साइटोस्केलेटन: विशेषताओं, कार्यों और संरचना - जीवविज्ञान - 2025

Cytoskeleton एक सेलुलर तंतु से बना संरचना है। यह कोशिका द्रव्य और आकृति को बनाए रखने के लिए पूरे कोशिका द्रव्य में फैलाया जाता है और इसका कार्य मुख्य रूप से सहायक होता है। संरचनात्मक रूप से, यह तीन प्रकार के तंतुओं से बना होता है, उनके आकार के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है।

ये एक्टिन फाइबर, मध्यवर्ती तंतु और सूक्ष्मनलिकाएं हैं। हर एक नेटवर्क को एक विशिष्ट संपत्ति देता है। सेल इंटीरियर एक ऐसा वातावरण है जहां सामग्री का विस्थापन और पारगमन होता है। साइटोस्केलेटन इन इंट्रासेल्युलर आंदोलनों की मध्यस्थता करता है।

उदाहरण के लिए, ऑर्गेनेल - जैसे माइटोकॉन्ड्रिया या गोल्गी तंत्र - सेलुलर वातावरण में स्थिर हैं; ये एक मार्ग के रूप में साइटोस्केलेटन का उपयोग करके चलते हैं।

हालांकि साइटोस्केलेटन यूकेरियोटिक जीवों में स्पष्ट रूप से प्रबल होता है, प्रोकैरियोट्स में एक अनुरूप संरचना की सूचना दी गई है।

सामान्य विशेषताएँ

साइटोस्केलेटन एक अत्यंत गतिशील संरचना है जो "आणविक पाड़" का प्रतिनिधित्व करती है। तीन प्रकार के फिलामेंट जो इसे बनाते हैं, वे दोहराई जाने वाली इकाइयाँ हैं जो बहुत अलग संरचनाएँ बना सकती हैं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि ये मूलभूत इकाइयाँ किस तरह संयुक्त हैं।

यदि हम मानव कंकाल के साथ एक सादृश्य बनाना चाहते हैं, तो साइटोस्केलेटन हड्डी प्रणाली के बराबर है और, इसके अलावा, मांसपेशियों की प्रणाली के लिए।

हालांकि, वे एक हड्डी के समान नहीं हैं क्योंकि घटकों को इकट्ठा और विघटित किया जा सकता है, जो आकार में परिवर्तन और सेल प्लास्टिसिटी देने की अनुमति देता है। साइटोस्केलेटन के घटक डिटर्जेंट में घुलनशील नहीं हैं।

विशेषताएं

आकार

जैसा कि इसके नाम का अर्थ है, साइटोस्केलेटन का "सहज" कार्य सेल को स्थिरता और आकार प्रदान करना है। जब इस जटिल नेटवर्क में तंतु संयुक्त होते हैं, तो यह कोशिका को विकृति का प्रतिरोध करने की संपत्ति देता है।

इस संरचना के बिना, सेल एक विशिष्ट आकार को बनाए रखने में सक्षम नहीं होगा। हालांकि, यह एक गतिशील संरचना (मानव कंकाल के विपरीत) है जो कोशिकाओं को बदलते आकार की संपत्ति देता है।

सेल आंदोलन और जंक्शन

कोशिकीय घटकों के इस नेटवर्क से कई कोशिकीय घटक जुड़े होते हैं, जो उनके स्थानिक व्यवस्था में योगदान करते हुए साइटोप्लाज्म में फैल जाते हैं।

एक सेल सूप के समान नहीं दिखता है जिसमें विभिन्न तत्व तैरते हैं; न तो यह एक स्थिर इकाई है। बल्कि, यह एक संगठित मैट्रिक्स है जो विशिष्ट क्षेत्रों में स्थित ऑर्गेनेल के साथ है, और यह प्रक्रिया साइटोस्केलेटन के लिए धन्यवाद होती है।

साइटोस्केलेटन आंदोलन में शामिल है। यह मोटर प्रोटीन के लिए धन्यवाद होता है। ये दोनों तत्व कोशिका के भीतर संचलन और संचलन की अनुमति देते हैं।

यह फागोसाइटोसिस की प्रक्रिया में भी भाग लेता है (एक प्रक्रिया जिसमें एक कोशिका बाहरी वातावरण से एक कण को ​​पकड़ती है, जो भोजन नहीं हो सकती है)।

साइटोस्केलेटन शारीरिक और जैव रासायनिक रूप से कोशिका को उसके बाहरी वातावरण से जुड़ने की अनुमति देता है। यह कनेक्टर भूमिका वह है जो ऊतकों और सेल जंक्शनों के गठन की अनुमति देता है।

संरचना और घटकों

साइटोस्केलेटन तीन अलग-अलग प्रकार के फिलामेंट्स से बना है: एक्टिन, इंटरमीडिएट फिलामेंट्स और माइक्रोट्यूबुल्स।

वर्तमान में एक नए उम्मीदवार को साइटोस्केले के चौथे स्ट्रैंड के रूप में प्रस्तावित किया जा रहा है: सेप्टिन। इनमें से प्रत्येक भाग को नीचे विस्तार से वर्णित किया गया है:

एक्टिन फिलामेंट

एक्टिन फिलामेंट्स का व्यास 7 एनएम है। उन्हें माइक्रोफिल्मेंट्स के रूप में भी जाना जाता है। फिलामेंट बनाने वाले मोनोमर्स गुब्बारे के आकार के कण होते हैं।

यद्यपि वे रैखिक संरचनाएं हैं, वे "बार" के आकार के नहीं होते हैं: वे अपनी धुरी पर घूमते हैं और एक हेलिक्स के समान होते हैं। वे विशिष्ट प्रोटीनों की एक श्रृंखला से जुड़े होते हैं जो उनके व्यवहार (संगठन, स्थान, लंबाई) को विनियमित करते हैं। एक्टिन के साथ बातचीत करने में सक्षम 150 से अधिक प्रोटीन हैं।

चरम को विभेदित किया जा सकता है; एक को प्लस (+) और दूसरे को माइनस (-) कहा जाता है। इन सिरों पर, फिलामेंट बढ़ सकता है या छोटा हो सकता है। पॉलीमराइजेशन को प्लस एंड पर तेजी से देखा जाता है; पॉलिमराइजेशन होने के लिए, एटीपी की आवश्यकता होती है।

एक्टिन एक मोनोमर के रूप में भी हो सकता है और साइटोसोल में मुक्त हो सकता है। ये मोनोमर प्रोटीन के लिए बाध्य होते हैं जो उनके पोलीमराइजेशन को रोकते हैं।

एक्टिन फिलामेंट्स के कार्य

सेल आंदोलन से संबंधित एक्टिन फिलामेंट्स की एक भूमिका है। वे अपने वातावरण में स्थानांतरित करने के लिए, एककोशिकीय और बहुकोशिकीय जीव (एक उदाहरण प्रतिरक्षा प्रणाली की कोशिकाएं) हैं, विभिन्न प्रकार के सेल की अनुमति देते हैं।

एक्टिन मांसपेशियों के संकुचन में अपनी भूमिका के लिए अच्छी तरह से जाना जाता है। मायोसिन के साथ मिलकर वे सरकोमेरिस में एक साथ समूह बनाते हैं। दोनों संरचनाएं ऐसे एटीपी-निर्भर आंदोलन को संभव बनाती हैं।

माध्यमिक रेशे

इन फिलामेंट्स का अनुमानित व्यास 10 माइक्रोन है; इसलिए नाम "मध्यवर्ती"। इसका व्यास साइटोस्केलेटन के अन्य दो घटकों के संबंध में मध्यवर्ती है।

प्रत्येक फिलामेंट को निम्नानुसार संरचित किया गया है: एन टर्मिनल पर एक गुब्बारे के आकार का सिर और कार्बन टर्मिनल पर एक समान आकार की पूंछ। ये छोर अल्फ़ा हेलिकॉप्टरों से बनी रैखिक संरचना द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं।

इन "रस्सियों" में गोलाकार सिर होते हैं, जिनमें अन्य मध्यवर्ती फ़िलामेंट्स के साथ घुमावदार होने की संपत्ति होती है, जो मोटे इंटरलेस्ड तत्वों का निर्माण करते हैं।

इंटरमीडिएट फिलामेंट्स पूरे कोशिका कोशिका द्रव्य में स्थित होते हैं। वे झिल्ली का विस्तार करते हैं और अक्सर इसके साथ जुड़े होते हैं। ये तंतु नाभिक में भी पाए जाते हैं, "नाभिकीय लामिना" नामक एक संरचना बनाते हैं।

इस समूह को मध्यवर्ती तंतुओं के उपसमूह में बदले में वर्गीकृत किया गया है:

- केरातिन तंतु।

- विमिन फिलामेंट्स।

- न्यूरोफिलामेंट्स।

- परमाणु चादरें।

मध्यवर्ती तंतुओं की भूमिका

वे बेहद मजबूत और प्रतिरोधी तत्व हैं। वास्तव में, अगर हम उनकी तुलना अन्य दो फिलामेंट्स (एक्टिन और माइक्रोट्यूबुल्स) से करते हैं, तो इंटरमीडिएट फिलामेंट्स में स्थिरता आती है।

इस संपत्ति के लिए धन्यवाद, इसका मुख्य कार्य यांत्रिक है, सेलुलर परिवर्तनों का विरोध करता है। वे सेल प्रकारों में बहुतायत से पाए जाते हैं जो निरंतर यांत्रिक तनाव का अनुभव करते हैं; उदाहरण के लिए, तंत्रिका, उपकला और मांसपेशियों की कोशिकाओं में।

साइटोस्केलेटन के अन्य दो घटकों के विपरीत, मध्यवर्ती तंतु इकट्ठा नहीं हो पाते हैं और उनके ध्रुवीय सिरों पर आ जाते हैं।

वे कठोर संरचनाएं हैं (अपने कार्य को पूरा करने में सक्षम होने के लिए: सेल समर्थन और तनाव के लिए यांत्रिक प्रतिक्रिया) और फिलामेंट्स की विधानसभा फॉस्फोराइलेशन पर निर्भर एक प्रक्रिया है।

मध्यवर्ती फिलामेंट्स संरचनाएं बनाते हैं जिन्हें डेसमोसोम कहा जाता है। प्रोटीन (कैडरिन) की एक श्रृंखला के साथ, इन परिसरों को बनाया जाता है जो कोशिकाओं के बीच जंक्शन बनाते हैं।

सूक्ष्मनलिकाएं

माइक्रोट्यूबुल्स खोखले तत्व होते हैं। वे सबसे बड़े तंतु हैं जो साइटोस्केलेटन बनाते हैं। इसके आंतरिक भाग में सूक्ष्मनलिकाएं का व्यास लगभग 25 एनएम है। लंबाई काफी भिन्न है, 200 एनएम से 25 माइक्रोन की सीमा के भीतर।

ये तंतु सभी यूकेरियोटिक कोशिकाओं में अपरिहार्य हैं। वे सेंट्रोसोम नामक छोटी संरचनाओं से निकलते हैं (या पैदा होते हैं), और वहां से वे कोशिका के किनारों तक मध्यवर्ती फ़िलामेंट्स के विपरीत होते हैं, जो पूरे सेलुलर वातावरण में विस्तारित होते हैं।

माइक्रोट्यूब्यूल्स प्रोटीन से बने होते हैं जिन्हें ट्यूबलिन कहा जाता है। ट्युबुलिन एक डाईमर है जो दो सबयूनिट्स से बना होता है: α- ट्युबुलिन और tub-ट्युबुलिन। ये दो मोनोमर गैर-सहसंयोजक बंधनों द्वारा जुड़ते हैं।

इसकी सबसे प्रासंगिक विशेषताओं में से एक है, बढ़ने की क्षमता और छोटा, काफी गतिशील संरचनाएं, जैसा कि एक्टिन फिलामेंट्स में है।

सूक्ष्मनलिकाएं के दोनों सिरे एक दूसरे से अलग हो सकते हैं। इस कारण से यह कहा जाता है कि इन तंतुओं में "ध्रुवीयता" होती है। प्रत्येक चरम सीमा पर - जिसे प्लस पी पॉजिटिव और माइनस या नेगेटिव कहा जाता है - स्व-असेंबली की प्रक्रिया होती है।

फिलामेंट की असेंबली और गिरावट की यह प्रक्रिया "गतिशील अस्थिरता" की घटना को जन्म देती है।

माइक्रोट्यूब्यूल फ़ंक्शन

माइक्रोट्यूबुल्स बहुत विविध संरचनाओं का निर्माण कर सकते हैं। वे कोशिका विभाजन की प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं, जिससे माइटोटिक स्पिंडल बनता है। यह प्रक्रिया प्रत्येक बेटी कोशिका को गुणसूत्रों के बराबर संख्या में मदद करती है।

वे सेल गतिशीलता के लिए उपयोग किए जाने वाले व्हिप-जैसे परिशिष्ट भी बनाते हैं, जैसे कि सिलिया और फ्लैगेला।

माइक्रोट्यूबुल्स पथ या "राजमार्ग" के रूप में कार्य करते हैं जिसमें विभिन्न प्रोटीन होते हैं जिनमें परिवहन कार्य होते हैं। इन प्रोटीनों को दो परिवारों में वर्गीकृत किया जाता है: बिल्ली के बच्चे और डायनेन्स। वे कोशिका के भीतर लंबी दूरी की यात्रा कर सकते हैं। छोटी दूरी पर परिवहन आमतौर पर एक्टिन पर किया जाता है।

ये प्रोटीन सूक्ष्मनलिका सड़कों के "पैदल यात्री" हैं। इसकी गति बारीकी से सूक्ष्मनलिका पर चलने जैसी दिखती है।

परिवहन में विभिन्न प्रकार के तत्व या उत्पाद शामिल होते हैं, जैसे पुटिका। तंत्रिका कोशिकाओं में इस प्रक्रिया को अच्छी तरह से जाना जाता है क्योंकि न्यूरोट्रांसमीटर पुटिकाओं में जारी होते हैं।

माइक्रोट्यूबुल्स भी ऑर्गेनेल लामबंदी में भाग लेते हैं। विशेष रूप से, गोल्गी तंत्र और एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम इन तंतुओं पर निर्भर करते हैं ताकि वे अपनी उचित स्थिति ले सकें। सूक्ष्मनलिकाएं (प्रयोगात्मक रूप से उत्परिवर्तित कोशिकाओं में) की अनुपस्थिति में, ये अंग स्पष्ट रूप से अपनी स्थिति बदलते हैं।

साइटोस्केलेटन के अन्य निहितार्थ

बैक्टीरिया में

पिछले अनुभागों में यूकेरियोट्स के साइटोस्केलेटन का वर्णन किया गया था। प्रोकैरियोट्स में भी एक समान संरचना होती है और इसमें तीन तंतुओं के अनुरूप घटक होते हैं जो पारंपरिक साइटोस्केलेटन बनाते हैं। इन तंतुओं को बैक्टीरिया से संबंधित अपने स्वयं के एक में जोड़ा जाता है: मिनड-पैरा समूह।

बैक्टीरिया में साइटोस्केलेटन के कार्य यूकेरियोट्स में पूर्ण होने वाले कार्यों के समान हैं: समर्थन, कोशिका विभाजन, सेल आकार का रखरखाव, अन्य।

कैंसर में

नैदानिक ​​रूप से, साइटोस्केलेटन के घटक कैंसर से जुड़े हुए हैं। चूंकि वे विभाजन की प्रक्रियाओं में हस्तक्षेप करते हैं, इसलिए उन्हें अनियंत्रित सेल विकास को समझने और हमला करने के लिए "लक्ष्य" माना जाता है।

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