पुटिका की परिभाषा वेसिकल्स एक लिपिड बाईलेयर द्वारा गठित कंपार्टमेंट हैं जो इसकी सामग्री को साइटोप्लाज्म या एक तरल-आधारित बाह्य वातावरण से अलग करते हैं। वे या तो तरल पदार्थ या गैसों को शामिल कर सकते हैं और जीवित दुनिया भर की कोशिकाओं में कोशिकाओं की एक विस्तृत श्रृंखला है जो उछाल को विनियमित करने से लेकर स्रावित हार्मोन तक।
शब्द ‘vesicle’ लैटिन शब्द vesicula से लिया गया है जिसका अर्थ है ‘छोटा मूत्राशय’ और यह ज्वालामुखीय चट्टानों में शरीर या गैस के बुलबुले में फफोले को भी संदर्भित कर सकता है।
वेसिकल्स के उदाहरण
वेसिकल्स बैक्टीरिया, आर्किया और पौधों के साथ-साथ जानवरों में पाए जाते हैं। प्रत्येक कोशिका में उनका एक अलग कार्य होता है और एक ही कोशिका में विभिन्न प्रकार के पुटिकाएं हो सकती हैं, जो विभिन्न भूमिकाओं में शामिल होती हैं
रिक्तिकाएं
लगभग सभी संयंत्र कोशिकाओं और कई प्रोटिस्ट और कवक में एक केंद्रीय द्रव भरा डिब्बे होता है जिसे रिक्तिका कहा जाता है। इसमें आयन, शर्करा, अमीनो एसिड, कुछ प्रोटीन, एंजाइम और अपशिष्ट उत्पाद शामिल हैं। रिक्तिका को घेरने वाली झिल्ली को टोनोप्लास्ट कहा जाता है और यह शब्द कोशिका के अंदर टगर दबाव बनाए रखने में इसकी भूमिका का सूचक है। पौधे का सीधा बना रहना महत्वपूर्ण है। टोनोप्लास्ट साइटोप्लाज्म में आयनों की एकाग्रता को विनियमित कर सकता है और इस तरह इसके पीएच को बदल सकता है। रिक्तिका के अंदर एक कम पीएच जैविक पदार्थों को ख़राब करने वाले एंजाइम को सक्रिय करने में मदद करता है। रिक्तिका अपशिष्ट पदार्थों के अनुक्रम में और शेष कोशिका को नुकसान से बचाने में भी भूमिका निभाती है।
सेल की जरूरतों के आधार पर रिक्तिका का आकार और संख्या अलग-अलग हो सकती है। पशु रिक्तिकाएं आमतौर पर कोशिका के भीतर बड़े आंदोलनों का एक हिस्सा होती हैं, जैसे कि एक्सोसाइटोसिस या एंडोसाइटोसिस।
सिकुड़ा हुआ रिक्त स्थान
संविदात्मक रिक्तिकाएं वे अंग हैं जो एक कोशिका के पानी और आयन सामग्री को विनियमित करने के लिए समय-समय पर विकास और संकुचन से गुजरते हैं, विशेष रूप से एककोशिकीय जीवों में जिनमें सेल की दीवार नहीं होती है। अधिकांश कोशिकाओं में बाह्य क्षेत्र की तुलना में अधिक आयन सांद्रता होती है, खासकर मीठे पानी के वातावरण में। ऐसी स्थितियों में, पानी कोशिका झिल्ली में छोटे छिद्रों के माध्यम से प्रवेश कर सकता है और अंततः सेल को अतिरिक्त पानी के दबाव से फटने का कारण बन सकता है। एक संविदात्मक रिक्तिका विकास या बाधा चरण के दौरान स्वयं में पानी खींचने के लिए अपनी झिल्ली पर प्रोटॉन पंपों का उपयोग करके इस घटना से बचाती है। समय-समय पर, रिक्तिका अनुबंध और फिर से बाह्य क्षेत्र में पानी को बाहर निकालता है। हालांकि सटीक झिल्ली संरचना, या यहां तक कि इन रिक्तिका के संकुचन तंत्र का भी पता नहीं है, यह कई प्रजातियों में एक स्पंदन ऑर्गेनेल के रूप में देखा गया है, विशेष रूप से अमीबा और पैरामेडियम जैसे प्रोटिस्ट।
सिनेप्टिक वेसिकल्स
सिनैप्टिक वेसकल्स तंत्रिका कोशिकाओं (न्यूरॉन्स) में अक्षतंतु के टर्मिनल सिरे पर पाए जाते हैं और इसमें न्यूरोट्रांसमीटर होते हैं – एक सेल से दूसरे में विद्युत रासायनिक संकेतों के संचरण में शामिल छोटे अणु। ये संरचनाएं विद्युत झिल्ली क्षमता में तेजी से बदलाव के जवाब में न्यूरॉन के प्लाज्मा झिल्ली के साथ फ्यूज करती हैं। यह न्यूरोट्रांसमीटर को सिनैप्टिक फांक में छोड़ता है, दो न्यूरॉन्स को अलग करने वाले संकीर्ण क्षेत्र। न्यूरोट्रांसमीटर फिर अगले या पोस्ट-सिनैप्टिक न्यूरॉन में रिसेप्टर्स को बाँधते हैं और सक्रिय करते हैं, फिर एक एक्शन पोटेंशिअल पैदा करते हैं जो उस न्यूरॉन की लंबाई के साथ संचरित होता है।
सिनैप्टिक पुटिकाएं छोटी होती हैं, लगभग 40 एनएम व्यास और उनके झिल्ली पर दो प्रकार के प्रोटीन होते हैं। पहले प्रोटॉन पंप हैं जो न्यूरोट्रांसमीटर के चयनात्मक उत्थान की अनुमति देते हैं। अन्य समूह पुटिकाओं के परिवहन और न्यूरोट्रांसमीटर के पुनर्चक्रण में शामिल है।
वेसिकल्स के प्रकार
समारोह से स्थान और उनके कार्गो की प्रकृति के आधार पर पुटिकाओं को विभिन्न कारकों के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है। उनके कार्य के आधार पर, उन्हें परिवहन, पाचन, संरक्षण, स्राव या ऑस्मोरुगुलेशन में शामिल किया जा सकता है। उन्हें इंट्रासेल्युलर या बाह्यकोशिकीय पुटिकाओं के रूप में भी वर्गीकृत किया जा सकता है जहां वे पाए जाते हैं। अंत में, जबकि उनमें से अधिकांश में तरल पदार्थ होते हैं, कुछ सूक्ष्मजीव प्रकाश संश्लेषण को अनुकूलित करने और उछाल को नियंत्रित करने के लिए गैस पुटिकाओं का भी उपयोग करते हैं।
गैस वेसिकल्स
गैस पुटिकाएं संरचनाएं हैं जिन्हें आर्किया और कई जलीय प्रजातियों में देखा जाता है और संभवतः सूक्ष्म जीव को जीवित रहने और प्रकाश संश्लेषण के लिए अनुकूलतम परिस्थितियों को खोजने के लिए पानी के स्तंभ में ऊपर उठने या डूबने की अनुमति देता है। गैस पुटिका भी कोशिका को झिल्ली के पास, कोशिका की सतह के करीब प्रकाश संश्लेषक पिगमेंट की स्थिति के लिए सक्षम बनाता है। ये संरचनाएं असामान्य हैं क्योंकि वे विशुद्ध रूप से एक प्रोटीन-आधारित झिल्ली द्वारा बनाई जाती हैं जिसमें कोई लिपिड घटक नहीं होता है। हालांकि, ये प्रोटीन बेहद हाइड्रोफोबिक होते हैं और इसलिए साइटोप्लाज्म और अनुक्रमित गैसों की सामग्री के बीच एक अवरोध पैदा कर सकते हैं।
एक्स्ट्रासेल्युलर वेसिकल्स
एक्सोसोम के रूप में भी जाना जाता है, इन संरचनाओं को लगभग सभी यूकेरियोट्स के बाह्य तरल पदार्थ में पाया जाता है। वे अंतरकोशिकीय संकेतन में शामिल होते हैं और इसमें बड़े बायोपॉलिमर और कभी-कभी आनुवंशिक सामग्री भी होती है। वास्तव में, वे जीवित दुनिया भर में सिग्नलिंग रास्ते में उपयोग किए जाते हैं, एक्सोसोम का उपयोग करने वाले बैक्टीरिया से एंटीजन प्रस्तुति और प्रतिरक्षा सेल परिपक्वता के लिए आनुवंशिक सामग्री को इसे स्तनधारियों में स्थानांतरित करने के लिए। वे कोशिका वृद्धि और विकास के साथ-साथ नियंत्रित कोशिका मृत्यु में भी भूमिका निभाते हैं, जिसे एपोप्टोसिस भी कहा जाता है। एक्सोसोम साइटोप्लाज्मिक अपशिष्ट उत्पादों के निष्कासन और प्लाज्मा झिल्ली प्रोटीन को हटाने के लिए भी महत्वपूर्ण हैं।
इंट्रासेल्युलर वेसिकल्स पाचन में शामिल हैं
लाइसोसोम पशु कोशिकाओं में देखी जाने वाली छोटी संरचनाएं हैं जो पाचन एंजाइमों से भरी होती हैं। वे अन्य झिल्लीदार संरचनाओं के साथ फ्यूज कर सकते हैं और संयुक्त पुटिका एक पाचन अंग के रूप में कार्य कर सकती है। लाइसोसोम एकल-कोशिका वाले जीवों जैसे अमीबा, या एन्डोसाइटिक पुटिकाओं में भोजन के रिक्त स्थान के साथ फ्यूज कर सकते हैं जिसमें रोगजनकों होते हैं जो प्रतिरक्षा प्रणाली की कोशिकाओं द्वारा लिए जाते हैं।
लाइसोसोम में एंजाइमों का एक प्रभावशाली शस्त्रागार होता है, जो सभी हाइड्रॉलिस के रूप में कार्य करते हैं – वे पानी के अतिरिक्त के माध्यम से मैक्रोमोलेक्युलस के टूटने को उत्प्रेरित करते हैं। ये एंजाइम साइटोप्लाज्म की तुलना में कम पीएच पर काम करते हैं और न्यूक्लिक एसिड, प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और लिपिड को हाइड्रोलाइज कर सकते हैं, ये सभी एक निर्जलीकरण प्रतिक्रिया द्वारा गठित पॉलिमर हैं। दिलचस्प बात यह है कि लाइसोसोम स्वयं अपने शक्तिशाली एंजाइमों से सुरक्षित होता है क्योंकि इसके अधिकांश झिल्ली प्रोटीन कई शर्करा अणुओं के साथ भारी ग्लाइकोसिलेटेड होते हैं। लाइसोसोम के एक आकस्मिक टूटने की स्थिति में, साइटोप्लाज्म का तटस्थ पीएच इन एंजाइमों की कार्रवाई को धीमा कर देता है और सेल को स्थायी क्षति से बचाता है।
छवि एक अमीबा द्वारा घिरे होने वाले बैक्टीरिया को दिखाती है, जो तब इसे पचाता है और अपनी गतिविधियों को ईंधन देने के लिए अमीनो एसिड और सरल कार्बोहाइड्रेट का उपयोग करता है। सेल झिल्ली के साथ पुटिका फ़्यूज़ होने पर अपशिष्ट पदार्थ को एक्सोसाइटोसिस द्वारा निष्कासित कर दिया जाता है।
इस छवि में, एक प्रतिरक्षा सेल द्वारा फागोसाइटोसिस दिखाया गया है। प्रारंभ में, रोगज़नक़ को पहचाना जाता है और उसे फागोसोम नामक एक संरचना बनाने के लिए संलग्न किया जाता है। लाइसोसोम फ़ागोसोम के साथ फ़्यूज़ होता है, और लाइसोसोम में एंजाइम माइक्रोब को पचाता है। मैक्रोफेज प्रतिरक्षा प्रणाली के समर्पित फागोसाइट्स हैं जो सेलुलर मलबे और छोटे रोगजनकों से लेकर बड़े कैंसर कोशिकाओं तक उनकी सतह पर असामान्य एंटीजन के साथ सब कुछ संलग्न और पचा सकते हैं।
इंट्रासेल्युलर ट्रांसपोर्ट वेसिकल्स
सेल के एक भाग से दूसरे भाग तक सामग्री के थोक परिवहन में वेसिक्ल्स भी शामिल होते हैं। उदाहरण के लिए, रफ एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में संश्लेषित प्रोटीन को चुनिंदा रूप से पुटिकाओं में भेजा जाता है, जो कि व्यापक गोल्गी नेटवर्क का एक हिस्सा बन जाता है।
एक बार गोल्गी नेटवर्क के अंदर, इन प्रोटीनों को संशोधित किया जाता है और अपने अमीनो एसिड अनुक्रम में संकेतों के आधार पर अपने गंतव्यों को भेज दिया जाता है। कुछ हाइड्रोलाइटिक एंजाइम लाइसोसोम की तस्करी करते हैं जबकि अन्य पुटिकाएं प्लाज्मा झिल्ली के साथ फ्यूज हो जाती हैं और झिल्ली प्रोटीन पहुंचाती हैं। ये परिवहन पुटिका जलीय साइटोप्लाज्म के माध्यम से हाइड्रोफोबिक लिपिड कणों के परिवहन में भी महत्वपूर्ण हैं।
इंट्रासेल्युलर सेक्रेटरी वेसिकल्स
वेस्किल्स का एक और वर्ग गोल्गी नेटवर्क में बनाया गया है और ये वेसल्स हैं जो कार्गो ले जाते हैं जिन्हें स्रावित करने की आवश्यकता होती है। वे प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट हो सकते हैं जो बाह्य मैट्रिक्स या एंजाइम, सह-कारक, हार्मोन और पेप्टाइड्स के गठन के लिए आवश्यक होते हैं जो कोशिका के बाहर काम करते हैं और रक्त या लसीका द्वारा ले जाते हैं। उदाहरण के लिए, फ़ाइब्रोब्लास्ट कोशिकाओं से स्रावी पुटिकाएं ग्लाइकोप्रोटीन, कोलेजन और अन्य रेशेदार पदार्थों को बाह्य मैट्रिक्स बनाने के लिए छोड़ती हैं। हड्डियों में कोशिकाएं खनिज और मैट्रिक्स प्रोटीन का स्राव करती हैं, जबकि उपास्थि कोशिकाएं (चोंड्रोसाइट्स) ग्लाइकोसामिनोग्लाइकेन्स और प्रोटीयोग्लाइकेन्स के स्राव में शामिल होती हैं। बिना किसी बाहरी संकेतों की आवश्यकता के, ये स्राव संवैधानिक रूप से जारी है। हालांकि, सिनैप्टिक वेसिकल्स, वेसिकल्स के उदाहरण हैं, जो एक एक्शन पोटेंशिअल के सिग्नल के जवाब में प्लाज्मा मेम्ब्रेन के साथ फ्यूज होते हैं। अन्य उदाहरण कोशिकाएं हैं जो हार्मोन, एंजाइम या बलगम को छोड़ती हैं।
पुटिकाओं के कार्य
जैसा कि विभिन्न प्रकार के पुटिकाओं से देखा जाता है, वे उछाल में शामिल हो सकते हैं और प्रकाश संश्लेषण (गैस पुटिका), अंतरकोशिकीय संकेतन और सामग्री विनिमय (एक्सोसोम), इंट्रासेल्युलर पाचन (लाइसोसोम), परिवहन और स्राव (गोल्गी नेटवर्क से उत्पन्न होने वाले पुटिका) में शामिल हो सकते हैं। बड़े एपोप्टोटिक ब्लब्स और रोगजनकों से लेकर बायोपॉलिमर और अपशिष्ट पदार्थ तक, हर प्रकार के कार्गो को ले जा सकता है। वे प्लाज्मा झिल्ली के गठन और रखरखाव, बाह्य मैट्रिक्स और आंतरिक साइटोप्लाज्मिक संरचना के लिए आवश्यक हैं। वेसिक्ल भी कोशिकीय पाचन में शामिल कोशिकाओं के कामकाज के लिए महत्वपूर्ण हैं, जैसे कि लार ग्रंथियों जैसे पाचन अंग। अंत में, एक जीव अपने तंत्रिका और अंतःस्रावी तंत्र के माध्यम से विभिन्न अंगों के कार्यों का समन्वय करके होमोस्टैसिस को बनाए रखता है। इन दोनों अंग प्रणालियों को अपने कार्यों को पूरा करने के लिए vesicular नेटवर्क के उचित कामकाज की आवश्यकता होती है।
संबंधित जीव विज्ञान शर्तें
एपोप्टोसिस – नियंत्रित, क्रमादेशित कोशिका मृत्यु जो किसी जीव की वृद्धि और परिपक्वता का एक सामान्य हिस्सा है।
एंटीजन प्रस्तुति – प्रक्रिया जिसके द्वारा प्रतिरक्षा प्रणाली की कोशिकाएं एंटीजन को पकड़ती हैं और उन्हें टी-कोशिकाओं में पेश करती हैं, जिससे शरीर रोगजनकों और अपनी कोशिकाओं के बीच अंतर कर पाता है।
एंडोसाइटोसिस – प्लाज्मा झिल्ली के आक्रमण के माध्यम से एक सेल द्वारा सामग्री का भारी उठाव।
एक्सोसाइटोसिस – सेल से बड़ी मात्रा में सामग्री का विमोचन जब प्लाज्मा झिल्ली के साथ एक रिक्तिका या पुटिका फ़्यूज़ होता है।
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