कोशिका जीव विज्ञान: इतिहास, यह क्या अध्ययन, अनुप्रयोगों और अवधारणाओं - जीवविज्ञान - 2025

सेल बायोलॉजी जीव विज्ञान की शाखा है कि सेल जीवन के सभी पहलुओं का अध्ययन करता है। यही है, कोशिकाओं की संरचना, कार्य, विकास और व्यवहार के साथ जो पृथ्वी पर जीवित प्राणी बनाते हैं; दूसरे शब्दों में, उसके जन्म, जीवन और मृत्यु में निहित सब कुछ।

यह एक ऐसा विज्ञान है जो ज्ञान की एक बड़ी मात्रा को एकीकृत करता है, जिसके बीच जैव रसायन, जीव विज्ञान, आणविक जीव विज्ञान, कम्प्यूटेशनल विज्ञान, विकासात्मक और व्यवहार जीव विज्ञान और विकासवादी जीव विज्ञान बाहर खड़े हैं, जिनमें से प्रत्येक अपने दृष्टिकोण के साथ है विशिष्ट प्रश्नों के उत्तर देने के लिए उनकी अपनी प्रयोग रणनीतियाँ।

माइक्रोस्कोप का सिल्हूट (स्रोत: करेन अर्नोल्ड विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

चूंकि कोशिका सिद्धांत बताता है कि सभी जीवित चीजें कोशिकाओं से बनी होती हैं, कोशिका जीव विज्ञान जानवरों, पौधों, बैक्टीरिया, आर्किया, शैवाल या कवक के बीच अंतर नहीं करता है और व्यक्तिगत कोशिकाओं या ऊतकों और अंगों से संबंधित कोशिकाओं पर ध्यान केंद्रित कर सकता है। एक ही बहुकोशिकीय व्यक्ति।

इस प्रकार, चूँकि यह एक प्रायोगिक विज्ञान है (वर्णनात्मक के बजाय), जीव विज्ञान की इस शाखा में अनुसंधान कोशिका की संरचना और उसके कार्यों (माइक्रोस्कोपी, सेंट्रीफ्यूजेशन, संस्कृति) के अध्ययन के लिए उपलब्ध तरीकों पर निर्भर करता है इन विट्रो, आदि)

कोशिका जीव विज्ञान का इतिहास

कुछ लेखकों का मानना ​​है कि सेल जीव विज्ञान का जन्म 1839 में स्लेडेन और श्वान द्वारा प्रस्तावित सेल सिद्धांत के आगमन के साथ हुआ था।

हालांकि, यह विचार करना महत्वपूर्ण है कि रॉबर्ट हूक के पहले निष्कर्षों के साथ शुरुआत करते हुए कई साल पहले कोशिकाओं का वर्णन और अध्ययन किया गया था, जिन्होंने 1665 में पहली बार उन कोशिकाओं को देखा, जिन्होंने एक कॉर्क शीट के मृत ऊतक का गठन किया था; और एंटोनी वैन लीउवेनहोक के साथ जारी रहा, जिन्होंने बाद में माइक्रोस्कोप के तहत विभिन्न सूक्ष्मजीवों के साथ नमूने देखे।

रॉबर्ट हूक का पोर्ट्रेट (स्रोत: गुस्ताव वीएच, विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

हुक, लीउवेनहोके शेल्डेन और श्वान के काम के बाद, कई लेखकों ने भी कोशिकाओं के अध्ययन के कार्य के लिए खुद को समर्पित किया, जिसके साथ उनकी आंतरिक संरचना और कामकाज के बारे में विवरण परिष्कृत किए गए थे: यूकेरियोटिक कोशिकाओं के नाभिक, डीएनए और क्रोमोसोम, माइटोकॉन्ड्रिया, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, गोल्गी कॉम्प्लेक्स, आदि।

20 वीं शताब्दी के मध्य में, आणविक जीव विज्ञान के क्षेत्र में काफी प्रगति देखी गई। इसने इस तथ्य को प्रभावित किया कि, 1950 के दशक के दौरान, कोशिका जीव विज्ञान में भी काफी वृद्धि हुई थी, क्योंकि उन वर्षों के दौरान जीवित जीवों से पृथक, इन विट्रो में कोशिकाओं को बनाए रखना और गुणा करना संभव था।

माइक्रोस्कोपी, सेंट्रीफ्यूजेशन, संस्कृति मीडिया का निर्माण, प्रोटीन शुद्धि, उत्परिवर्ती सेल लाइनों की पहचान और हेरफेर, क्रोमोसोम और न्यूक्लिक एसिड के साथ प्रयोग, अन्य चीजों के साथ अग्रिम, सेलोलॉजी के तेजी से उन्नति के लिए एक मिसाल कायम करते हैं। वर्तमान युग।

आप क्या पढ़ रहे हैं? (अध्ययन की वस्तु)

कोशिका जीव विज्ञान प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक कोशिकाओं के अध्ययन के लिए जिम्मेदार है; वह अपने गठन, उसके जीवन और उसकी मृत्यु की प्रक्रियाओं का अध्ययन करता है। यह आमतौर पर सिग्नलिंग तंत्र और सेल झिल्ली की संरचना पर ध्यान केंद्रित कर सकता है, साथ ही साइटोस्केलेटन और सेल ध्रुवीयता का संगठन भी।

यह मॉर्फोजेनेसिस का भी अध्ययन करता है, अर्थात, तंत्र जो यह बताता है कि कोशिकाएं आकारिकी रूप से कैसे विकसित होती हैं और कैसे कोशिकाएं जो "परिपक्व" होती हैं और उनके जीवन भर में बदल जाती हैं।

प्रजातियों के खमीर कोशिकाएं सैक्रोमाइसेस सेरेविसिया।

कोशिका जीव विज्ञान के भीतर, गतिशीलता और ऊर्जा चयापचय से संबंधित विषयों को शामिल किया गया है, साथ ही साथ उनके आंतरिक जीवों की गतिशीलता और जैवजनन, यूकेरियोटिक कोशिकाओं (नाभिक, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, गोल्गी कॉम्प्लेक्स, माइटोकॉन्ड्रिया, क्लोरोप्लास्ट) के मामले में शामिल हैं। लाइसोसोम, पेरोक्सीसोम्स, ग्लाइकोसोम, वेक्यूल, ग्लाइक्सोसम, आदि)।

इसमें सामान्य रूप से जीनोम, उनके संगठन और परमाणु कार्य का अध्ययन भी शामिल है।

कोशिका जीव विज्ञान में, सभी जीवित जीवों को बनाने वाली कोशिकाओं के आकार, आकार और कार्य का अध्ययन किया जाता है, साथ ही साथ उनके भीतर होने वाली रासायनिक प्रक्रियाओं और उनके साइटोसोलिक घटकों (और उनके उप-कोशिकीय स्थान) और के बीच पारस्परिक क्रिया उनके पर्यावरण के साथ कोशिकाओं।

सेल बायोलॉजी में आवश्यक अवधारणाएं

एक कोशिका के विभाजन का चित्रण। स्रोत: pixabay.com

कोशिका जीव विज्ञान के क्षेत्र में प्रवेश करना एक सरल कार्य है जब कुछ बुनियादी ज्ञान या आवश्यक अवधारणाओं को ध्यान में रखा जाता है, क्योंकि ये और कारण के उपयोग से कोशिकाओं की जटिल दुनिया को गहराई से समझना संभव है।

प्रकोष्ठों

प्रकृति में दो प्रकार की कोशिकाओं की योजना: यूकेरियोट्स और प्रोकैरियोट्स। मुख्य भागों को दिखाया गया है, उनके बीच के अंतर को दिखाते हुए (स्रोत: कोई मशीन-पठनीय लेखक प्रदान नहीं किया गया। मोर्टैडेलो 200 ने माना (कॉपीराइट दावों के आधार पर)। वाया विकिमीडिया कॉमन्स)

पैनोरमा में जिन मूलभूत अवधारणाओं को ध्यान में रखा जाना चाहिए, उनमें यह धारणा है कि कोशिकाएँ जीवन की आधारभूत इकाइयाँ हैं, अर्थात् वे "ब्लॉक" हैं जो उन जीवों के निर्माण की अनुमति देती हैं जिन्हें हम "जीवित" कह सकते हैं और यह सब वे एक झिल्ली की उपस्थिति के लिए बाह्य वातावरण से अलग होते हैं।

एक विशिष्ट ऊतक में उनके आकार, आकार या कार्य के बावजूद, सभी कोशिकाएं एक ही मूल कार्य करती हैं जो जीवित चीजों को चिह्नित करती हैं: वे बढ़ते हैं, फ़ीड करते हैं, पर्यावरण के साथ बातचीत करते हैं, और प्रजनन करते हैं।

डीएनए

डीएनए अणु। स्रोत: wikipedia.org

हालांकि यूकेरियोटिक कोशिकाएं और प्रोकैरियोटिक कोशिकाएं हैं, जो उनके साइटोसोलिक संगठन के संबंध में मौलिक रूप से भिन्न हैं, जो भी सेल एक को ध्यान में रखते हैं, सभी, बिना किसी अपवाद के, उनके अंदर डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए) होते हैं, जो एक अणु हैं "घरों" एक सेल के संरचनात्मक, रूपात्मक और कार्यात्मक विमान ”।

साइटोसोल

एक पशु कोशिका और उसके भागों का आरेख। साइटोसोल का नाम सबसे नीचे दिया गया है। (स्रोत: अलेजैंड्रो पोर्टो विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

यूकेरियोटिक कोशिकाओं के विभिन्न कार्यों के लिए उनके साइटोसोल में विशेष अंग होते हैं जो उनकी महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में योगदान करते हैं। ये ऑर्गेनेल कई सेल्युलर प्रोटीन के पोषक पदार्थ, संश्लेषण, पैकेजिंग और परिवहन से ऊर्जा का उत्पादन करते हैं और बड़े कणों का आयात और पाचन भी करते हैं।

cytoskeleton

कोशिकाओं में एक आंतरिक साइटोस्केलेटन होता है जो आकार को बनाए रखता है, प्रोटीन के आंदोलन और परिवहन को निर्देशित करता है और जो अंग उनका उपयोग करते हैं, साथ ही साथ पूरे सेल के आंदोलन या विस्थापन में सहायता करते हैं।

एककोशिकीय और बहुकोशिकीय जीव

एककोशिकीय और बहुकोशिकीय जीव हैं (जिनकी कोशिकाओं की संख्या अत्यधिक परिवर्तनशील है)। कोशिका जीव विज्ञान अध्ययन आमतौर पर "मॉडल" जीवों पर ध्यान केंद्रित करते हैं, जिन्हें सेल के प्रकार (प्रोकैरियोट्स या यूकेरियोट्स) और जीव के प्रकार (बैक्टीरिया, जानवर या पौधे) के अनुसार परिभाषित किया गया है।

जीन

जीन डीएनए अणुओं में एन्कोडेड जानकारी का हिस्सा हैं जो पृथ्वी पर सभी कोशिकाओं में मौजूद हैं।

ये न केवल प्रोटीन के अनुक्रम को निर्धारित करने के लिए आवश्यक जानकारी के भंडारण और परिवहन में कार्यों को पूरा करते हैं, बल्कि महत्वपूर्ण नियामक और संरचनात्मक कार्यों को भी पूरा करते हैं।

सेल बायोलॉजी अनुप्रयोग

चिकित्सा, जैव प्रौद्योगिकी और पर्यावरण जैसे क्षेत्रों में कोशिका जीव विज्ञान के लिए बड़ी संख्या में अनुप्रयोग हैं। यहां कुछ एप्लिकेशन दिए गए हैं:

गुणसूत्रों के सीटू धुंधला हो जाना और संकरण (फिश) में फ्लोरोसेंट कैंसर कोशिकाओं में क्रोमोसोमल अनुवाद का पता लगा सकते हैं।

डीएनए "चिप" की माइक्रोएरे की तकनीक इसकी वृद्धि के दौरान खमीर की जीन अभिव्यक्ति के नियंत्रण को जानने की अनुमति देती है। इस तकनीक का उपयोग विभिन्न ऊतकों और कैंसर कोशिकाओं में मानव जीन की अभिव्यक्ति को समझने के लिए किया गया है।

प्रतिदीप्ति-लेबल एंटीबॉडी, मध्यवर्ती फिलामेंट प्रोटीन के खिलाफ विशिष्ट, यह ऊतक को जानना संभव बनाता है जिससे एक ट्यूमर उत्पन्न हुआ था। यह जानकारी ट्यूमर से लड़ने के लिए डॉक्टर को सबसे उपयुक्त उपचार चुनने में मदद करती है।

एक ऊतक के भीतर कोशिकाओं को स्थानीय बनाने के लिए हरी फ्लोरोसेंट प्रोटीन (GFP) का उपयोग। पुनः संयोजक डीएनए प्रौद्योगिकी का उपयोग करते हुए, GFP जीन को एक पूर्ण जानवर की विशिष्ट कोशिकाओं में पेश किया जाता है।

सेल बायोलॉजी में हाल के अनुसंधान के उदाहरण

जर्नल नेचर सेल बायोलॉजी रिव्यू में प्रकाशित लेखों के दो उदाहरण चुने गए। ये निम्नलिखित हैं:

जानवरों में एपिजेनेटिक वंशानुक्रम की भूमिका (पेरेज़ और बेन लेहनर, 2019)

यह पता चला है कि जीनोम अनुक्रम के अलावा अन्य अणु, पीढ़ियों के बीच जानकारी स्थानांतरित कर सकते हैं। इस जानकारी को पिछली पीढ़ियों की शारीरिक और पर्यावरणीय स्थितियों द्वारा संशोधित किया जा सकता है।

इस प्रकार, डीएनए में अनुक्रम (हिस्टोन्स के सहसंयोजक संशोधन, डीएनए मिथाइलेशन, छोटे आरएनए) और जीनोम (माइक्रोबायोम) से स्वतंत्र जानकारी से जुड़ा नहीं है।

स्तनधारियों में, कुपोषण या अच्छा पोषण संतानों के ग्लूकोज चयापचय को प्रभावित करता है। पैतृक प्रभाव हमेशा युग्मकों द्वारा मध्यस्थ नहीं होते हैं, लेकिन वे अप्रत्यक्ष रूप से मां के माध्यम से कार्य कर सकते हैं।

बैक्टीरिया को जन्म नहर के माध्यम से, या स्तनपान के माध्यम से मां से विरासत में लिया जा सकता है। चूहों में, फाइबर में कम आहार पीढ़ी दर पीढ़ी माइक्रोबायोम की टैक्सोनोमिक विविधता में कमी पैदा करता है। आखिरकार, सूक्ष्मजीवों के उप-योगों का विलोपन होता है।

क्रोमेटिन विनियमन और कैंसर चिकित्सा (वालेंसिया और Kadoch, 2019)

वर्तमान में, तंत्र जो क्रोमेटिन की संरचना को नियंत्रित करते हैं और बीमारी में इसकी भूमिका जानते हैं। इस प्रक्रिया में, ऑन्कोजेनिक जीन की अभिव्यक्ति और चिकित्सीय लक्ष्यों की खोज की अनुमति देने वाली तकनीकों का विकास प्रमुख रहा है।

इस्तेमाल की जाने वाली तकनीकों में से कुछ क्रोमेटिन के इम्यूनोप्रूविंग हैं, जिसके बाद अनुक्रमण (चिप-सीक), आरएनए अनुक्रमण (आरएनए-सीक्यू), ट्रांसकैपैसेबल क्रोमैटिन परख अनुक्रमण (एटीएसी-सीक) का उपयोग किया जाता है।

भविष्य में, CRISPR - Cas9 प्रौद्योगिकी और RNA हस्तक्षेप का उपयोग कैंसर चिकित्सा के विकास में एक भूमिका निभाएगा।

संदर्भ

1. अल्बर्ट, बी। ब्रे, डी।, हॉपकिन, के।, जॉनसन, ई।, लुईस, जे।, रफ़, एम।,… और वाल्टर, पी। (2013)। आवश्यक कोशिका जीव विज्ञान। माला विज्ञान।
2. Bolsaver, SR, Shephard, EA, White, HA, & Hyams, JS (2011)। सेल बायोलॉजी: एक छोटा कोर्स। जॉन विले एंड संस।
3. कूपर, जीएम और हौसमैन, आरई (2004)। सेल: आणविक दृष्टिकोण। मेडिसिनका नकलदा।
4. लोदीश, एच।, बर्क, ए।, जिपर्सस्की, एसएल, मत्सुदैरा, पी।, बाल्टीमोर, डी।, और डैरनेल, जे। (2000)। आणविक कोशिका जीव विज्ञान 4 संस्करण। राष्ट्रीय जैव प्रौद्योगिकी सूचना केंद्र, बुकशेल्फ़।
5. सोलोमन, ईपी, बर्ग, एलआर, और मार्टिन, डीडब्ल्यू (2011)। जीव विज्ञान (9 वां संस्करण)। ब्रूक्स / कोल, सेंगेज लर्निंग: यूएसए।