टोनोप्लास्ट जीवविज्ञान में प्रयुक्त शब्द है जो पौधों की कोशिकाओं में रिक्तिका के आंतरिक झिल्लियों की पहचान करता है। टोनोप्लास्ट में एक चयनात्मक पारगम्यता होती है और रिक्तिका के भीतर पानी, आयन और विलेय को बंद कर देता है।
टोनोप्लास्ट की आणविक संरचना पर संपूर्ण अध्ययन होते हैं, क्योंकि इन झिल्लियों में स्थित ट्रांसपोर्टर प्रोटीन पौधों की वृद्धि, तनाव से खारापन और अपवित्रता और रोगजनकों के प्रति संवेदनशीलता को नियंत्रित करते हैं।
पादप कोशिका का टोनप्लास्ट (स्रोत: मारियाना रुइज़ विथ विकिमीडिया कॉमन्स)
आम तौर पर, टोकोप्लास्ट रचना करने वाले रिक्तिका में पौधों में पूरे सेल की मात्रा का 57.2% होता है। हालांकि, यह प्रतिशत जीवन के तरीके के आधार पर अलग-अलग हो सकता है, कैक्टि और रेगिस्तानी पौधों के होने के कारण जो छोटे या बड़े रिक्तिकाएं हैं।
पौधों की कुछ प्रजातियों में, टोनोप्लास्ट द्वारा सीमांकित रिक्तिका सभी पौधों की कोशिकाओं के आंतरिक मात्रा के 90% तक हो सकती है।
चूंकि यह साइटोसोल और रिक्तिका के आंतरिक भाग के बीच अणुओं, आयनों और एंजाइमों के निरंतर यातायात में शामिल है, इसलिए टोनोप्लास्ट ट्रांसपोर्टर प्रोटीन, चैनल और एक्वापोरिन (छिद्र या चैनल जिसमें पानी गुजरता है) में समृद्ध है।
कई आंतरिक पुटिकाएं, जैसे कि फ़ागोसोम या परिवहन पुटिका, टोकोप्लास्ट के साथ फ़्यूज़ को समाप्त करती हैं ताकि वे अपनी सामग्री को वेचुएल के अंदर जमा कर सकें, जहां उनके घटक घटकों को नीचा और पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है।
बायोटेक्नोलॉजिस्ट वाणिज्यिक प्रयासों के पौधों जैसे गेहूं और चावल, टोनोप्लास्ट में नमक तनाव के प्रतिरोधी पौधों की विशेषताओं के साथ शामिल करने के लिए आवश्यक तकनीकों पर अपने प्रयासों को केंद्रित करते हैं।
विशेषताएँ
टोनोप्लास्ट ज्यादातर प्रोटीन और लिपिड से बना होता है, जो लिपिड बाईलेयर के रूप में व्यवस्थित होता है, कमोबेश कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली के समान होता है। हालांकि, जब अन्य कोशिका झिल्ली की तुलना में, इसकी संरचना में अद्वितीय प्रोटीन और लिपिड होते हैं।
वैक्यूलर झिल्ली (टोनोप्लास्ट) 18% न्यूट्रल लिपिड और स्टेरोल्स, 31% ग्लाइकोलिपिड्स और 51% फॉस्फोलिपिड्स से बना होता है। आम तौर पर, लिपिड में मौजूद फैटी एसिड, जो बिलीयर बनाते हैं, पूरी तरह से संतृप्त होते हैं, अर्थात, उनके पास दोहरे बंधन नहीं होते हैं।
टोनोप्लास्ट द्वारा परिभाषित विशाल रिक्तिका कई छोटे रिक्तिकाओं के एक सेट के रूप में शुरू होती है जो एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में संश्लेषित होती हैं, बाद में गोल्गी तंत्र से प्रोटीन को उनमें शामिल किया जाता है।
पादप कोशिका के केंद्रीय रिक्तिका के योजनाबद्ध (स्रोत: मैं लेखक हूँ: विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से गीतकार)
गोल्गी तंत्र से प्रोटीन चैनल, एंजाइम, ट्रांसपोर्टर और संरचनात्मक प्रोटीन और एंकरिंग ग्लाइकोप्रोटीन हैं जो टोनोप्लास्ट में तैनात होंगे।
सभी छोटे रिक्तिकाएं धीरे-धीरे और उत्तरोत्तर फ़्यूज़िंग और व्यवस्थित होती हैं जब तक कि वे टोनोप्लास्ट का निर्माण नहीं करती हैं जो एक बड़े रिक्तिका को जन्म देती हैं, मुख्य रूप से पानी और आयनों से भरा होता है। यह प्रक्रिया राज्य प्लांट के सभी जीवों में होती है, इसलिए, सभी पौधों की कोशिकाओं में एक टोनोप्लास्ट होता है।
टोनोप्लास्ट, माइटोकॉन्ड्रियल लिपिड बाईलेयर की तरह, इसकी संरचना दो प्रकार के प्राथमिक प्रोटॉन पंप, एक एटीपीस और एक पायरोफॉस्फेट के बीच होती है, जो रिक्तिका के आंतरिक के लिए एक अम्लीय पीएच होना संभव बनाती है।
विशेषताएं
टोनोप्लास्ट का मुख्य कार्य एक अर्धचालक बाधा के रूप में कार्य करना है, रिक्तिका द्वारा शामिल स्थान को परिसीमित करना और इसे साइटोसोलिक सामग्री के बाकी हिस्सों से अलग करना है।
यह "अर्ध-पारगम्यता" कई अन्य कार्यों के बीच टगर, पीएच नियंत्रण, विकास के लिए संयंत्र कोशिकाओं द्वारा उपयोग किया जाता है।
टर्गोर और पानी की क्षमता
पौधों में टोनोप्लास्ट का सबसे अधिक अध्ययन किया गया कार्य सेल टगर को विनियमित करना है। रिक्तिका के भीतर पाए जाने वाले आयनों और पानी की सांद्रता पानी की क्षमता (the) में दबाव क्षमता (p) के माध्यम से भाग लेती है, ताकि पानी के अणु कोशिका के आंतरिक भाग में प्रवेश करें या छोड़ दें।
टोनोप्लास्ट की उपस्थिति के लिए धन्यवाद, कोशिकाओं में कोशिका भित्ति पर प्रोटोप्लास्ट (प्लाज्मा झिल्ली) द्वारा उत्सर्जित दबाव क्षमता (exp) उत्पन्न होती है। यह बल प्रोटोप्लास्ट पर रिक्त छेद दबाव के रूप में सकारात्मक मान प्राप्त करता है और यह, बदले में, सेल की दीवार पर।
जब पानी टोनोप्लास्ट के माध्यम से वैक्यूल को छोड़ देता है और फिर प्लांट सेल को छोड़ देता है, तो रिक्तिका सिकुड़ने लगती है और सेल का टर्गर खो जाता है, जिससे दबाव संभावित मान (Ψp) शून्य और यहां तक कि नकारात्मक हो जाता है।
इस प्रक्रिया को उद्दीपक प्लास्मोलिसिस के रूप में जाना जाता है और यह वह है जो पौधों में हम जो निरीक्षण करते हैं, उससे विकृति उत्पन्न होती है।
जब पौधा मुरझा जाता है, तो इसकी कोशिकीय परासरण क्षमता (increasesp) बढ़ जाती है, क्योंकि जब कोशिका के अंदर पोटेशियम आयन (K +) की सांद्रता बाहर के विलेय की सांद्रता से अधिक होती है, तो पानी अंदर की ओर बढ़ता है।
ये पोटेशियम आयन (K +) ज्यादातर रिक्तिका के अंदर पाए जाते हैं और, साइटोसोल आयनों के साथ मिलकर, आसमाटिक क्षमता (Ψp) उत्पन्न करने के लिए जिम्मेदार होते हैं। टोनोप्लास्ट इन पोटेशियम आयनों के लिए एक एटीपीस के लिए धन्यवाद है जो इसकी संरचना में है।
PH रखरखाव
टोनोप्लास्ट में एटीपीस साइटोसोल और रिक्तिका के आंतरिक भाग के बीच एक निरंतर प्रोटॉन ढाल बनाए रखता है।
रूट सेल झिल्ली के ATPases पोटेशियम आयनों (K +) की उपस्थिति से सक्रिय होते हैं, ये पोटेशियम आयनों (K +) का परिचय देते हैं और प्रोटॉन (H +) को निष्कासित करते हैं। इसके विपरीत, टोनोप्लास्ट में पाए जाने वाले एटीपीस साइटोसोल में क्लोरीन (Cl-) की उपस्थिति में सक्रिय होते हैं।
ये आंतरिक क्लोरीन (Cl-) और हाइड्रोजन (H +) आयनों की सांद्रता को नियंत्रित करते हैं। दोनों ATPases पादप कोशिकाओं के साइटोसोल में pH को नियंत्रित करने के लिए एक तरह के "गेम" में काम करते हैं, या तो pH को बढ़ाकर या साइटोसोल के pH को 7 या उससे कम कर देते हैं।
जब साइटोसोल में प्रोटॉन (H +) की बहुत अधिक मात्रा होती है, तो कोशिका झिल्ली का ATPase पोटेशियम आयन (K +) का परिचय देता है; जबकि टोनोप्लास्ट का एटीपीज़ क्लोरोसिन (Cl-) और हाइड्रोजन (H +) आयनों को साइटोसोल से रिक्तिका में सोख लेता है।
आयनों का एक संचयन
टोनोप्लास्ट में कई प्रकार के प्राथमिक प्रोटॉन पंप होते हैं। इसके अलावा, इसमें कैल्शियम आयनों (Ca +), हाइड्रोजन आयनों (H +), और अन्य आयनों के लिए परिवहन चैनल हैं जो प्रत्येक पौधे की प्रजातियों के लिए विशिष्ट हैं।
ATPases ने प्रोटॉन (H +) को रिक्तिका में पंप किया, जिससे उसके लुमेन को अम्लीय पीएच प्राप्त होता है, जिसमें 2 और 5 के बीच मान होता है, और एक सकारात्मक आंशिक आवेश होता है। ये पंप साइटोसोल में एटीपी को हाइड्रोलाइज करते हैं और, एक छिद्र के माध्यम से, प्रोटॉन (H +) को रिक्तिका के लुमेन में पेश करते हैं।
Pyrophosphatases एक अन्य प्रकार का टोनोप्लास्ट "पंप" है जो प्रोटॉन (H +) को भी रिक्तिका में पेश करता है, लेकिन पाइरोफॉस्फेट (PPi) के हाइड्रोलिसिस के माध्यम से ऐसा करता है। यह पंप पौधों के लिए अद्वितीय है और Mg ++ और K + आयनों पर निर्भर करता है।
टोनप्लास्ट में एक और प्रकार का एटीपेज़ पाया जा सकता है जो प्रोटॉन को साइटोसोल में पंप करता है और कैल्शियम आयनों (सीए ++) को रिक्तिका में पेश करता है। कैल्शियम (Ca ++) का उपयोग कोशिका के अंदर एक संदेशवाहक के रूप में किया जाता है और रिक्तिका के लुमेन का उपयोग आयनों के लिए जमा के रूप में किया जाता है।
टोनोप्लास्ट में शायद सबसे अधिक प्रोटीन कैल्शियम चैनल हैं, ये झिल्ली के एटीपीसेस द्वारा पेश किए गए कैल्शियम (सीए +) से बाहर निकलने की अनुमति देते हैं।
वर्तमान में, एबीसी प्रकार के प्राथमिक पंपों या ट्रांसपोर्टरों (अंग्रेजी ए टीपी-बी इनडिंग सी परख) से रिक्तिका में बड़े कार्बनिक आयनों (जैसे ग्लूटाथियोन, उदाहरण के लिए) की पहचान करने में सक्षम हैं।
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