्रियाएं संभव हैं।

न्यूक्लिक अम्ल! (ऊपर प्रश्न 13 देखें)

16. कोशिकाओं में खनिज पदार्थ, उनकी भूमिका, उद्देश्य। पौधे और पशु कोशिकाओं में आसमाटिक प्रक्रियाएं।

शरीर में सामग्री के आधार पर, खनिजों को 3 समूहों में विभाजित किया जाता है: मैक्रोन्यूट्रिएंट्स, माइक्रोलेमेंट्स और अल्ट्रामाइक्रोएलेमेंट्स।

मैक्रोन्यूट्रिएंट्स अकार्बनिक का एक समूह है रासायनिक पदार्थशरीर में कुछ दसियों ग्राम से लेकर एक किलोग्राम से अधिक तक मौजूद होता है। अनुशंसित दैनिक सेवन 200 मिलीग्राम से अधिक है। इनमें कैल्शियम, मैग्नीशियम, फास्फोरस, पोटेशियम, सोडियम, क्लोरीन और सल्फर शामिल हैं। मैक्रोन्यूट्रिएंट्स सभी प्रणालियों और अंगों के सामान्य कामकाज को सुनिश्चित करते हैं, जिनमें से शरीर की कोशिकाएं "निर्मित" होती हैं। उनके बिना, मानव शरीर में चयापचय असंभव है।

ट्रेस तत्वों में खनिज शामिल होते हैं, जिनकी सामग्री शरीर में कुछ ग्राम से लेकर दस ग्राम तक होती है। उनकी आवश्यकता की गणना मिलीग्राम में की जाती है, लेकिन वे जैव रासायनिक प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं और शरीर के लिए आवश्यक होते हैं। इनमें शामिल हैं: लोहा, तांबा, मैंगनीज, जस्ता, कोबाल्ट, आयोडीन, फ्लोरीन, क्रोमियम, मोलिब्डेनम, वैनेडियम, निकल, स्ट्रोंटियम, सिलिकॉन और सेलेनियम। में हाल ही मेंयूरोपीय भाषाओं से उधार लिए गए सूक्ष्म पोषक शब्द का इस्तेमाल किया जाने लगा।

Ultramicroelements शरीर में नगण्य मात्रा में निहित हैं, लेकिन उनकी उच्च जैविक गतिविधि है। मुख्य प्रतिनिधि सोना, सीसा, पारा, चांदी, रेडियम, रूबिडियम, यूरेनियम हैं। उनमें से कुछ न केवल सामान्य खाद्य पदार्थों में एक छोटी सी सामग्री द्वारा प्रतिष्ठित होते हैं, बल्कि विषाक्तता से भी भिन्न होते हैं यदि वे अपेक्षाकृत बड़ी मात्रा में खपत करते हैं। खनिज - शरीर में भूमिका खनिज मानव शरीर में एक बड़ी और विविध भूमिका निभाते हैं। वे इसकी संरचना में प्रवेश करते हैं और प्रदर्शन करते हैं एक बड़ी संख्या कीमहत्वपूर्ण कार्य।

1. जल-नमक चयापचय को विनियमित करें।

2. कोशिकाओं और अंतरकोशिकीय तरल पदार्थों में आसमाटिक दबाव बनाए रखें।

3. अम्ल-क्षार संतुलन बनाए रखें।

4. तंत्रिका, हृदय के सामान्य कामकाज को सुनिश्चित करें-संवहनी, पाचन और अन्य प्रणाली।

5. हेमटोपोइजिस और रक्त जमावट की प्रक्रियाएं प्रदान करें।

6. वे एंजाइम, हार्मोन, विटामिन की क्रिया का हिस्सा हैं या सक्रिय करते हैं और इस प्रकार सभी प्रकार के चयापचय में भाग लेते हैं।

7. वे कोशिकाओं के सामान्य कामकाज, तंत्रिका आवेगों के संचालन और मांसपेशी फाइबर के संकुचन के लिए आवश्यक ट्रांसमेम्ब्रेन क्षमता को नियंत्रित करते हैं।

8. शरीर की संरचनात्मक अखंडता बनाए रखें।

9. शरीर के ऊतकों, विशेष रूप से हड्डी के निर्माण में भाग लें, जहां फास्फोरस और कैल्शियम मुख्य संरचनात्मक घटक हैं।

10. वे रक्त की सामान्य नमक संरचना को बनाए रखते हैं और इसे बनाने वाले तत्वों की संरचना में भाग लेते हैं।

11. वे शरीर के सुरक्षात्मक कार्यों, इसकी प्रतिरक्षा को प्रभावित करते हैं।

12. वे भोजन का एक अनिवार्य घटक हैं, और उनकी लंबे समय तक कमी या पोषण में अधिकता से चयापचय संबंधी विकार और यहां तक ​​​​कि बीमारियां भी होती हैं।

आसमाटिक घटना को एक अर्धपारगम्य झिल्ली द्वारा अलग किए गए दो समाधानों से युक्त प्रणाली में होने वाली घटना कहा जाता है। एक पादप कोशिका में, अर्धपारगम्य फिल्मों की भूमिका साइटोप्लाज्म की सीमा परतों द्वारा की जाती है: प्लाज़्मालेम्मा और टोनोप्लास्ट।

प्लाज़्मालेम्मा कोशिका भित्ति से सटे साइटोप्लाज्म की बाहरी झिल्ली होती है। टोनोप्लास्ट रिक्तिका के आसपास के साइटोप्लाज्म की आंतरिक झिल्ली है। सेल सैप से भरे साइटोप्लाज्म में रिक्तिकाएं गुहाएं होती हैं - कार्बोहाइड्रेट, कार्बनिक अम्ल, लवण, कम आणविक भार प्रोटीन, पिगमेंट का एक जलीय घोल।

सेल सैप और बाहरी वातावरण (मिट्टी, जल निकायों में) में पदार्थों की सांद्रता आमतौर पर समान नहीं होती है। यदि बाहरी वातावरण की तुलना में पदार्थों की इंट्रासेल्युलर सांद्रता अधिक है, तो पर्यावरण से पानी कोशिका में फैल जाएगा, अधिक सटीक रूप से रिक्तिका में, विपरीत दिशा की तुलना में तेज गति से, यानी सेल से पर्यावरण में। सेल सैप में निहित पदार्थों की सांद्रता जितनी अधिक होगी, चूसने वाला बल उतना ही मजबूत होगा - वह बल जिसके साथ कोशिका<всасывает воду>. सेल सैप की मात्रा में वृद्धि के साथ, सेल में पानी के प्रवेश के कारण, साइटोप्लाज्म पर इसका दबाव बढ़ जाता है, जो कि झिल्ली से सटा हुआ है। जब कोशिका पूरी तरह से पानी से संतृप्त हो जाती है, तो इसका आयतन अधिकतम होता है। कोशिका के आंतरिक तनाव की स्थिति, उच्च होने के कारण

पानी की मात्रा और इसकी झिल्ली पर कोशिका की सामग्री के विकासशील दबाव को टर्गर कहा जाता है। टर्गर यह सुनिश्चित करता है कि अंग अपने आकार (उदाहरण के लिए, पत्तियां, गैर-लिग्नीफाइड तने) और अंतरिक्ष में स्थिति, साथ ही यांत्रिक कारकों की कार्रवाई के प्रतिरोध को बनाए रखें। यदि कोशिका हाइपरटोनिक घोल में है, जिसकी सांद्रता सेल सैप की सांद्रता से अधिक है, तो सेल सैप से पानी के प्रसार की दर आसपास के घोल से कोशिका में पानी के प्रसार की दर से अधिक हो जाएगी। कोशिका से पानी निकलने के कारण कोशिका रस का आयतन कम हो जाता है, स्फूर्ति कम हो जाती है। कोशिका रिक्तिका की मात्रा में कमी झिल्ली से साइटोप्लाज्म के अलग होने के साथ होती है - प्लास्मोलिसिस होता है।

17. कोशिकाओं में प्रोटीन का जैवसंश्लेषण।

प्रोटीन जैवसंश्लेषण प्रत्येक जीवित कोशिका में होता है। यह युवा बढ़ती कोशिकाओं में सबसे अधिक सक्रिय है, जहां प्रोटीन को उनके जीवों के निर्माण के लिए संश्लेषित किया जाता है, साथ ही स्रावी कोशिकाओं में, जहां एंजाइम प्रोटीन और हार्मोन प्रोटीन संश्लेषित होते हैं।

प्रोटीन की संरचना निर्धारित करने में मुख्य भूमिका डीएनए की होती है। डीएनए का एक खंड जिसमें एकल प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी होती है, जीन कहलाता है। एक डीएनए अणु में कई सौ जीन होते हैं। एक डीएनए अणु में निश्चित रूप से संयुक्त न्यूक्लियोटाइड के रूप में एक प्रोटीन में अमीनो एसिड के अनुक्रम के लिए एक कोड होता है। डीएनए कोड को लगभग पूरी तरह से डिक्रिप्ट कर दिया गया है। इसका सार इस प्रकार है। प्रत्येक अमीनो एसिड तीन आसन्न न्यूक्लियोटाइड की डीएनए श्रृंखला के एक खंड से मेल खाता है।

उदाहरण के लिए, खंड टी-टी-टीअमीनो एसिड लाइसिन से मेल खाती है, एसीए खंड सिस्टीन, सीएए से वेलिन, आदि से मेल खाती है। 20 अलग-अलग अमीनो एसिड हैं, 4 न्यूक्लियोटाइड्स के संभावित संयोजनों की संख्या 3 से 64 है। इसलिए, एन्कोड करने के लिए पर्याप्त ट्रिपल से अधिक हैं सभी अमीनो एसिड।

प्रोटीन संश्लेषण एक जटिल बहु-चरण प्रक्रिया है जो मैट्रिक्स संश्लेषण के सिद्धांत के अनुसार आगे बढ़ने वाली सिंथेटिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला का प्रतिनिधित्व करती है।

चूंकि डीएनए कोशिका के केंद्रक में स्थित होता है, और प्रोटीन संश्लेषण कोशिका द्रव्य में होता है, एक मध्यस्थ होता है जो डीएनए से राइबोसोम तक सूचना पहुंचाता है। ऐसा मध्यस्थ एमआरएनए है। : प्रोटीन जैवसंश्लेषण में निम्नलिखित चरण निर्धारित होते हैं, जो कोशिका के विभिन्न भागों में होते हैं:

1. पहला चरण - संश्लेषणएमआरएनए नाभिक में होता है, जिसके दौरान डीएनए जीन में निहित जानकारी को एमआरएनए में स्थानांतरित किया जाता है। इस प्रक्रिया को प्रतिलेखन कहा जाता है (लैटिन "प्रतिलेख" से - पुनर्लेखन)।

2. दूसरे चरण में, अमीनो एसिड अणुओं के साथ संयुक्त होते हैं tRNAs, जिसमें क्रमिक रूप से तीन न्यूक्लियोटाइड होते हैं - एंटिकोडन, जिनकी मदद से उनका ट्रिपल कोडन निर्धारित किया जाता है।

3. तीसरा चरण पॉलीपेप्टाइड बॉन्ड के प्रत्यक्ष संश्लेषण की प्रक्रिया है, जिसे अनुवाद कहा जाता है। यह राइबोसोम में होता है।

4. चौथे चरण में, प्रोटीन की द्वितीयक और तृतीयक संरचना का निर्माण होता है, अर्थात प्रोटीन की अंतिम संरचना का निर्माण होता है।

इस प्रकार, प्रोटीन जैवसंश्लेषण की प्रक्रिया में, डीएनए में सन्निहित सटीक जानकारी के अनुसार नए प्रोटीन अणु बनते हैं। यह प्रक्रिया प्रोटीन के नवीकरण, चयापचय प्रक्रियाओं, कोशिकाओं के विकास और विकास को सुनिश्चित करती है, यानी सेल महत्वपूर्ण गतिविधि की सभी प्रक्रियाएं।

18. कोशिकाओं में ऊर्जा चयापचय।

जीव के जीवन के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। प्रकाश संश्लेषण के दौरान पौधे कार्बनिक पदार्थों में सौर ऊर्जा जमा करते हैं। ऊर्जा चयापचय की प्रक्रिया में, कार्बनिक पदार्थ टूट जाते हैं और रासायनिक बंधों की ऊर्जा निकलती है। आंशिक रूप से यह गर्मी के रूप में नष्ट हो जाता है, और आंशिक रूप से एटीपी अणुओं में संग्रहीत होता है। जानवरों में, ऊर्जा चयापचय तीन चरणों में होता है।

पहला चरण तैयारी है। भोजन जटिल मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिकों के रूप में जानवरों और मनुष्यों के शरीर में प्रवेश करता है। कोशिकाओं और ऊतकों में प्रवेश करने से पहले, इन पदार्थों को कम आणविक भार वाले पदार्थों में तोड़ा जाना चाहिए जो सेलुलर आत्मसात के लिए अधिक सुलभ हैं। पहले चरण में, कार्बनिक पदार्थों का हाइड्रोलाइटिक विभाजन होता है, जो पानी की भागीदारी के साथ होता है। यह बहुकोशिकीय जानवरों के पाचन तंत्र में एंजाइमों की क्रिया के तहत, एककोशिकीय जानवरों के पाचन रिक्तिका में और सेलुलर स्तर पर - लाइसोसोम में आगे बढ़ता है। प्रारंभिक चरण की प्रतिक्रियाएं:

प्रोटीन + H20 -> अमीनो एसिड + Q;

वसा + एच 20 -> ग्लिसरॉल + उच्च फैटी एसिड + क्यू; पॉलीसेकेराइड -> ग्लूकोज + क्यू।

स्तनधारियों और मनुष्यों में, प्रोटीन पेट में और ग्रहणी में एंजाइमों की क्रिया के तहत अमीनो एसिड में टूट जाते हैं - पेप्टाइड हाइड्रॉलिस (पेप्सिन, ट्रिप्सिन, केमोट्रिप्सिन)। पॉलीसेकेराइड का टूटना शुरू होता है मुंहएंजाइम पाइलिन की कार्रवाई के तहत, और फिर एमाइलेज की कार्रवाई के तहत ग्रहणी में जारी रहता है। वहां लाइपेस की क्रिया के तहत वसा भी टूट जाती है। इस मामले में जारी सभी ऊर्जा गर्मी के रूप में समाप्त हो जाती है।

परिणामी कम आणविक भार वाले पदार्थ रक्तप्रवाह में प्रवेश करते हैं और सभी अंगों और कोशिकाओं तक पहुँचाए जाते हैं। कोशिकाओं में, वे लाइसोसोम में या सीधे साइटोप्लाज्म में प्रवेश करते हैं। यदि लाइसोसोम में कोशिकीय स्तर पर दरार आ जाती है, तो पदार्थ तुरंत कोशिका द्रव्य में प्रवेश कर जाता है। इस स्तर पर, पदार्थ इंट्रासेल्युलर दरार के लिए तैयार किए जाते हैं।

दूसरा चरण ऑक्सीजन मुक्त ऑक्सीकरण है। दूसरा चरण ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में सेलुलर स्तर पर किया जाता है। यह कोशिका के साइटोप्लाज्म में होता है। ग्लूकोज के टूटने को कोशिका में प्रमुख चयापचय पदार्थों में से एक के रूप में देखें। अन्य सभी कार्बनिक पदार्थ (फैटी एसिड, ग्लिसरॉल, अमीनो एसिड) विभिन्न चरणों में इसके परिवर्तन की प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं। ग्लूकोज के ऑक्सीजन मुक्त टूटने को ग्लाइकोलाइसिस कहा जाता है। ग्लूकोज क्रमिक परिवर्तनों की एक श्रृंखला से गुजरता है (चित्र 16)। सबसे पहले, इसे फ्रुक्टोज, फॉस्फोराइलेटेड . में परिवर्तित किया जाता है

दो एटीपी अणुओं द्वारा सक्रिय और फ्रुक्टोज डाइफॉस्फेट में परिवर्तित। इसके अलावा, छह-परमाणु कार्बोहाइड्रेट अणु दो तीन-कार्बन यौगिकों में विघटित हो जाता है - ग्लिसरॉस्फेट (ट्रायोज) के दो अणु। प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला के बाद, वे ऑक्सीकृत हो जाते हैं, प्रत्येक दो हाइड्रोजन परमाणु खो देते हैं, और पाइरुविक एसिड (PVA) के दो अणुओं में बदल जाते हैं। इन प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, चार एटीपी अणु संश्लेषित होते हैं। चूंकि शुरू में दो एटीपी अणु ग्लूकोज की सक्रियता पर खर्च किए गए थे, कुल 2ATP है। इस प्रकार, ग्लूकोज के टूटने के दौरान जारी ऊर्जा आंशिक रूप से दो एटीपी अणुओं में संग्रहीत होती है, और आंशिक रूप से गर्मी के रूप में खपत होती है। ग्लिसरोफॉस्फेट के ऑक्सीकरण के दौरान निकाले गए चार हाइड्रोजन परमाणुओं को हाइड्रोजन वाहक NAD+ (निकोटिनामाइड डाइन्यूक्लियोटाइड फॉस्फेट) के साथ जोड़ा जाता है। यह NADP+ के समान हाइड्रोजन वाहक है, लेकिन ऊर्जा चयापचय प्रतिक्रियाओं में शामिल है।

तीसरा चरण जैविक ऑक्सीकरण, या श्वसन है। यह अवस्था केवल ऑक्सीजन की उपस्थिति में होती है और अन्यथा इसे ऑक्सीजन कहा जाता है। यह माइटोकॉन्ड्रिया में होता है।

साइटोप्लाज्म से पाइरुविक एसिड माइटोकॉन्ड्रिया में प्रवेश करता है, जहां यह एक कार्बन डाइऑक्साइड अणु खो देता है और एसिटिक एसिड में बदल जाता है, जो उत्प्रेरक और वाहक कोएंजाइम-ए (छवि 17) के साथ मिलकर बनता है। परिणामस्वरूप एसिटाइल-सीओए चक्रीय प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला में प्रवेश करता है। ऑक्सीजन मुक्त दरार के उत्पाद - लैक्टिक एसिड, एथिल अल्कोहल - भी आगे परिवर्तन से गुजरते हैं और ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीकरण से गुजरते हैं। लैक्टिक एसिड पाइरुविक एसिड में परिवर्तित हो जाता है यदि यह जानवरों के ऊतकों में ऑक्सीजन की कमी के साथ बनता है। एथिल अल्कोहल का ऑक्सीकरण होता है एसीटिक अम्लऔर सीओए को बांधता है।

जिन चक्रीय प्रतिक्रियाओं में एसिटिक एसिड परिवर्तित होता है, उन्हें डी- और ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र या क्रेब्स चक्र कहा जाता है, जिस वैज्ञानिक ने इन प्रतिक्रियाओं का वर्णन किया था। क्रमिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला के परिणामस्वरूप, डीकार्बाक्सिलेशन होता है - कार्बन डाइऑक्साइड का उन्मूलन और ऑक्सीकरण - परिणामी पदार्थों से हाइड्रोजन को हटाना। कोयला का

पीवीसी और क्रेब्स चक्र के डीकार्बोक्सिलेशन के दौरान बनने वाली गैस माइटोकॉन्ड्रिया से निकलती है, और फिर श्वसन के दौरान कोशिका और शरीर से निकलती है। इस प्रकार, कार्बन डाइऑक्साइड सीधे कार्बनिक पदार्थों के डीकार्बाक्सिलेशन की प्रक्रिया में बनता है। इंटरमीडिएट से हटाए गए सभी हाइड्रोजन एनएडी + वाहक के साथ मिलते हैं, और एनएडी 2 एच बनता है। प्रकाश संश्लेषण के दौरान, कार्बन डाइऑक्साइड मध्यवर्ती पदार्थों के साथ जुड़ती है और हाइड्रोजन से कम हो जाती है। यहाँ रिवर्स प्रक्रिया है।

आइए अब हम OVER 2H अणुओं के पथ का पता लगाते हैं। वे माइटोकॉन्ड्रिया के क्राइस्ट में प्रवेश करते हैं, जहां एंजाइमों की श्वसन श्रृंखला स्थित होती है। इस श्रृंखला पर, हाइड्रोजन एक साथ इलेक्ट्रॉनों को हटाने के साथ वाहक से अलग हो जाता है। अपचित NAD 2H का प्रत्येक अणु दो हाइड्रोजन और दो इलेक्ट्रॉन दान करता है। हटाए गए इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा बहुत अधिक है। वे एंजाइमों की श्वसन श्रृंखला में प्रवेश करते हैं, जिसमें प्रोटीन होते हैं - साइटोक्रोम। कैस्केड में इस प्रणाली के माध्यम से चलते हुए, इलेक्ट्रॉन ऊर्जा खो देता है। इस ऊर्जा के कारण, एटीपी-एज़ एंजाइम की उपस्थिति में, एटीपी अणु संश्लेषित होते हैं। साथ ही इन प्रक्रियाओं के साथ, हाइड्रोजन आयनों को झिल्ली के माध्यम से इसके बाहरी हिस्से में पंप किया जाता है। 12 NAD-2H अणुओं के ऑक्सीकरण की प्रक्रिया में, जो ग्लाइकोलाइसिस (2 अणु) के दौरान बने थे और क्रेब्स चक्र (10 अणु) में प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, 36 एटीपी अणु संश्लेषित होते हैं। हाइड्रोजन ऑक्सीकरण की प्रक्रिया से जुड़े एटीपी अणुओं के संश्लेषण को ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण कहा जाता है। इस प्रक्रिया का वर्णन पहली बार 1931 में रूसी वैज्ञानिक वी। ए। एंगेलगार्ड ने किया था। अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता एक ऑक्सीजन अणु है जो श्वसन के दौरान माइटोकॉन्ड्रिया में प्रवेश करता है। ऑक्सीजन परमाणु बाहरझिल्ली इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करती है और नकारात्मक रूप से चार्ज हो जाती है। धनात्मक हाइड्रोजन आयन ऋणावेशित ऑक्सीजन के साथ मिलकर जल के अणु बनाते हैं। याद रखें कि पानी के अणुओं के फोटोलिसिस के दौरान प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप वायुमंडलीय ऑक्सीजन का निर्माण होता है, और हाइड्रोजन का उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड को कम करने के लिए किया जाता है। ऊर्जा विनिमय की प्रक्रिया में, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन पुनर्संयोजन करते हैं और पानी में बदल जाते हैं।

19. यूकेरियोटिक कोशिकाओं में वंशानुगत तंत्र का संगठन। दैहिक कोशिका जीनोम।यूकेरियोटिक कोशिका का आनुवंशिक तंत्र नाभिक में स्थित होता है और एक झिल्ली द्वारा संरक्षित होता है। यूकेरियोटिक डीएनए रैखिक है, 50/50 प्रोटीन से जुड़ा है। वे एक गुणसूत्र बनाते हैं। यूकेरियोट्स के विपरीत, प्रोकैरियोट्स में डीएनए गोलाकार, नग्न (लगभग प्रोटीन से जुड़ा नहीं) होता है, साइटोप्लाज्म के एक विशेष क्षेत्र में स्थित होता है - न्यूक्लियॉइड और एक झिल्ली द्वारा बाकी साइटोप्लाज्म से अलग होता है। एक यूकेरियोटिक कोशिका माइटोसिस, अर्धसूत्रीविभाजन या इन विधियों के संयोजन से विभाजित होती है। यूकेरियोट्स के जीवन चक्र में दो परमाणु चरण होते हैं। पहला (हैप्लोफ़ेज़) गुणसूत्रों के एकल सेट की विशेषता है। दूसरे चरण (डिप्लोफ़ेज़) में, दो अगुणित कोशिकाएं एक द्विगुणित कोशिका बनाने के लिए विलीन हो जाती हैं, जिसमें गुणसूत्रों का एक दोहरा सेट होता है। कुछ विभाजनों के बाद, कोशिका फिर से अगुणित हो जाती है।

जीनोम में 24 अलग-अलग गुणसूत्र होते हैं: उनमें से 22 लिंग को प्रभावित नहीं करते हैं, और दो गुणसूत्र (एक्स और वाई) लिंग का निर्धारण करते हैं। क्रोमोसोम 1 से 22 तक घटते आकार के क्रम में गिने जाते हैं। दैहिक कोशिकाओं में आमतौर पर 23 गुणसूत्र जोड़े होते हैं: प्रत्येक माता-पिता से क्रमशः 1 से 22 गुणसूत्रों की एक प्रति, साथ ही माता से एक X गुणसूत्र और पिता से एक Y या X गुणसूत्र। कुल मिलाकर, यह पता चला है कि एक दैहिक कोशिका में 46 गुणसूत्र होते हैं।

20. जीन, जीनोटाइप, होमो और हेटेरोज़ायोसिटी। फेनोटाइप की आनुवंशिक स्थिति।जीवित जीवों की आनुवंशिकता की जीन-संरचनात्मक और कार्यात्मक इकाई। जीन

डीएनए का एक खंड है जो एक विशेष पॉलीपेप्टाइड या कार्यात्मक आरएनए के अनुक्रम को निर्दिष्ट करता है। जीन (अधिक सटीक रूप से, जीन के एलील) जीवों की वंशानुगत विशेषताओं को निर्धारित करते हैं जो प्रजनन के दौरान माता-पिता से संतानों को प्रेषित होते हैं। इसी समय, कुछ जीवों (माइटोकॉन्ड्रिया, प्लास्टिड्स) का अपना डीएनए होता है जो उनकी विशेषताओं को निर्धारित करता है, जो जीव के जीनोम में शामिल नहीं है।

कुछ जीवों में, ज्यादातर एककोशिकीय, क्षैतिज जीन स्थानांतरण होता है जो प्रजनन से जुड़ा नहीं होता है।

"जीन" शब्द को 1909 में डेनिश वनस्पतिशास्त्री विल्हेम जोहानसन द्वारा विलियम बैट्सन द्वारा "आनुवांशिकी" शब्द गढ़ने के तीन साल बाद गढ़ा गया था।

जीन गुण:

1. स्थिरता - एक संरचना को बनाए रखने की क्षमता;

2. lability - बार-बार उत्परिवर्तित करने की क्षमता;

3. एकाधिक एलीलिज़्म - कई जीन विभिन्न प्रकार के आणविक रूपों में आबादी में मौजूद होते हैं;

4. एलीलिज़्म - द्विगुणित जीवों के जीनोटाइप में, जीन के केवल दो रूप;

5. विशिष्टता - प्रत्येक जीन अपनी विशेषता को कूटबद्ध करता है;

6. प्लियोट्रॉपी - एक जीन के कई प्रभाव;

7. अभिव्यंजना - एक विशेषता में जीन की अभिव्यक्ति की डिग्री;

8. पैठ - फेनोटाइप में एक जीन के प्रकट होने की आवृत्ति;

9. प्रवर्धन - एक जीन की प्रतियों की संख्या में वृद्धि।

जीनोटाइप, एक जीव के सभी जीन, सामूहिक रूप से एक जीव की सभी विशेषताओं का निर्धारण करते हैं - इसका फेनोटाइप। यदि जीनोम प्रजातियों की आनुवंशिक विशेषता है, तो जीनोटाइप किसी विशेष जीव की आनुवंशिक विशेषता (संविधान) है। कुछ लक्षणों की विरासत का अध्ययन करते समय, सभी जीनों को जीनोटाइप नहीं कहा जाता है, लेकिन केवल वे जो इन लक्षणों को निर्धारित करते हैं।

जीनोटाइप स्वायत्त, स्वतंत्र रूप से अभिनय करने वाले जीन का एक यांत्रिक योग नहीं है, बल्कि एक जटिल और अभिन्न प्रणाली है - एक जीनोटाइपिक वातावरण जिसमें प्रत्येक जीन का संचालन और कार्यान्वयन अन्य जीनों के प्रभाव पर निर्भर करता है। इस प्रकार, एलील जीन की बातचीत में, प्रभुत्व और पुनरावृत्ति के सरल मामलों के अलावा, अधूरा प्रभुत्व, कोडिनेंस (एक ही बार में दो एलील जीन की अभिव्यक्ति) और अधिकता (होमोज़ाइट्स की तुलना में हेटेरोजाइट्स में एक विशेषता का एक मजबूत अभिव्यक्ति) संभव है। .

एक ही जीनोटाइप वाले व्यक्ति जो विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों में विकसित होते हैं, उनके अलग-अलग फेनोटाइप हो सकते हैं। इसके संबंध में, आनुवंशिकी में, प्रतिक्रिया के मानदंड की अवधारणा विकसित की गई थी, अर्थात्, उन सीमाओं के भीतर, जिसके भीतर, विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों के प्रभाव में, किसी दिए गए जीनोटाइप के साथ फेनोटाइप बदल सकता है। इस प्रकार, फेनोटाइपिक परिवर्तनशीलता की सीमा भी जीनोटाइप द्वारा निर्धारित की जाती है, या, दूसरे शब्दों में, फेनोटाइप जीनोटाइप और पर्यावरण की बातचीत का परिणाम है। वानस्पतिक प्रसार और क्लोनिंग के माध्यम से एक ही जीनोटाइप वाले कोशिकाओं और व्यक्तियों को प्राप्त करना दोनों को हल करने के लिए महत्वपूर्ण है वैज्ञानिक समस्याएं, और व्यावहारिक कार्य कृषि, चिकित्सा, जैव प्रौद्योगिकी।

Homozygosity एक जीव के वंशानुगत तंत्र की एक स्थिति है, जिसमें समरूप गुणसूत्रों में किसी दिए गए जीन का एक ही रूप होता है। एक जीन के एक समरूप अवस्था में संक्रमण से आवर्ती एलील्स के जीव (फेनोटाइप) की संरचना और कार्य में अभिव्यक्ति होती है, जिसका प्रभाव, जब विषमयुग्मजी, प्रमुख एलील द्वारा दबा दिया जाता है। समयुग्मजता के लिए परीक्षण कुछ प्रकार के क्रॉसिंग में अलगाव की अनुपस्थिति है। एक समयुग्मजी जीव इस जीन के लिए केवल एक प्रकार के युग्मक का निर्माण करता है।

Heterozygosity किसी भी संकर जीव में निहित एक शर्त है जिसमें उसके समरूप गुणसूत्र एक विशेष जीन के विभिन्न रूपों (एलील) को ले जाते हैं या जीन की सापेक्ष स्थिति में भिन्न होते हैं। शब्द "हेटेरोज़ायोसिटी" पहली बार 1902 में अंग्रेजी आनुवंशिकीविद् डब्ल्यू। बैट्सन द्वारा पेश किया गया था। हेटेरोज़ायोसिटी तब होती है जब जीन या संरचनात्मक संरचना के संदर्भ में विभिन्न गुणवत्ता के युग्मक एक हेटेरोज़ीगोट में विलीन हो जाते हैं। संरचनात्मक हेटेरोज़ायोसिटी तब होती है जब समरूप गुणसूत्रों में से एक का गुणसूत्र पुनर्व्यवस्था होता है, इसे अर्धसूत्रीविभाजन या समसूत्रण में पाया जा सकता है। क्रॉस का विश्लेषण करके हेटेरोज़ायोसिटी का पता लगाया जाता है। Heterozygosity, एक नियम के रूप में, यौन प्रक्रिया का एक परिणाम है, लेकिन एक उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप हो सकता है। पर

हेटेरोज़ायोसिटी में, हानिकारक और घातक अप्रभावी एलील के प्रभाव को संबंधित प्रमुख एलील की उपस्थिति से दबा दिया जाता है और यह तभी प्रकट होता है जब यह जीन समयुग्मक अवस्था में गुजरता है। इसलिए, हेटेरोज़ायोसिटी प्राकृतिक आबादी में व्यापक है और जाहिर है, हेटेरोसिस के कारणों में से एक है। हेटेरोज़ायोसिटी में प्रमुख एलील्स का मास्किंग प्रभाव आबादी में हानिकारक रिसेसिव एलील्स (तथाकथित हेटेरोज़ीगस कैरिज) के संरक्षण और प्रसार का कारण है।

फेनोटाइप (ग्रीक शब्द फेनोटिप से - मैं प्रकट करता हूं, प्रकट करता हूं) - विकास के एक निश्चित चरण में एक व्यक्ति में निहित विशेषताओं का एक सेट। फेनोटाइप कई पर्यावरणीय कारकों द्वारा मध्यस्थता वाले जीनोटाइप के आधार पर बनता है। द्विगुणित जीवों में, प्रमुख जीन फेनोटाइप में दिखाई देते हैं।

फेनोटाइप - ओण्टोजेनेसिस (व्यक्तिगत विकास) के परिणामस्वरूप प्राप्त जीव के बाहरी और आंतरिक संकेतों का एक सेट।

सबसे पहले, आनुवंशिक सामग्री द्वारा एन्कोड किए गए अधिकांश अणु और संरचनाएं जीव की उपस्थिति में दिखाई नहीं दे रही हैं, हालांकि वे फेनोटाइप का हिस्सा हैं। उदाहरण के लिए, यह मानव रक्त प्रकार के मामले में है। इसलिए, फेनोटाइप की एक विस्तारित परिभाषा में ऐसी विशेषताएं शामिल होनी चाहिए जिन्हें तकनीकी, चिकित्सा या नैदानिक ​​प्रक्रियाओं द्वारा पता लगाया जा सकता है। एक और, अधिक कट्टरपंथी विस्तार में सीखा व्यवहार या यहां तक ​​​​कि जीव के प्रभाव को भी शामिल किया जा सकता है वातावरणऔर अन्य जीव। फेनोटाइप को पर्यावरणीय कारकों के प्रति आनुवंशिक जानकारी के "निष्कासन" के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। पहले सन्निकटन में, हम फेनोटाइप की दो विशेषताओं के बारे में बात कर सकते हैं: ए) बहिर्वाह दिशाओं की संख्या उन पर्यावरणीय कारकों की संख्या को दर्शाती है जिनके लिए फेनोटाइप संवेदनशील है - फेनोटाइप की आयामीता; बी) हटाने की "रेंज" किसी दिए गए पर्यावरणीय कारक के लिए फेनोटाइप की संवेदनशीलता की डिग्री को दर्शाती है। साथ में, ये विशेषताएं फेनोटाइप की समृद्धि और विकास को निर्धारित करती हैं। फेनोटाइप जितना अधिक बहुआयामी और उतना ही संवेदनशील होता है, जीनोटाइप से फेनोटाइप जितना आगे होता है, उतना ही समृद्ध होता है।

21. आनुवंशिक कोड, इसके गुण:

आनुवंशिक कोड एक डीएनए अणु में न्यूक्लियोटाइड की व्यवस्था है जो प्रोटीन अणु में अमीनो एसिड के अनुक्रम को नियंत्रित करता है।

प्रकृति में मौजूद विभिन्न प्रकार के प्रोटीन में लगभग 20 विभिन्न अमीनो एसिड पाए गए हैं। उनमें से इतनी संख्या को एन्क्रिप्ट करने के लिए, केवल एक ट्रिपल कोड न्यूक्लियोटाइड के संयोजन की पर्याप्त संख्या प्रदान कर सकता है, जिसमें प्रत्येक एमिनो एसिड तीन आसन्न न्यूक्लियोटाइड द्वारा एन्क्रिप्ट किया जाता है। इस स्थिति में, चार न्यूक्लियोटाइड से 64 त्रिक बनते हैं। दो न्यूक्लियोटाइड से युक्त एक कोड केवल = 16 विभिन्न अमीनो एसिड को एनकोड करना संभव बनाता है।

1) एक ही अमीनो एसिड को अलग-अलग ट्रिपल (समानार्थी कोडन) द्वारा एन्कोड किया जा सकता है। ऐसे कोड को कहा जाता हैपतित, या निरर्थक। तीसरे न्यूक्लियोटाइड में डुप्लिकेट ट्रिपल भिन्न होते हैं।

2) डीएनए अणु में, प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड केवल में शामिल होता हैकोई एक कोडन। तो डीएनए कोड गैर-अतिव्यापी। निरंतरता- न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को बिना अंतराल के त्रिक द्वारा त्रिक द्वारा पढ़ा जाता है। गैर-अतिव्यापी जीन का दस्तावेज़। डीएनए में एक न्यूक्लियोटाइड को प्रतिस्थापित करते समय पेप्टाइड में केवल एक एमिनो एसिड के प्रतिस्थापन के रूप में कार्य करने के लिए कोड।

3) विशिष्टता - प्रत्येक त्रिक केवल एक विशिष्ट अमीनो एसिड को एनकोड करने में सक्षम है।

4) बहुमुखी प्रतिभा (पूर्ण कोड अनुपालन विभिन्न प्रकारजीवित जीव।) आनुवंशिक कोड जैविक विकास की प्रक्रिया में पृथ्वी पर जीवित रूपों की सभी विविधता की उत्पत्ति की एकता की गवाही देता है।

ट्रिपलेट्स का क्रम एक प्रोटीन अणु में अमीनो एसिड की व्यवस्था को निर्धारित करता है, अर्थात, संपार्श्विकता होती है। दूसरे शब्दों में, कोलीनियरिटी एक ऐसी संपत्ति है जो एक प्रोटीन में अमीनो एसिड के ऐसे अनुक्रम को लागू करती है जिसमें संबंधित कोडन जीन में स्थित होते हैं। इसका मतलब है कि पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में प्रत्येक अमीनो एसिड की स्थिति जीन के एक विशिष्ट क्षेत्र पर निर्भर करती है। आनुवंशिक कोड को कोलिनियर माना जाता है यदि प्रोटीन में न्यूक्लिक एसिड और उनके संबंधित अमीनो एसिड के कोडन एक ही रैखिक क्रम में स्थित हों।

22. गुणसूत्रों की संरचना, उनके प्रकार, मानव कैरियोटाइप में वर्गीकरण।

क्रोमोसोम शब्द का प्रस्ताव 1888 में जर्मन मॉर्फोलॉजिस्ट डब्ल्यू वाल्डेयर द्वारा किया गया था, जिन्होंने इसका इस्तेमाल यूकेरियोटिक सेल की इंट्रान्यूक्लियर संरचनाओं को निरूपित करने के लिए किया था, जो मूल रंगों (ग्रीक क्रोमा - रंग, पेंट और सोमा - बॉडी से) से अच्छी तरह से सना हुआ है।

रसायन। गुणसूत्रों की संरचना:

वे मुख्य रूप से डीएनए और प्रोटीन से बने होते हैं जो क्रोमेटिन नामक एक न्यूक्लियोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स बनाते हैं, जिसे मूल रंगों के साथ दागने की क्षमता के लिए नामित किया गया है। क्रोमैटिन दो प्रकार के प्रोटीन से बना होता है: हिस्टोन और गैर-हिस्टोन प्रोटीन।

हिस्टोन को पांच भिन्नों द्वारा दर्शाया जाता है: HI, H2A, H2B, H3, H4। धनावेशित मूल प्रोटीन होने के कारण, वे डीएनए अणुओं से काफी मजबूती से जुड़े होते हैं, जो इसमें निहित जैविक जानकारी को पढ़ने से रोकता है। यह उनकी नियामक भूमिका है। इसके अलावा, ये प्रोटीन एक संरचनात्मक कार्य करते हैं, जो गुणसूत्रों में डीएनए के स्थानिक संगठन प्रदान करते हैं।

गैर-हिस्टोन प्रोटीन के अंशों की संख्या 100 से अधिक है। उनमें आरएनए के संश्लेषण और प्रसंस्करण, पुनर्विकास और डीएनए की मरम्मत के लिए एंजाइम हैं। गुणसूत्रों के अम्लीय प्रोटीन भी एक संरचनात्मक और नियामक भूमिका निभाते हैं। गुणसूत्रों में डीएनए और प्रोटीन के अलावा आरएनए, लिपिड, पॉलीसेकेराइड और धातु आयन भी पाए जाते हैं।

क्रोमोसोम आरएनए आंशिक रूप से ट्रांसक्रिप्शन उत्पादों द्वारा दर्शाया जाता है जिन्होंने अभी तक संश्लेषण की साइट नहीं छोड़ी है। कुछ अंशों का एक नियामक कार्य होता है।

गुणसूत्रों के घटकों की नियामक भूमिका डीएनए अणु से सूचना के लेखन को प्रतिबंधित या अनुमति देना है।

डीएनए का द्रव्यमान अनुपात: हिस्टोन: गैर-हिस्टोन प्रोटीन: आरएनए: लिपिड 1:1: (0.2-0.5): (0.1-0.15): (0.01-0.03) के बराबर होते हैं। अन्य घटक कम मात्रा में पाए जाते हैं।

गुणसूत्रों की आकृति विज्ञान

हल्की माइक्रोस्कोपी। समसूत्रण की पहली छमाही में, वे दो क्रोमैटिड्स से मिलकर बने होते हैं जो प्राथमिक कसना (सेंट्रोमियर या किनेटोकोर) के क्षेत्र में परस्पर जुड़े होते हैं, दोनों बहन क्रोमैटिड्स के लिए गुणसूत्र का एक विशेष रूप से संगठित खंड। माइटोसिस के दूसरे भाग में, क्रोमैटिड एक दूसरे से अलग हो जाते हैं। वे एकल किस्में बनाते हैं। बेटी गुणसूत्र,बेटी कोशिकाओं के बीच वितरित।

∙ बराबर-हाथ, या मेटासेंट्रिक (बीच में एक सेंट्रोमियर के साथ),

∙ असमान, या सबमेटासेंट्रिक (एक सेंट्रोमियर के साथ एक छोर पर स्थानांतरित हो गया),

∙ रॉड के आकार का, या एक्रोसेन्ट्रिक (लगभग गुणसूत्र के अंत में स्थित एक सेंट्रोमियर के साथ),

डॉट - बहुत छोटा, जिसका आकार निर्धारित करना मुश्किल है

एक विशेष प्रकार के जीवित जीवों की कोशिकाओं की विशेषता गुणसूत्रों के एक पूरे सेट की सभी संरचनात्मक और मात्रात्मक विशेषताओं की समग्रता को कैरियोटाइप कहा जाता है।

भविष्य के जीव का कैरियोटाइप दो रोगाणु कोशिकाओं (शुक्राणु और अंडा) के संलयन की प्रक्रिया में बनता है। उसी समय, उनके गुणसूत्र सेट संयुक्त होते हैं। एक परिपक्व रोगाणु कोशिका के केंद्रक में गुणसूत्रों का आधा सेट होता है (मनुष्यों के लिए - 23)। गुणसूत्रों का एक समान एकल सेट, जो रोगाणु कोशिकाओं में होता है, को अगुणित कहा जाता है और इसे निरूपित किया जाता है - n। जब एक नए जीव में शुक्राणु द्वारा एक अंडे को निषेचित किया जाता है, तो इस प्रजाति के लिए विशिष्ट कैरियोटाइप को फिर से बनाया जाता है, जिसमें मनुष्यों में 46 गुणसूत्र शामिल होते हैं। एक साधारण दैहिक कोशिका के गुणसूत्रों की कुल संरचना द्विगुणित (2n) होती है। द्विगुणित समुच्चय में, प्रत्येक गुणसूत्र में सेंट्रोमियर के आकार और स्थान के समान एक और युग्मित गुणसूत्र होता है। ऐसे गुणसूत्र समजातीय कहलाते हैं। समजातीय गुणसूत्र न केवल एक दूसरे के समान होते हैं, बल्कि समान लक्षणों के लिए जिम्मेदार जीन भी होते हैं।

एक महिला के कैरियोटाइप में आम तौर पर दो एक्स क्रोमोसोम होते हैं, और इसे लिखा जा सकता है - 46, एक्सएक्स। पुरुष कैरियोटाइप में X और Y गुणसूत्र (46, XY) शामिल हैं। अन्य सभी 22 जोड़े गुणसूत्रों के नाम हैं

ऑटोसोम ऑटोसोम समूह:

∙ समूह ए में सबसे लंबे गुणसूत्रों के 3 जोड़े शामिल हैं (1, 2,तीसरा);

∙ समूह बी बड़े सबमेटासेंट्रिक गुणसूत्रों के 2 जोड़े (4 और .) को जोड़ता है 5 वां)।

∙ समूह सी, जिसमें मध्यम सबमेटासेंट्रिक ऑटोसोम के 7 जोड़े शामिल हैं (के साथ 6वीं से 12वीं)। रूपात्मक विशेषताओं के अनुसार, X गुणसूत्र को इस समूह से अलग करना मुश्किल है।

∙ मध्य एक्रोसेंट्रिक गुणसूत्र 13, 14 और 15वीं जोड़ी ग्रुप डी में है।

∙ छोटे सबमेटासेंट्रिक गुणसूत्रों के तीन जोड़े ई समूह (16, 17 और .) बनाते हैं 18 वां)।

∙ सबसे छोटे मेटासेंट्रिक क्रोमोसोम (19 और 20) F समूह बनाते हैं।

लघु एक्रोसेन्ट्रिक गुणसूत्रों के 21वें और 22वें जोड़े जी समूह में शामिल हैं। वाई गुणसूत्र रूपात्मक रूप से इस समूह के ऑटोसोम के समान है।

23. टी. मॉर्गन का गुणसूत्र सिद्धांत।

आनुवंशिकता का गुणसूत्र सिद्धांत - वह सिद्धांत जिसके अनुसार कई पीढ़ियों में वंशानुगत जानकारी का स्थानांतरण गुणसूत्रों के स्थानांतरण से जुड़ा होता है, जिसमें जीन एक निश्चित और रैखिक क्रम में स्थित होते हैं।

1. आनुवंशिकता के भौतिक वाहक - जीन गुणसूत्रों में स्थित होते हैं, उनमें एक दूसरे से एक निश्चित दूरी पर रैखिक रूप से स्थित होते हैं।

2. एक ही गुणसूत्र पर स्थित जीन एक ही लिंकेज समूह के होते हैं। लिंकेज समूहों की संख्या गुणसूत्रों की अगुणित संख्या से मेल खाती है।

3. जिन लक्षणों के जीन एक ही गुणसूत्र पर होते हैं, वे एक जुड़े हुए तरीके से विरासत में मिलते हैं।

4. विषमयुग्मजी माता-पिता की संतानों में, अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान पार करने के परिणामस्वरूप गुणसूत्रों की एक ही जोड़ी पर स्थित जीनों के नए संयोजन हो सकते हैं।

5. क्रॉसओवर की आवृत्ति, क्रॉसओवर व्यक्तियों के प्रतिशत द्वारा निर्धारित, जीन के बीच की दूरी पर निर्भर करती है।

6. एक गुणसूत्र पर जीन की रैखिक व्यवस्था और जीन के बीच की दूरी के संकेतक के रूप में पार करने की आवृत्ति के आधार पर, गुणसूत्रों के नक्शे बनाए जा सकते हैं।

टी। मॉर्गन और उनके सहयोगियों के कार्यों ने न केवल गुणसूत्रों के महत्व की पुष्टि की, जो व्यक्तिगत जीन द्वारा दर्शाए गए वंशानुगत सामग्री के मुख्य वाहक के रूप में थे, बल्कि गुणसूत्र की लंबाई के साथ उनके स्थान की रैखिकता भी स्थापित करते थे।

गुणसूत्रों के साथ आनुवंशिकता और परिवर्तनशीलता के भौतिक सब्सट्रेट के संबंध का प्रमाण था, एक तरफ, जी। मेंडल द्वारा खोजे गए लक्षणों के वंशानुक्रम के पैटर्न का सख्त पत्राचार, समसूत्रण के दौरान गुणसूत्रों के व्यवहार के लिए, अर्धसूत्रीविभाजन और निषेचन के दौरान। दूसरी ओर, टी। मॉर्गन की प्रयोगशाला में, एक विशेष प्रकार के लक्षणों की विरासत की खोज की गई थी, जिसे एक्स गुणसूत्र के साथ संबंधित जीन के संबंध द्वारा अच्छी तरह से समझाया गया था। हम ड्रोसोफिला में आंखों के रंग की सेक्स-लिंक्ड इनहेरिटेंस के बारे में बात कर रहे हैं।

जीन परिसरों के वाहक के रूप में गुणसूत्रों की अवधारणा कई पीढ़ियों में उनके संचरण के दौरान एक दूसरे के साथ कई पैतृक लक्षणों की जुड़ी विरासत के अवलोकन के आधार पर व्यक्त की गई थी। गैर-वैकल्पिक लक्षणों के इस तरह के संबंध को एक गुणसूत्र में संबंधित जीन की नियुक्ति द्वारा समझाया गया था, जो एक काफी स्थिर संरचना है जो कई पीढ़ियों की कोशिकाओं और जीवों में जीन की संरचना को संरक्षित करता है।

आनुवंशिकता के गुणसूत्र सिद्धांत के अनुसार, एक गुणसूत्र बनाने वाले जीनों का समूह क्लच समूह।प्रत्येक गुणसूत्र में अद्वितीय है

इसमें शामिल जीनों का समूह। इस प्रकार किसी प्रजाति के जीवों की वंशानुगत सामग्री में लिंकेज समूहों की संख्या उनके रोगाणु कोशिकाओं के अगुणित सेट में गुणसूत्रों की संख्या से निर्धारित होती है। निषेचन के दौरान, एक द्विगुणित सेट बनता है, जिसमें प्रत्येक लिंकेज समूह को दो प्रकारों द्वारा दर्शाया जाता है - पैतृक और मातृ गुणसूत्र, संबंधित जीन परिसर के एलील के मूल सेट को ले जाते हैं।

प्रत्येक गुणसूत्र में जीन की व्यवस्था की रैखिकता का विचार समजातीय गुणसूत्रों में निहित जीनों के मातृ और पैतृक परिसरों के बीच अक्सर होने वाले पुनर्संयोजन (विनिमय) के अवलोकन के आधार पर उत्पन्न हुआ। यह पाया गया कि पुनर्संयोजन की आवृत्ति किसी दिए गए लिंकेज समूह में जीन की प्रत्येक जोड़ी के लिए एक निश्चित स्थिरता की विशेषता है और विभिन्न जोड़े के लिए अलग है। इस अवलोकन ने पुनर्संयोजन की आवृत्ति और गुणसूत्र में जीन के अनुक्रम और अर्धसूत्रीविभाजन के प्रोफ़ेज़ I में समरूपों के बीच होने वाली क्रॉसिंग ओवर की प्रक्रिया के बीच संबंध का सुझाव देना संभव बना दिया (देखें खंड 3.6.2.3)।

जीन के रैखिक वितरण के विचार ने गुणसूत्र में उनके बीच की दूरी पर पुनर्संयोजन की आवृत्ति की निर्भरता को अच्छी तरह से समझाया।

गैर-वैकल्पिक लक्षणों के लिंक्ड इनहेरिटेंस की खोज ने आनुवंशिक विश्लेषण की हाइब्रिडोलॉजिकल पद्धति का उपयोग करके गुणसूत्रों के आनुवंशिक मानचित्रों के निर्माण के लिए एक पद्धति के विकास का आधार बनाया।

इस प्रकार, XX सदी की शुरुआत में। यूकेरियोटिक कोशिका में वंशानुगत सामग्री के मुख्य वाहक के रूप में गुणसूत्रों की भूमिका अकाट्य रूप से सिद्ध हुई थी। इसका अध्ययन करके पुष्टि की गई थी रासायनिक संरचनागुणसूत्र।

24. दैहिक कोशिकाओं का विभाजन। समसूत्रण के हर-का चरण।

एक दैहिक कोशिका और उसके नाभिक (माइटोसिस) का विभाजन गुणसूत्रों के जटिल मल्टीफ़ेज़ परिवर्तनों के साथ होता है: 1) समसूत्रण की प्रक्रिया में, प्रत्येक गुणसूत्र को दो बहन फिलामेंटस के गठन के साथ डीएनए अणु की पूरक प्रतिकृति के आधार पर दोहराया जाता है। सेंट्रोमियर पर जुड़ी प्रतियां (क्रोमैटिड्स); 2) बाद में, बहन क्रोमैटिड अलग हो जाते हैं और समान रूप से बेटी कोशिकाओं के नाभिक पर वितरित होते हैं।

नतीजतन, दैहिक कोशिकाओं को विभाजित करने में गुणसूत्र सेट और आनुवंशिक सामग्री की पहचान बनी रहती है।

अलग से, यह न्यूरॉन्स के बारे में कहा जाना चाहिए - अत्यधिक विभेदित पोस्टमायोटिक कोशिकाएं जो अपने पूरे जीवन में कोशिका विभाजन से नहीं गुजरती हैं। हानिकारक कारकों की कार्रवाई के जवाब में न्यूरॉन्स की प्रतिपूरक क्षमताएं गैर-विभाजित नाभिक में इंट्रासेल्युलर पुनर्जनन और डीएनए की मरम्मत द्वारा सीमित हैं, जो बड़े पैमाने पर वंशानुगत और गैर-वंशानुगत प्रकृति की न्यूरोपैथोलॉजिकल प्रक्रियाओं की विशिष्टता को निर्धारित करती है।

मिटोसिस कोशिका नाभिक का एक जटिल विभाजन है, जिसका जैविक महत्व बेटी गुणसूत्रों के सटीक समान वितरण में निहित है, जिसमें बेटी कोशिकाओं के नाभिक के बीच उनमें निहित आनुवंशिक जानकारी होती है, इस विभाजन के परिणामस्वरूप, के नाभिक बेटी कोशिकाओं में गुणसूत्रों का एक समूह होता है जो मातृ कोशिका में समान मात्रा और गुणवत्ता में होता है।

गुणसूत्र आनुवंशिकता का मुख्य आधार हैं; वे एकमात्र संरचना हैं जिसके लिए पुनरुत्पादन की एक स्वतंत्र क्षमता साबित हुई है। कोशिका के अन्य सभी अंग जो पुनरुत्पादन में सक्षम हैं, इसे नाभिक के नियंत्रण में करते हैं। इस संबंध में, गुणसूत्रों की संख्या की स्थिरता बनाए रखना और उन्हें समान रूप से बेटी कोशिकाओं के बीच वितरित करना महत्वपूर्ण है, जो कि समसूत्रण के पूरे तंत्र द्वारा प्राप्त किया जाता है। पौधों की कोशिकाओं में विभाजन की यह विधि 1874 में रूसी वनस्पतिशास्त्री आई। डी। चिस्त्यकोव द्वारा और पशु कोशिकाओं में - 1878 में रूसी हिस्टोलॉजिस्ट पी। आई। पेरेमेज़्को (1833-1894) द्वारा खोजी गई थी।

में समसूत्रीविभाजन की प्रक्रिया में (चित्र 2.15), उत्तराधिकार में पाँच चरण आगे बढ़ते हैं: प्रोफ़ेज़, प्रोमेटाफ़ेज़, मेटाफ़ेज़, एनाफ़ेज़ और टेलोफ़ेज़। ये चरण, एक दूसरे के तुरंत बाद, अगोचर संक्रमण से जुड़े हुए हैं। प्रत्येक पिछली स्थिति अगले की ओर ले जाती है।

में विभाजन में प्रवेश करने वाली कोशिका में, गुणसूत्र कई पतले, कमजोर सर्पिल धागों की एक गेंद का रूप ले लेते हैं। इस समय, प्रत्येक गुणसूत्र में दो बहन क्रोमैटिड होते हैं। क्रोमैटिड मैट्रिक्स सिद्धांत के अनुसार बनते हैंडीएनए प्रतिकृति के परिणामस्वरूप माइटोटिक चक्र की एस-अवधि।

प्रोफ़ेज़ की शुरुआत में, और कभी-कभी इसकी शुरुआत से पहले, सेंट्रीओल दो में विभाजित हो जाता है, और वे अलग हो जाते हैं

नाभिक के ध्रुव। इसी समय, गुणसूत्र घुमा (सर्पिलाइज़ेशन) की प्रक्रिया से गुजरते हैं, जिसके परिणामस्वरूप वे काफी छोटे और मोटे हो जाते हैं। क्रोमैटिड एक दूसरे से कुछ दूर चले जाते हैं, शेष केवल सेंट्रोमियर से जुड़े रहते हैं। क्रोमैटिड्स के बीच एक गैप दिखाई देता है। प्रोफ़ेज़ के अंत तक, पशु कोशिकाओं में सेंट्रीओल्स के चारों ओर एक उज्ज्वल आकृति बनती है। अधिकांश पादप कोशिकाओं में सेंट्रीओल्स नहीं होते हैं।

प्रोफ़ेज़ के अंत तक, नाभिक गायब हो जाते हैं, परमाणु लिफाफा एंजाइम की कार्रवाई के तहत लाइसोसोम से घुल जाता है, और गुणसूत्र साइटोप्लाज्म में डूब जाते हैं। उसी समय, एक अक्रोमेटिक आकृति दिखाई देती है, जिसमें कोशिका के ध्रुवों से फैले धागे होते हैं (यदि सेंट्रीओल्स हैं, तो उनसे)। अक्रोमेटिक तंतु गुणसूत्रों के सेंट्रोमियर से जुड़े होते हैं। एक धुरी जैसा दिखने वाला एक विशिष्ट चित्र बनता है। इलेक्ट्रॉन सूक्ष्म अध्ययनों से पता चला है कि धुरी के धागे नलिकाएं, नलिकाएं हैं।

प्रोमेटापेज़ में कोशिका के केंद्र में साइटोप्लाज्म होता है, जिसमें थोड़ी चिपचिपाहट होती है। इसमें विसर्जित गुणसूत्र कोशिका के भूमध्य रेखा पर भेजे जाते हैं।

मेटाफ़ेज़ में, गुणसूत्र भूमध्य रेखा पर एक क्रमबद्ध अवस्था में होते हैं। सभी गुणसूत्र स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं, जिसके कारण इस स्तर पर कैरियोटाइप (संख्या गिनना, गुणसूत्रों के आकार का अध्ययन करना) का अध्ययन ठीक-ठीक किया जाता है। इस समय, प्रत्येक गुणसूत्र में दो क्रोमैटिड होते हैं, जिनके सिरे अलग हो जाते हैं। इसलिए, मेटाफ़ेज़ प्लेटों (और मेटाफ़ेज़ गुणसूत्रों से इडियोग्राम) पर, गुणसूत्र होते हैं एक आकार. इस स्तर पर गुणसूत्रों का अध्ययन ठीक-ठीक किया जाता है।

एनाफेज में, प्रत्येक गुणसूत्र क्षेत्र सहित, अपनी पूरी लंबाई के साथ अनुदैर्ध्य रूप से विभाजित होता है

सेंट्रोमियर, अधिक सटीक रूप से, क्रोमैटिड्स का विचलन होता है, जो तब बहन, या बेटी, गुणसूत्र बन जाते हैं। उनके पास एक रॉड के आकार का आकार है, जो प्राथमिक कसना के क्षेत्र में घुमावदार है। धुरी के धागे छोटे हो जाते हैं, ध्रुवों की ओर बढ़ते हैं, और उनके पीछे बेटी गुणसूत्र ध्रुवों की ओर मुड़ने लगते हैं। उनका विचलन तेज है और

सभी एक ही समय में, जैसे कि आदेश पर। यह विभाजित कोशिकाओं के फिल्म फ्रेम द्वारा अच्छी तरह से दिखाया गया है। साइटोप्लाज्म में भी हिंसक प्रक्रियाएं होती हैं, जो फिल्म पर उबलते तरल जैसा दिखता है।

टेलोफ़ेज़ में, बेटी गुणसूत्र ध्रुवों तक पहुँचते हैं। इसके बाद, गुणसूत्र निराश हो जाते हैं, अपनी स्पष्ट रूपरेखा खो देते हैं, और उनके चारों ओर परमाणु झिल्ली बनते हैं। नाभिक मातृ कोशिका के इंटरफेज़ के समान संरचना प्राप्त करता है। न्यूक्लियोलस को बहाल किया जाता है।

25. मानव रोगाणु कोशिकाएं, उनकी संरचना। Oocyte की संरचना के प्रकार।

माता-पिता के जीवों में यौन प्रजनन में भाग लेने के लिए, युग्मक उत्पन्न होते हैं - जनक कार्य सुनिश्चित करने के लिए विशेष कोशिकाएं।

मातृ और पैतृक युग्मकों के संलयन से युग्मनज का उदय होता है - एक कोशिका जो व्यक्तिगत विकास के पहले, प्रारंभिक चरण में एक बेटी व्यक्ति है।

पर कुछ जीवों में, एक युग्मज का निर्माण युग्मकों के संघ के परिणामस्वरूप होता है जो संरचना में अप्रभेद्य होते हैं। ऐसे मामलों में, कोई बोलता हैआइसोगैमी

पर अधिकांश प्रजातियों, संरचनात्मक और कार्यात्मक विशेषताओं के अनुसार, रोगाणु कोशिकाओं को विभाजित किया जाता है

मातृ (अंडे) और पैतृक (शुक्राणु)। आम तौर पर, अंडे और शुक्राणु का उत्पादन होता है विभिन्न जीव- महिला (महिला) और पुरुष (पुरुष)। युग्मकों के अंडों और शुक्राणुओं में, और व्यक्तियों के मादा और नर में विभाजन में, घटनायौन द्विरूपता (चित्र 5.1; 5.2)। प्रकृति में इसकी उपस्थिति नर या मादा युग्मक, नर या मादा द्वारा यौन प्रजनन की प्रक्रिया में हल किए गए कार्यों में अंतर को दर्शाती है।

मानव पुरुष रोगाणु कोशिकाएं - शुक्राणुजोज़ा , या शुक्राणु, लगभग 70 माइक्रोन लंबे होते हैं, जिनका सिर, गर्दन और पूंछ होती है।

शुक्राणुजन एक साइटोलेम्मा से ढका होता है, जिसमें पूर्वकाल खंड में एक रिसेप्टर होता है जो अंडे के रिसेप्टर्स की पहचान प्रदान करता है।

शुक्राणु के सिर में गुणसूत्रों के अगुणित सेट के साथ एक छोटा घना नाभिक होता है। केंद्रक का अग्र भाग एक सपाट थैली से ढका होता है जो शुक्राणु की टोपी बनाता है। एक्रोसोम इसमें स्थित है (ग्रीक से एस्गो - टॉप, सोमा - बॉडी),

एक संशोधित गोल्गी परिसर से मिलकर। एक्रोसोम में एंजाइमों का एक समूह होता है। एक मानव शुक्राणु के केंद्रक में कब्जा कर रहा है

सिर के थोक में 23 गुणसूत्र होते हैं, जिनमें से एक यौन (X या Y) होता है, बाकी ऑटोसोम होते हैं। शुक्राणु के पूंछ खंड में एक मध्यवर्ती, मुख्य और टर्मिनल भाग होते हैं।

एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत शुक्राणुओं की जांच करने पर, यह पाया गया कि इसके सिर के प्रोटोप्लाज्म में कोलाइडल नहीं, बल्कि एक तरल क्रिस्टलीय अवस्था होती है। यह प्रतिकूल पर्यावरणीय प्रभावों के लिए शुक्राणुओं के प्रतिरोध को प्राप्त करता है। उदाहरण के लिए, वे अपरिपक्व रोगाणु कोशिकाओं की तुलना में आयनकारी विकिरण से कम क्षतिग्रस्त होते हैं।

सभी शुक्राणुओं में समान (ऋणात्मक) विद्युत आवेश होता है, जो उन्हें आपस में चिपके रहने से रोकता है।

एक व्यक्ति लगभग 200 मिलियन शुक्राणु छोड़ता है

oocytes या oocytes(अक्षांश से। डिंब - अंडा), शुक्राणुजोज़ा की तुलना में बहुत कम मात्रा में पकता है। 24-28 दिनों के यौन चक्र के दौरान एक महिला में), एक नियम के रूप में, एक अंडा परिपक्व होता है। इस प्रकार, बच्चे के जन्म की अवधि के दौरान, लगभग 400 परिपक्व अंडे बनते हैं।

अंडाशय से एक oocyte की रिहाई को ओव्यूलेशन कहा जाता है। अंडाशय से निकलने वाला अंडाणु कूपिक कोशिकाओं के एक मुकुट से घिरा होता है, जिसकी संख्या 3-4 हजार तक पहुंच जाती है। इसे फैलोपियन ट्यूब (डिंबवाहिनी) के किनारों द्वारा उठाया जाता है और इसके साथ चलता है। यहां रोगाणु कोशिका की परिपक्वता समाप्त होती है। अंडा एक गोलाकार आकार होता है, शुक्राणु से बड़ा होता है, साइटोप्लाज्म का आयतन, स्वतंत्र रूप से चलने की क्षमता नहीं रखता है।

संरचना। मानव अंडे का व्यास लगभग 130 माइक्रोन होता है। साइटोलेम्मा से सटे एक चमकदार, या पारदर्शी, क्षेत्र और फिर कूपिक कोशिकाओं की एक परत होती है। मादा रोगाणु कोशिका के केंद्रक में गुणसूत्रों का एक अगुणित सेट होता है जिसमें एक एक्स-सेक्स गुणसूत्र, एक अच्छी तरह से परिभाषित न्यूक्लियोलस होता है, और कैरियोलेमा में कई छिद्र परिसर होते हैं।

में नाभिक में oocyte की वृद्धि अवधि के दौरान, mRNA और rRNA संश्लेषण की गहन प्रक्रियाएँ होती हैं।

में साइटोप्लाज्म में, प्रोटीन संश्लेषण तंत्र (एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, राइबोसोम) और गोल्गी तंत्र विकसित होते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या मध्यम है, वे जर्दी नाभिक के पास स्थित हैं, जहां गहन संश्लेषण होता है।

जर्दी, कोई कोशिका केंद्र नहीं। विकास के प्रारंभिक चरणों में गोल्गी तंत्र नाभिक के पास स्थित होता है, और अंडे की परिपक्वता की प्रक्रिया में यह कोशिका द्रव्य की परिधि में स्थानांतरित हो जाता है।

ओकोसाइट्स कवर किए जाते हैं, जो एक सुरक्षात्मक कार्य करते हैं, आवश्यक प्रकार के चयापचय प्रदान करते हैं, प्लेसेंटल स्तनधारियों में वे भ्रूण को गर्भाशय की दीवार में पेश करने के लिए काम करते हैं, और अन्य कार्य भी करते हैं।

अंडे के साइटोलेम्मा में कूपिक कोशिकाओं की प्रक्रियाओं के बीच स्थित माइक्रोविली होता है। कूपिक कोशिकाएं ट्राफिक और सुरक्षात्मक कार्य करती हैं।

Oocytes दैहिक कोशिकाओं की तुलना में बहुत बड़े होते हैं। उनमें साइटोप्लाज्म की इंट्रासेल्युलर संरचना प्रत्येक पशु प्रजाति के लिए विशिष्ट होती है, जो विशिष्ट (और अक्सर व्यक्तिगत) विकासात्मक विशेषताओं को सुनिश्चित करती है। अंडे में भ्रूण के विकास के लिए आवश्यक कई पदार्थ होते हैं। इनमें पोषक तत्व (जर्दी) शामिल हैं।

ऊसाइट वर्गीकरणजर्दी (लेसिथोस) की उपस्थिति, मात्रा और वितरण के संकेतों पर आधारित है, जो भ्रूण को पोषण देने के लिए उपयोग किए जाने वाले साइटोप्लाज्म में एक प्रोटीन-लिपिड समावेश है।

जर्दी रहित (एलेसिटल), कम जर्दी (ऑलिगोलेसिटल), मध्यम जर्दी (मेसोलेसिथल), मल्टीयॉक (पॉलीलेसिटल) अंडे होते हैं।

मनुष्यों में, अंडे में थोड़ी मात्रा में जर्दी की उपस्थिति मां के शरीर में भ्रूण के विकास के कारण होती है।

oocytes की ध्रुवीयता।अंडे में थोड़ी मात्रा में जर्दी के साथ, यह आमतौर पर साइटोप्लाज्म में समान रूप से वितरित किया जाता है और केंद्रक लगभग केंद्र में स्थित होता है। इन अंडों को कहा जाता है आइसोलेसिथल(ग्रीक आइसोस से - बराबर)। अधिकांश कशेरुकियों में बहुत अधिक जर्दी होती है, और यह असमान रूप से अंडे के कोशिका द्रव्य में वितरित होती है। इस अनिसोलेसिथलकोशिकाएं। अधिकांश जर्दी कोशिका के ध्रुवों में से एक पर जमा हो जाती है - वनस्पति ध्रुव।इन अंडों को कहा जाता है टेलोलेसिटल(ग्रीक टेलोस से - अंत)। विपरीत ध्रुव, जिसमें जर्दी से मुक्त सक्रिय कोशिका द्रव्य को धक्का दिया जाता है, पशु कहलाता है। यदि जर्दी अभी भी कोशिका द्रव्य में डूबी हुई है और इसे एक अलग अंश के रूप में अलग नहीं किया गया है, जैसे कि स्टर्जन और उभयचर में, अंडे को कहा जाता है मध्यम रूप से टेलोलेसिथल।यदि जर्दी पूरी तरह से साइटोप्लाज्म से अलग हो जाती है, जैसा कि एमनियोट्स में होता है, तो यह तीव्र रूप से टेलोलेसिथलअंडे।

26. जीवितों का प्रजनन। प्रजनन के तरीकों का वर्गीकरण।

प्रजनन, या प्रजनन, जीवन की विशेषता वाले मुख्य गुणों में से एक है। प्रजनन से तात्पर्य जीवों की अपनी तरह का उत्पादन करने की क्षमता से है। प्रजनन की घटना उन विशेषताओं में से एक के साथ निकटता से जुड़ी हुई है जो जीवन की विशेषता है - विसंगति। जैसा कि आप जानते हैं, एक समग्र जीव में असतत इकाइयाँ - कोशिकाएँ होती हैं। लगभग सभी कोशिकाओं का जीवन एक व्यक्ति के जीवन से छोटा होता है, इसलिए प्रत्येक व्यक्ति का अस्तित्व कोशिका प्रजनन द्वारा बनाए रखा जाता है। प्रत्येक प्रकार के जीव भी असतत होते हैं, अर्थात इसमें अलग-अलग व्यक्ति होते हैं। उनमें से प्रत्येक नश्वर है। प्रजातियों का अस्तित्व व्यक्तियों के प्रजनन (प्रजनन) द्वारा समर्थित है। इसलिए, प्रजनन आवश्यक शर्तएक प्रजाति का अस्तित्व और एक प्रजाति के भीतर क्रमिक पीढ़ियों की निरंतरता। प्रजनन के रूपों का वर्गीकरण कोशिका विभाजन के प्रकार पर आधारित होता है: माइटोटिक (अलैंगिक) और अर्धसूत्रीविभाजन (यौन)। प्रजनन रूपों को निम्नलिखित योजना के रूप में दर्शाया जा सकता है

अलैंगिक प्रजनन। एककोशिकीय यूकेरियोट्स में, यह माइटोसिस पर आधारित एक विभाजन है, प्रोकैरियोट्स में यह न्यूक्लियॉइड का विभाजन है, और बहुकोशिकीय जीवों में यह वनस्पति (लैटिन वनस्पति) है

बढ़ो) प्रजनन, यानी शरीर के अंग या दैहिक कोशिकाओं का एक समूह।

एककोशिकीय जीवों का अलैंगिक प्रजनन। एककोशिकीय पौधों और जानवरों में, अलैंगिक प्रजनन के निम्नलिखित रूपों को प्रतिष्ठित किया जाता है: विभाजन, एंडोगोनी, एकाधिक विभाजन (स्किज़ोगोनी) और नवोदित।

विभाजन एककोशिकीय जीवों (अमीबा, फ्लैगेलेट्स, सिलिअट्स) की विशेषता है। सबसे पहले, नाभिक का माइटोटिक विभाजन होता है, और फिर साइटोप्लाज्म में एक निरंतर गहरा कसना होता है। इस मामले में, बेटी कोशिकाओं को समान मात्रा में जानकारी प्राप्त होती है। ऑर्गेनेल आमतौर पर समान रूप से वितरित होते हैं। कई मामलों में, यह पाया गया है कि विभाजन उनके दोगुने होने से पहले होता है। बंटवारे के बाद पुत्रियां बढ़ती हैं और मातृ जीव के आकार तक पहुंचकर एक नए विभाजन की ओर अग्रसर होती हैं।

एंडोगोनी - आंतरिक नवोदित। दो बेटी व्यक्तियों के गठन के साथ - एंडोडायोगोनी - माँ केवल दो संतान देती है (इस तरह टोक्सोप्लाज्मा प्रजनन करता है), लेकिन कई आंतरिक नवोदित हो सकते हैं, जिससे स्किज़ोगोनी हो जाएगा।

शिज़ोगोनी, या एकाधिक विभाजन, प्रजनन का एक रूप है जो पिछले एक से विकसित हुआ है। यह एककोशिकीय जीवों में भी पाया जाता है, उदाहरण के लिए, मलेरिया के प्रेरक एजेंट - मलेरिया प्लास्मोडियम में। स्किज़ोगोनी के साथ, साइटोकाइनेसिस के बिना कई परमाणु विभाजन होते हैं, और फिर पूरे साइटोप्लाज्म को कणों में विभाजित किया जाता है जो नाभिक के चारों ओर अलग हो जाते हैं। एक कोशिका अनेक संतति कोशिकाओं का निर्माण करती है। प्रजनन का यह रूप आमतौर पर यौन प्रजनन के साथ वैकल्पिक होता है।

बडिंग इस तथ्य में शामिल है कि एक छोटा ट्यूबरकल शुरू में मातृ कोशिका पर बनता है, जिसमें एक बेटी नाभिक, या न्यूक्लियॉइड होता है। गुर्दा बढ़ता है, माँ के आकार तक पहुँचता है और फिर उससे अलग हो जाता है। प्रजनन का यह रूप बैक्टीरिया, खमीर कवक और एककोशिकीय जानवरों से - चूसने वाले सिलिअट्स में देखा जाता है।

sporulationप्रोटोजोआ के प्रकार से संबंधित जानवरों में पाया जाता है, स्पोरोजोअन्स का वर्ग। एक बीजाणु जीवन चक्र के चरणों में से एक है जो प्रजनन के लिए कार्य करता है; इसमें एक झिल्ली से ढकी एक कोशिका होती है जो प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों से बचाती है। यौन प्रक्रिया के बाद कुछ बैक्टीरिया बीजाणु बनाने में सक्षम होते हैं। जीवाणु बीजाणु प्रजनन के लिए नहीं, बल्कि प्रतिकूल परिस्थितियों का अनुभव करने के लिए काम करते हैं और प्रोटोजोआ और बहुकोशिकीय पौधों के बीजाणुओं से उनके जैविक महत्व में भिन्न होते हैं।

बहुकोशिकीय का वानस्पतिक प्रसारकुंआ बहुकोशिकीय जंतुओं में वानस्पतिक प्रजनन के दौरान, कोशिकाओं के एक समूह से एक नए जीव का निर्माण होता है जो मूल जीव से अलग होता है। वानस्पतिक प्रजनन केवल बहुकोशिकीय जानवरों के सबसे आदिम में होता है: स्पंज, कुछ कोइलेंटरेट, फ्लैट और एनेलिड।

स्पंज और हाइड्रा में, शरीर पर कोशिकाओं के समूहों के प्रजनन के कारण, प्रोट्रूशियंस (गुर्दे)।गुर्दे में एक्टो- और एंडोडर्म कोशिकाएं शामिल हैं। हाइड्रा में गुर्दा धीरे-धीरे बढ़ता है, उस पर जाल बनते हैं, और अंत में, यह माँ से अलग हो जाता है। सिलिअरी और एनेलिड को कसनाओं द्वारा कई भागों में विभाजित किया जाता है; उनमें से प्रत्येक में लापता अंगों को बहाल किया जाता है। इस प्रकार, व्यक्तियों की एक श्रृंखला बनाई जा सकती है। कुछ आंतों के गुहाओं में, प्रजनन स्ट्रोबिलेशन द्वारा होता है, जिसमें यह तथ्य होता है कि पॉलीप्लोइड जीव काफी तीव्रता से बढ़ता है और एक निश्चित आकार तक पहुंचने पर, अनुप्रस्थ अवरोधों द्वारा बेटी व्यक्तियों में विभाजित होना शुरू हो जाता है। इस समय, पॉलीप प्लेटों के ढेर जैसा दिखता है। गठित व्यक्ति

जेलिफ़िश बाहर आती है और एक स्वतंत्र जीवन शुरू करती है। कई प्रजातियों में (उदाहरण के लिए, coelenterates), प्रजनन का वानस्पतिक रूप यौन प्रजनन के साथ वैकल्पिक होता है।

यौन प्रजनन

यौन प्रक्रिया। यौन प्रजनन एक यौन प्रक्रिया की उपस्थिति की विशेषता है जो विनिमय प्रदान करती है वंशानुगत जानकारीऔर वंशानुगत परिवर्तनशीलता के उद्भव के लिए स्थितियां बनाता है। एक नियम के रूप में, इसमें दो व्यक्ति भाग लेते हैं - महिला और पुरुष, जो अगुणित महिला और पुरुष सेक्स कोशिकाओं - युग्मक बनाते हैं। निषेचन के परिणामस्वरूप, यानी मादा और नर युग्मकों का संलयन, एक द्विगुणित युग्मज वंशानुगत लक्षणों के एक नए संयोजन के साथ बनता है, जो एक नए जीव का पूर्वज बन जाता है।

अलैंगिक प्रजनन की तुलना में यौन प्रजनन, आनुवंशिक रूप से अधिक विविध संतानों की उपस्थिति सुनिश्चित करता है। यौन प्रक्रिया के रूप संयुग्मन और मैथुन हैं।

संयुग्मन यौन प्रक्रिया का एक अजीबोगरीब रूप है, जिसमें दो व्यक्तियों द्वारा गठित साइटोप्लाज्मिक ब्रिज के साथ एक कोशिका से दूसरी कोशिका में जाने वाले माइग्रेटिंग नाभिक के पारस्परिक आदान-प्रदान से निषेचन होता है। संयुग्मन के दौरान, आमतौर पर व्यक्तियों की संख्या में कोई वृद्धि नहीं होती है, लेकिन कोशिकाओं के बीच आनुवंशिक सामग्री का आदान-प्रदान होता है, जो वंशानुगत गुणों के पुनर्संयोजन को सुनिश्चित करता है। संयुग्मन सिलिअरी प्रोटोजोआ (उदाहरण के लिए, सिलिअट्स), कुछ शैवाल (स्पाइरोगाइरा) के लिए विशिष्ट है।

मैथुन (युग्मक विवाह)- यौन प्रक्रिया का एक रूप जिसमें दो लिंग-विभिन्न कोशिकाएं - युग्मक - विलीन हो जाती हैं और एक युग्मनज बनाती हैं। इस मामले में, युग्मक नाभिक एक युग्मनज नाभिक बनाते हैं।

गैमेटोगैमी के निम्नलिखित मुख्य रूप हैं: आइसोगैमी, एनिसोगैमी और ओओगैमी।

आइसोगैमी के साथ, मोबाइल, रूपात्मक रूप से समान युग्मक बनते हैं, लेकिन शारीरिक रूप से वे "पुरुष" और "महिला" में भिन्न होते हैं। आइसोगैमी कई शैवाल में पाया जाता है।

पर अनिसोगैमी (विषमलैंगिकता)मोबाइल, रूपात्मक और शारीरिक रूप से अलग-अलग युग्मक बनते हैं। इस प्रकार की यौन प्रक्रिया कई शैवाल की विशेषता है।

ऊगामी के मामले में, युग्मक एक दूसरे से बहुत भिन्न होते हैं। मादा युग्मक एक बड़ा स्थिर अंडाणु होता है जिसमें पोषक तत्वों की एक बड़ी आपूर्ति होती है। नर युग्मक - शुक्राणु

छोटी, बहुधा मोबाइल कोशिकाएं जो एक या अधिक कशाभिका की सहायता से चलती हैं। बीज पौधों में, नर युग्मक - शुक्राणु - में फ्लैगेला नहीं होता है और पराग नली का उपयोग करके अंडे तक पहुँचाया जाता है। Oogamy जानवरों, उच्च पौधों और कई कवक की विशेषता है।

27. ओवोजेनेसिस और शुक्राणुजनन।

शुक्राणुजनन वृषण में कई नलिकाएं होती हैं। नलिका के माध्यम से एक अनुप्रस्थ खंड से पता चलता है कि इसमें कोशिकाओं की कई परतें हैं। वे शुक्राणुओं के विकास में क्रमिक चरणों का प्रतिनिधित्व करते हैं।

बाहरी परत (प्रजनन क्षेत्र) शुक्राणुजन से बना होता है - एक गोल आकार की कोशिकाएं; उनके पास एक अपेक्षाकृत बड़ा नाभिक और एक महत्वपूर्ण मात्रा में साइटोप्लाज्म होता है। भ्रूण के विकास के दौरान और जन्म के बाद यौवन तक, शुक्राणु माइटोसिस द्वारा विभाजित होते हैं, जिसके कारण इन कोशिकाओं और वृषण की संख्या में ही वृद्धि होती है। तीव्र विभाजन की अवधि को प्रजनन काल कहा जाता है।

यौवन की शुरुआत के बाद, शुक्राणुजन का हिस्सा भी माइटोटिक रूप से विभाजित होता रहता है और समान कोशिकाओं का निर्माण करता है, लेकिन उनमें से कुछ नलिका के लुमेन के करीब स्थित अगले विकास क्षेत्र में चले जाते हैं। यहाँ कोशिका द्रव्य की मात्रा में वृद्धि के कारण कोशिका के आकार में उल्लेखनीय वृद्धि होती है। इस स्तर पर उन्हें कहा जाता है प्राथमिक शुक्राणुकोशिका.

नर युग्मकों के विकास की तीसरी अवस्था कहलाती है पकने की अवधि. इस अवधि के दौरान, दो तेजी से आगे बढ़ने वाले विभाजन एक के बाद एक होते हैं। प्रत्येक प्राथमिक शुक्राणुकोशिका से, दो द्वितीयक शुक्राणुकोशिका, और फिर चार शुक्राणु, जो अंडाकार और बहुत छोटे होते हैं। परिपक्वता अवधि के दौरान कोशिका विभाजन गुणसूत्र तंत्र की पुनर्व्यवस्था के साथ होता है (अर्धसूत्रीविभाजन होता है; नीचे देखें)। शुक्राणु नलिकाओं के लुमेन के निकटतम क्षेत्र में चले जाते हैं, जहाँ उनसे शुक्राणु बनते हैं।

अधिकांश जंगली जानवरों में, शुक्राणुजनन वर्ष के कुछ निश्चित समय पर ही होता है। उनके बीच के अंतराल में, वृषण नलिकाओं में केवल शुक्राणुजन होते हैं। लेकिन मनुष्यों और अधिकांश घरेलू पशुओं में, शुक्राणुजनन पूरे वर्ष होता है।

ओवोजेनेसिस। अंडजनन के चरण शुक्राणुजनन के समान हैं। इस प्रक्रिया में भी है प्रजनन का मौसमजब ओवोगोनिया तीव्रता से विभाजित होता है - अपेक्षाकृत बड़े नाभिक वाली छोटी कोशिकाएं और एक छोटी राशिकोशिकाद्रव्य। स्तनधारियों और मनुष्यों में, यह अवधि जन्म से पहले समाप्त हो जाती है। इस समय तक गठित प्राथमिक oocytesकई वर्षों तक अपरिवर्तित रहते हैं। यौवन की शुरुआत के साथ, समय-समय पर, व्यक्तिगत oocytes कोशिका वृद्धि की अवधि में प्रवेश करते हैं, वृद्धि करते हैं, और उनमें जर्दी, वसा और वर्णक जमा करते हैं।

कोशिका के कोशिका द्रव्य में, इसके अंग और झिल्ली, जटिल रूपात्मक और जैव रासायनिक परिवर्तन होते हैं। प्रत्येक oocyte छोटे कूपिक कोशिकाओं से घिरा होता है जो उसे पोषण प्रदान करते हैं।

अगला आता है पकने की अवधि. जिसके दौरान गुणसूत्र तंत्र (अर्धसूत्रीविभाजन) के परिवर्तन से जुड़े दो क्रमिक विभाजन होते हैं। इसके अलावा, ये विभाजन बेटी कोशिकाओं के बीच साइटोप्लाज्म के असमान विभाजन के साथ होते हैं। जब प्राथमिक अंडाणु विभाजित होता है, तो एक बड़ी कोशिका बनती है - माध्यमिक oocyte, जिसमें लगभग सभी कोशिका द्रव्य होते हैं, और एक छोटी कोशिका होती है जिसे . कहा जाता है प्राथमिक पोलोसाइट. परिपक्वता के दूसरे भाग में, कोशिका द्रव्य फिर से असमान रूप से वितरित होता है। एक बड़ा द्वितीयक अंडाणु और एक द्वितीयक पोलोसाइट बनता है। इस समय, प्राथमिक पोलोसाइट भी दो कोशिकाओं में विभाजित हो सकता है। इस प्रकार, एक प्राथमिक oocyte से एक द्वितीयक oocyte और तीन polocytes (कमी निकाय) बनते हैं।इसके अलावा, एक अंडा द्वितीयक oocyte से बनता है, और पोलोसाइट्स अंडे की सतह पर घुल जाते हैं या बने रहते हैं, लेकिन आगे के विकास में भाग नहीं लेते हैं। साइटोप्लाज्म का असमान वितरण अंडा कोशिका को महत्वपूर्ण मात्रा में साइटोप्लाज्म और पोषक तत्व प्रदान करता है जो भविष्य में भ्रूण के विकास के लिए आवश्यक होंगे।

पर स्तनधारियों और मनुष्यों में, प्रजनन की अवधि और अंडों की वृद्धि फॉलिकल्स में होती है (चित्र 3.5)। एक परिपक्व कूप द्रव से भरा होता है, इसके अंदर एक अंडा कोशिका होती है। ओव्यूलेशन के दौरान, कूप की दीवार फट जाती है, अंडा उदर गुहा में प्रवेश करता है, और फिर, एक नियम के रूप में, फैलोपियन ट्यूब में। अंडे की परिपक्वता की अवधि ट्यूबों में होती है, और यहां निषेचन होता है।

पर कई जानवरों में, ओवोजेनेसिस और अंडे की परिपक्वता वर्ष के कुछ निश्चित मौसमों के दौरान ही होती है। महिलाओं में, एक अंडा आमतौर पर हर महीने और यौवन की पूरी अवधि के लिए परिपक्व होता है

लगभग 400. एक व्यक्ति के लिए यह आवश्यक है कि प्राथमिक oocytes का निर्माण होता है

जन्म से पहले भी मेल-मिलाप हो जाता है और फिर जीवन भर बना रहता है, और केवल धीरे-धीरे उनमें से कुछ परिपक्वता की ओर बढ़ने लगते हैं और अंडे को कोशिकाएँ देते हैं। इसका मतलब यह है कि जीवन के दौरान महिला जीव जिन विभिन्न प्रतिकूल कारकों के संपर्क में आते हैं, वे उनके आगे के विकास को प्रभावित कर सकते हैं; शरीर में प्रवेश करने वाले जहरीले पदार्थ (निकोटीन और अल्कोहल सहित) oocytes में प्रवेश कर सकते हैं और आगे विकार पैदा कर सकते हैं सामान्य विकासभविष्य की संतान।

प्रश्न 1. हमें कोशिका की खोज के इतिहास के बारे में बताएं।
जीवित जीवों की कोशिकीय संरचना की खोज सूक्ष्मदर्शी के आगमन की बदौलत संभव हुई। इसके प्रोटोटाइप का आविष्कार 1590 में डच ग्लास ग्राइंडर ज़ाचरी जेन्सन ने किया था। यह ज्ञात है कि पहले सूक्ष्मदर्शी में एक स्टैंड से जुड़ी एक ट्यूब होती है और इसमें दो आवर्धक कांच होते हैं।
पौधों और जानवरों की वस्तुओं के वर्गों की संरचना का अध्ययन करने के लिए माइक्रोस्कोप के महत्व को सबसे पहले अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी और वनस्पतिशास्त्री रॉबर्ट हुक ने सराहा था। 1665 में, कॉर्क के खंडों पर, उन्होंने छत्ते जैसी संरचनाओं की खोज की, और उन्हें कोशिका या कोशिका कहा। हालाँकि, हुक गलत था, यह मानते हुए कि कोशिकाएँ खाली हैं, और जीवित पदार्थ कोशिका भित्ति है।
17वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में डच प्रकृतिवादी एंथोनी वैन लीउवेनहोएक। माइक्रोस्कोप में सुधार किया और जीवित कोशिकाओं को देखने वाले पहले व्यक्ति थे। उन्होंने कई प्रोटोजोआ, शुक्राणु, बैक्टीरिया, एरिथ्रोसाइट्स और यहां तक ​​​​कि केशिकाओं में उनके आंदोलन को देखा और आकर्षित किया।

प्रश्न 2. कोशिका सिद्धांत सर्वप्रथम किसके द्वारा और कब प्रतिपादित किया गया था?
पौधे और पशु कोशिकाओं के अध्ययन ने उनकी संरचना की सभी विशेषताओं को सामान्य बनाना संभव बना दिया। 1838 में, एम। स्लेडेन ने साइटोजेनेस (कोशिका निर्माण) का सिद्धांत बनाया। उनका मुख्य गुण शरीर में कोशिकाओं की उत्पत्ति का प्रश्न उठाना है। 1839 में टी. श्वान ने एम. स्लेडेन के काम के आधार पर एक कोशिका सिद्धांत बनाया। कोशिका सिद्धांत के मुख्य प्रावधान (एम। स्लेडेन और टी श्वान):
1) सभी ऊतक कोशिकाओं से बने होते हैं;
2) पौधे और पशु कोशिकाओं में संरचना के सामान्य सिद्धांत होते हैं, टीके। उसी तरह उठो;
3) प्रत्येक व्यक्तिगत कोशिका स्वतंत्र है, और जीव की गतिविधि व्यक्तिगत कोशिकाओं की महत्वपूर्ण गतिविधि का योग है।
1858 में, आर. विरचो ने कोशिकीय सिद्धांत के आगे के विकास पर भी बहुत ध्यान दिया। उन्होंने न केवल सभी असंख्य असमान तथ्यों को एक साथ लाया, बल्कि यह भी आश्वस्त किया कि कोशिकाएं एक स्थायी संरचना हैं और केवल अपनी तरह के प्रजनन के माध्यम से उत्पन्न होती हैं - "प्रत्येक कोशिका विभाजन के परिणामस्वरूप दूसरी कोशिका से आती है, ठीक उसी तरह जैसे एक पौधा होता है। एक पौधे से, और जानवरों के जानवरों से बनता है", यानी। कोशिका विभाजन की खोज की।

प्रश्न 3. कोशिका सिद्धांत के वर्तमान प्रावधानों की सूची बनाएं.
हमारे समय में, कोशिका विज्ञान, आनुवंशिकी, आणविक और भौतिक-रासायनिक जीव विज्ञान की उपलब्धियों का उपयोग करते हुए, बहुत तेजी से विकसित हो रहा है। और यद्यपि टी। श्वान और एम। स्लेडेन के सिद्धांत के मुख्य प्रावधान प्रासंगिक बने हुए हैं, प्राप्त आंकड़ों ने कोशिका की संरचना और कार्यों की गहरी समझ बनाना संभव बना दिया है। उनके आधार पर, आधुनिक सेलुलर सिद्धांत तैयार किया गया था। हम इसके मुख्य प्रावधानों को सूचीबद्ध करते हैं:
1) एक कोशिका जीवित जीवों की संरचना, कार्यप्रणाली, प्रजनन और विकास की एक इकाई है;
2) सभी जीवों की कोशिकाएँ संरचना और रासायनिक संरचना में समान होती हैं;
3) कोशिका प्रजनन मातृ कोशिका को विभाजित करके होता है;
4) बहुकोशिकीय जीवों की कोशिकाएँ विशिष्ट होती हैं: वे विभिन्न कार्य करती हैं और ऊतक बनाती हैं।

प्रश्न 4. जीव विज्ञान के विकास के लिए कोशिका सिद्धांत के महत्व का वर्णन करें।
जैसा कि दार्शनिकों द्वारा परिभाषित किया गया है जिन्होंने विज्ञान के इतिहास का अध्ययन किया है (उदाहरण के लिए, फ्रेडरिक एंगेल्स), कोशिका सिद्धांत सबसे महान में से एक है खोजों XIXमें। उन्होंने न केवल जीव विज्ञान, बल्कि सामान्य रूप से प्राकृतिक विज्ञान के विकास में भी बहुत बड़ी भूमिका निभाई। प्रोटोजोआ, बैक्टीरिया, कई कवक और शैवाल ऐसी कोशिकाएं हैं जो एक दूसरे से अलग-अलग मौजूद होती हैं। सभी बहुकोशिकीय जीवों का शरीर - पौधे, कवक और जानवर - कम या ज्यादा कोशिकाओं से निर्मित होते हैं, जो कि प्राथमिक संरचनाएं हैं जो एक जटिल जीव बनाते हैं। भले ही कोई कोशिका एक अभिन्न जीवित प्रणाली हो या उसका एक हिस्सा, इसमें सभी कोशिकाओं के लिए समान विशेषताओं और गुणों का एक समूह होता है।
कोशिका सिद्धांत ने पहली बार स्पष्ट रूप से जीवित दुनिया की एकता की ओर इशारा किया। इसकी उपस्थिति के साथ, पशु साम्राज्य और पौधों के साम्राज्य के बीच की खाई गायब हो गई। XIX सदी के मध्य में कोशिका सिद्धांत के आधार पर। कोशिका विज्ञान उत्पन्न हुआ - एक विज्ञान जो कोशिका की संरचना और कार्यों का अध्ययन करता है।
सोचें कि जैविक दुनिया के किन प्रतिनिधियों के लिए "कोशिका" और "जीव" की अवधारणाएं मेल खाती हैं।
एक कोशिका जीवित चीजों के संगठन की बुनियादी संरचनात्मक, कार्यात्मक और आनुवंशिक इकाई है, एक प्राथमिक जीवन प्रणाली। एक कोशिका एक अलग जीव के रूप में मौजूद हो सकती है।
"कोशिका" और "जीव" की अवधारणाएं उस मामले में मेल खाती हैं जब हम एककोशिकीय जीवों के बारे में बात कर रहे हैं। इनमें प्रोकैरियोट्स, या गैर-परमाणु वाले (विशेष रूप से, बैक्टीरिया), और यूकेरियोट्स, या परमाणु वाले, सबसे सरल वाले (जैसे कि सिलिअट्स शू, क्लैमाइडोमोनस, ग्रीन यूग्लेना) शामिल हैं। उनके शरीर में एक कोशिका होती है, जो शरीर के सभी कार्यों को क्रियान्वित करती है - चयापचय, चिड़चिड़ापन, प्रजनन, गति। इन कार्यों को विभिन्न प्रकार के जीवों द्वारा सुगम बनाया जाता है, जिनमें विशेष शामिल हैं (उदाहरण के लिए, फ्लैगेला और सिलिया आंदोलन प्रदान करते हैं)। एककोशिकीय जीव अक्सर समूह बनाने में सक्षम होते हैं - उपनिवेश। हालांकि, एक "बहुकोशिकीय जीव" की अवधारणा अभी भी एक कॉलोनी के लिए अनुपयुक्त है, क्योंकि इसकी घटक कोशिकाओं में एक ही प्रकार की संरचना होती है (वे ऊतकों में उप-विभाजित नहीं होती हैं), कमजोर रूप से एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं और कॉलोनी से अलग होने के कारण जारी रहते हैं। स्वतंत्र रूप से अस्तित्व में रहना और बिना किसी समस्या के गुणा करना।