ऑर्गेनेल की परिभाषाऑर्गनेल शब्द ‘ऑर्गन’ शब्द से लिया गया है और यह एक विशिष्ट कार्य करने वाले सेल के भीतर के डिब्बों को संदर्भित करता है। इन डिब्बों को आमतौर पर इंट्रासेल्युलर झिल्ली के माध्यम से बाकी साइटोप्लाज्म से अलग किया जाता है। ये झिल्ली प्लाज्मा झिल्ली के समान हो सकती हैं या लिपिड और प्रोटीन के एक अलग पूरक से बनाई जा सकती हैं। एक झिल्ली के गुण इसके मूल के कारण होते हैं, जैसे कि माइटोकॉन्ड्रिया या प्लास्टिड्स, या इसके विशिष्ट कार्य के कारण, जैसा कि परमाणु झिल्ली के साथ देखा जाता है। कुछ ऑर्गेनेल झिल्ली-बाध्य नहीं होते हैं और आरएनए और प्रोटीन से बने बड़े परिसरों के रूप में मौजूद होते हैं, जैसे कि राइबोसोम।

कोशिकाओं के लिए तीन बड़ी चुनौतियां हैं क्योंकि वे ऑर्गेनेल बनाते हैं। पहले ऑर्गेनेल के बुनियादी भवन ब्लॉकों का गठन और परिपक्वता है। इसमें झिल्ली, इसकी झिल्ली-बाध्य मैक्रोमोलेक्यूल्स, और साइटोस्केलेटल मशीनरी शामिल है जो ऑर्गेनेल को आकार देती है। इसके अलावा, ऑर्गेनेल को सही रसायन – प्रोटीन, अमीनो एसिड, लिपिड, कार्बोहाइड्रेट या उनके मोनोमर्स के साथ सह-कारक, एंजाइम और सिग्नलिंग अणु शामिल करने की आवश्यकता है। इन अणुओं को विशेष रूप से, और अक्सर सक्रिय रूप से इन उपकुलर डिब्बों में ले जाना पड़ता है। अंत में, ऑर्गेनेल को सेल के जीवन भर बनाए रखा जाना चाहिए और सेल डिवीजन के दौरान सटीक रूप से अलग किया जाना चाहिए। इन कार्यों को पूरा करने के लिए जीवित दुनिया भर में कोशिकाओं द्वारा उपयोग की जाने वाली विभिन्न रणनीतियाँ हैं।

ऑर्गेनेल के उदाहरण

यूकेरियोटिक जीवों में, लगभग हर कोशिका में एक नाभिक होता है (अपवादों में स्तनधारी लाल रक्त कोशिकाएं शामिल हैं)। देखा गया अन्य सामान्य अंग माइटोकॉन्ड्रिया, प्लास्टिड्स (ऑटोट्रॉफ़्स के बीच), एंडोप्लाज़मिक रेटिकुला, गोल्गी उपकरण, लाइसोसोम और वेक्यूल हैं। कुछ विशेष कोशिकाओं जैसे न्यूरॉन्स में सिनैप्टिक वेसिकल्स भी होते हैं। ये सभी संरचनाएं झिल्लीदार होती हैं। राइबोसोम, स्प्लिसोसम, सेंट्रीओल्स और सेंट्रोसोम जैसे मैक्रोमोलेक्युलर कॉम्प्लेक्स एक झिल्ली से घिरे नहीं होते हैं, लेकिन अधिकांश कोशिकाओं में महत्वपूर्ण ऑर्गेनेल होते हैं, जो साइटोस्केलेटन के आयोजन, प्रोटीन को संश्लेषित करने और आरएनए को संसाधित करने जैसे महत्वपूर्ण कार्य करते हैं।

बैक्टीरिया में प्रोटीन-बाध्य और लिपिड-बाउंड ऑर्गेनेल दोनों होते हैं। ये एक सरल मोनोलेयर झिल्ली (उदाहरण: कार्बोक्सोमोम्स) या एक बाइलर (मैग्नेटोसोम्स) से बन सकते हैं। प्रोकैरियोट्स में ऑर्गेनेल का अध्ययन अब बड़े पैमाने पर किया जा रहा है, खासकर बेहतर प्रायोगिक साधनों के आगमन के साथ।

Organelles के प्रकार

ऑर्गेनेल को कई तरीकों से वर्गीकृत किया जा सकता है। सबसे सरल वर्गीकरण उनकी उत्पत्ति पर आधारित है: चाहे वे प्रोकैरियोट्स या यूकेरियोट्स में मौजूद हों। जबकि इन दो सेल वंशों के बीच कई महत्वपूर्ण जैव रासायनिक रास्ते एक सामान्य वंश को साझा करते हैं, एक जटिल सेल योजना सबसे यूकेरियोटिक कोशिकाओं को अलग करती है। इस विशेष प्रकार की जटिलता की उत्पत्ति ज्ञात नहीं है। यूकेरियोट्स जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की सूक्ष्म रूप से विनियमित श्रृंखलाओं को अंजाम देने में सक्षम हैं, मुख्य रूप से उनकी उप-कोशिकीकरण की क्षमता के कारण। इसके अलावा, ऑर्गेनेल की उपस्थिति जो एटीपी उत्पन्न कर सकती है, इन चयापचय प्रतिक्रियाओं को चलाने और एक बड़ी कोशिका को बनाए रखने के लिए ऊर्जा प्रदान करती है। दूसरी ओर, प्रोकेरियोटिक आनुवंशिक सामग्री अर्ध-संगठित क्षेत्रों में स्थित होती है जिसे न्यूक्लियोइड कहा जाता है जो आमतौर पर साइटोप्लाज्म के एक भाग के रूप में देखा जाता है जिसमें कोशिका के अधिकांश आनुवंशिक पदार्थ होते हैं। मैग्नेटोसोम्स एक अन्य प्रकार के प्रोकैरियोटिक ऑर्गेनेल हैं, व्यावहारिक रूप से एक लिपिड बिलीयर द्वारा बाध्य हैं। ये संरचनाएं एक्टिन जैसी साइटोस्केलेटल संरचनाओं द्वारा बनाई जाती हैं जो कोशिका के भीतर ऑर्गेनेल को आकार देने और पता लगाने में शामिल होती हैं।

यह सरलीकृत वर्गीकरण कभी-कभी कठिनाइयों में चलता है, विशेष रूप से माइटोकॉन्ड्रिया या क्लोरोप्लास्ट जैसी संरचनाओं के साथ, जिन्हें प्राचीन एंडोसिम्बियन माना जाता है। हालांकि, एक नियम के रूप में, रासायनिक संरचना, और झिल्ली संरचना के संदर्भ में प्रोकैरियोटिक ऑर्गेनेल अक्सर कम जटिलता के साथ सरल होते हैं।

यूकेरियोटिक कोशिकाओं के भीतर भी, एक उप-कोशिकीय डिब्बे के आसपास झिल्ली की उपस्थिति और प्रकृति वर्गीकरण की एक सामान्य विधि है। जबकि प्रमुख डिब्बों जैसे कि लाइसोसोम और एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम एक लिपिड बाइलेयर द्वारा बंधे होते हैं, कई महत्वपूर्ण, लेकिन छोटे ऑर्गल्स साइटोप्लाज्मिक वातावरण के साथ स्वतंत्र रूप से बातचीत करते हैं। ये अंग तरल पदार्थ से भरे नहीं होते हैं, और इसके बजाय प्रोटीन, आरएनए या दोनों के ठोस द्रव्यमान होते हैं। राइबोसोम और स्प्लिसोसम ऑर्गेनेल के लिए सामान्य उदाहरण हैं जो झिल्ली-बाध्य नहीं हैं। कुछ लोग इस श्रेणी के तहत पौधों और जीवाणुओं की कोशिका दीवारों को भी वर्गीकृत करते हैं, क्योंकि वे मुख्य रूप से सेलूलोज़ से निर्मित होते हैं। हालांकि, यह कोशिका झिल्ली के बाहर स्थित है और इसलिए, वास्तव में एक इंट्रासेल्युलर संरचना नहीं माना जा सकता है।

अंत में, कुछ अंग कोशिका चक्र से स्वतंत्र प्रजनन कर सकते हैं, क्योंकि उनमें अपनी आनुवंशिक सामग्री होती है। यहां प्लास्टिड्स और माइटोकॉन्ड्रिया का विशेष महत्व है। हालाँकि, जब वे G0 चरण में आराम कर रहे होते हैं तब भी प्रजनन करते हैं, उन्हें साइटोप्लाज्म से अधिकांश डुप्लिकेट मशीनरी को आयात करने की आवश्यकता होती है, जिससे वे सेल की आवश्यकताओं के साथ अंतरंग रूप से जुड़ जाते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट में अद्वितीय आनुवंशिक सामग्री होती है, जो बाकी नाभिक से स्वतंत्र होती है, और कई मामलों में, सेल के भीतर उनकी संख्या बदल सकती है। उदाहरण के लिए, मांसपेशी फाइबर जो एटीपी की आवश्यकता में वृद्धि का सामना करते हैं, अक्सर सेल में माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या में वृद्धि करके प्रतिक्रिया करते हैं। पौधों और अन्य ऑटोट्रॉफ़ क्लोरोप्लास्ट के साथ समान अनुकूलन दिखा सकते हैं।

ऑर्गेनेल के कार्य

एक एकल कोशिका की गतिविधियां एक जीव के दर्पण को दर्शाती हैं। कोशिका पोषक तत्वों को अवशोषित करती है, पचाती है और उन्हें रूपांतरित करती है, उन्हें बड़े अणुओं के निर्माण के लिए चयापचय करती है, अपशिष्टों को छोड़ती है। अधिकांश कोशिकाएं बाह्य वातावरण के रखरखाव में भी योगदान देती हैं, सामाजिक संरचनाओं के भीतर कई प्रजातियों के अस्तित्व के विपरीत नहीं।

पोषण

एककोशिकीय जीव पर्यावरण से बड़े कणों के रूप में भोजन को निगला करते हैं और इंट्रासेल्युलर पाचन से गुजरते हैं। यह पाचन एंजाइमों को ले जाने के लिए भोजन रिक्तिकाएं या फागोसोम और लाइसोसोम जैसे जीवों की उपस्थिति की आवश्यकता होती है। बहुकोशिकीय जीवों के लिए, कुछ विशेष संरचनाएं कोशिका को पोषक तत्व प्रदान करती हैं, जो बाद में उन्हें थोक में या विशेष ट्रांसपोर्टरों के माध्यम से ले जाती हैं। अधिकांश बड़े जानवरों में, पाचन तंत्र ग्लूकोज और अमीनो एसिड जैसी मोनोमेरिक इकाइयों में भोजन के अंतर्ग्रहण और टूटने का ख्याल रखता है। इस प्रक्रिया के लिए आवश्यक एंजाइमों को रफ एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम पर संश्लेषित किया जाता है और गोल्गी नेटवर्क के माध्यम से स्रावित किया जाता है। संचरित प्रणाली के माध्यम से प्रत्येक भोजन को पचाने वाला भोजन दिया जाता है, जो तब निष्क्रिय परिवहन की अनुमति देता है या पोषक तत्वों को सक्रिय रूप से लेने के लिए ऊर्जा का उपयोग करता है।

ट्रांसपोर्ट

इंट्रासेल्युलर ट्रांसपोर्ट को अक्सर गलियारों की तरह काम करने वाले साइटोस्केलेटल फिलामेंट्स के माध्यम से प्रबंधित किया जाता है। ये फिलामेंट रास्ते की एक श्रृंखला बनाते हैं जो ऑर्गेनेल और परिवहन सामग्री की स्थिति बनाते हैं। इस गतिविधि में, वे मोटर प्रोटीन द्वारा सहायता प्राप्त करते हैं जिसमें आमतौर पर दो डोमेन होते हैं – एक कार्गो के साथ बातचीत करने के लिए और दूसरा साइटोस्केलेटल फिलामेंट को नेविगेट करने के लिए। उदाहरण के लिए, अधिकांश न्यूरॉन्स में एक लंबा अक्षतंतु होता है जो इसकी लंबाई के साथ विद्युत आवेगों का संचालन करता है। न्यूरोट्रांसमीटर वाले सिनैप्टिक वेसिकल्स अक्सर एक अक्षतंतु के अंत को आबाद करते हैं और सिंटैप्स पर एक न्यूरॉन से अगले तक विद्युत सिग्नल के संचरण के लिए आवश्यक होते हैं। इन पुटिकाओं के घटकों को सूक्ष्मनलिकाएं द्वारा निर्मित पथ के साथ सिंकैप की ओर ले जाया जाता है। मोटर प्रोटीन जिसे किन्सिन कहा जाता है, अपने आंदोलन को शक्ति देता है। अन्य सामग्री जैसे एंजाइम या पेप्टाइड हार्मोन ट्रांस गोल्गी नेटवर्क के माध्यम से या तो सेल द्वारा उपयोग किए जाते हैं या एक्सोसाइटोसिस के माध्यम से जारी किए जाते हैं।

इंट्रासेल्युलर परिवहन की सबसे नाटकीय घटनाएं कोशिका विभाजन के दौरान होती हैं। क्रोमोसोम को जटिल और कड़ाई से विनियमित सेलुलर मशीनरी के माध्यम से सेल के ध्रुवों के विरोध में सटीक रूप से अलग किया जाता है और ले जाया जाता है। इसमें सेंट्रोसोम, गतिशील सूक्ष्मनलिकाएं व्यवस्था और गुणसूत्र संरचना में कई बदलाव शामिल हैं।

पाचन

लाइसोसोम इंट्रासेल्युलर पाचन में शामिल मुख्य संरचनाएं हैं। इनमें कई हाइड्रोलाइटिक एंजाइम होते हैं जो इन जीवों के अम्लीय पीएच द्वारा सक्रिय होते हैं। इन एंजाइमों को साइटोप्लाज्म में उनके निष्क्रिय रूपों में संश्लेषित किया जाता है और ट्रांसएम्बेम्ब्रेन चैनल के माध्यम से ऑर्गेनेल में ले जाया जाता है। लाइसोसोम बल्क पाचन के लिए फागोसोम्स जैसे अन्य जीवों के साथ फ्यूज कर सकते हैं। यह प्रतिरक्षा में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जब रोगजनक सूक्ष्मजीवों को प्रतिरक्षा प्रणाली की कोशिकाओं द्वारा निगला जाता है और शक्तिशाली हाइड्रोलाइटिक एंजाइमों की कार्रवाई के माध्यम से नष्ट कर दिया जाता है।

एटीपी जेनरेशन

हेटरोट्रॉफ़ अक्सर एरोबिक श्वसन और एटीपी पीढ़ी के लिए माइटोकंट्रिया पर निर्भर करते हैं। ऑटोट्रॉफ़्स एटीपी में उच्च-ऊर्जा बांड बनाने के लिए सौर विकिरण या अन्य रासायनिक प्रक्रियाओं की ऊर्जा को चैनल करते हैं। एटीपी की पीढ़ी में इन दोनों अंगों की झिल्लीदार संरचनाएं महत्वपूर्ण हैं।

नियंत्रण और विनियमन

होमोस्टैसिस को बनाए रखने के लिए बड़े, जटिल जीवों को तंत्रिका तंत्र और अंतःस्रावी तंत्र का उपयोग करने की आवश्यकता होती है। एक कोशिका के भीतर, नियंत्रण और नियमन के लिए सबसे महत्वपूर्ण अंग केंद्रक है। कोशिकाएं जटिल सिग्नलिंग कैस्केड के माध्यम से बाहरी वातावरण के बारे में जानकारी प्राप्त करती हैं जिसके परिणामस्वरूप अक्सर इसके आरएनए या प्रोटीन सामग्री में परिवर्तन होते हैं। इसलिए, परमाणु वातावरण को कसकर विनियमित किया जाता है और परमाणु लिफाफे के माध्यम से सामग्री का आयात और निर्यात सेल के लिए एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। परमाणु झिल्ली में कई विशेष संरचनाएं होती हैं, जिन्हें परमाणु छिद्र कहा जाता है और आयात प्रोटीन कहा जाता है और आयातकों को आयात किया जाता है, जो कि मैक्रोमेक्यूल के प्रवेश और निकास से मध्यस्थता करते हैं। ये मैक्रोमॉलेक्यूल एक विशेष जीन को अपग्रेड करने के लिए प्रेरित कर सकते हैं, आरएनए के splicing को प्रभावित कर सकते हैं, कोशिका विभाजन की शुरुआत का संकेत दे सकते हैं या एपोप्टोसिस की प्रक्रिया भी शुरू कर सकते हैं।

संबंधित जीव विज्ञान शर्तें

एपोप्टोसिस – प्रोग्राम्ड सेल डेथ जो बहुकोशिकीय जीवों में होती है, कोशिका के आकृति विज्ञान और जैव रसायन के लिए अलग-अलग परिवर्तनों से पहले। विकास के दौरान आम और बीमारी को रोकने के लिए भी इस्तेमाल किया जाता है।
एंडोसिम्बियन्ट्स – जीव जो अन्य जीवों के भीतर रहते हैं।
मोटर प्रोटीन – प्रोटीन जो आणविक मोटर्स के रूप में कार्य करते हैं, एक उपयुक्त सतह के साथ चलते हुए रासायनिक ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।
अपचयन – आनुवांशिकी में, एक जीन से उत्पन्न RNA प्रतिलेखों की संख्या में वृद्धि को दर्शाता है। एक कोशिका की सतह पर पाए जाने वाले रिसेप्टर्स की संख्या में वृद्धि का भी उल्लेख कर सकते हैं।

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महत्वपूर्ण ज्ञान