Comprehensive Study Guide on Cell Biology
Cell biology is a fundamental discipline in biology that explores the structure, function, and processes of cells. Since cells are the basic unit of life, understanding cell biology is essential for comprehending complex biological phenomena. This guide provides an in-depth explanation of cell structure, functions, types of cells, cell division, and other cellular processes, crucial for exams.
1. Introduction to Cell Biology
Cells are the smallest structural and functional units of life. The study of cells is essential for understanding the biochemical, physiological, and genetic processes that occur in living organisms. Cells exist in two primary forms:
- Prokaryotic Cells: Simple, unicellular organisms, such as bacteria and archaea, that lack a defined nucleus and membrane-bound organelles.
- Eukaryotic Cells: More complex cells found in multicellular organisms (plants, animals, fungi) that have a defined nucleus and various membrane-bound organelles.
2. Cell Structure and Organelles
Understanding the structure and function of various cell components is fundamental to cell biology. Each organelle within a cell performs a specific function to maintain cellular life and homeostasis.
A. Prokaryotic Cells
- Characteristics:
- No nucleus: Genetic material is located in the nucleoid region.
- No membrane-bound organelles.
- Small and simple.
- Organelles:
- Plasma membrane: A selectively permeable barrier that regulates the movement of substances in and out of the cell.
- Ribosomes: Site of protein synthesis.
- Nucleoid: Region containing the genetic material (DNA).
B. Eukaryotic Cells
Eukaryotic cells are more complex and contain a variety of organelles, each performing specific functions necessary for the cell’s survival and proper functioning.
Nucleus:
- Contains DNA (genetic material).
- Enclosed by the nuclear membrane.
- Controls cellular activities and regulates gene expression.
- Contains the nucleolus, which synthesizes ribosomal RNA (rRNA).
Mitochondria:
- The powerhouses of the cell, responsible for cellular respiration and ATP (energy) production.
- Contains its own DNA and ribosomes.
- Involved in energy conversion from nutrients (glucose) into usable energy for the cell.
Endoplasmic Reticulum (ER):
- Rough ER: Studded with ribosomes, it synthesizes and modifies proteins.
- Smooth ER: Lacks ribosomes and is involved in lipid synthesis, detoxification, and calcium storage.
Golgi Apparatus:
- Modifies, sorts, and packages proteins and lipids for transport within or outside the cell.
- Involved in the synthesis of glycoproteins and glycolipids.
Lysosomes:
- Contain digestive enzymes for the breakdown of waste materials and cellular debris.
- Involved in autophagy (recycling of cellular components) and apoptosis (programmed cell death).
Ribosomes:
- Responsible for protein synthesis.
- Found in both cytoplasm and attached to the rough ER.
Cytoskeleton:
- A network of protein filaments (microtubules, actin filaments, intermediate filaments) that provides structure to the cell, aids in cell division, and facilitates intracellular transport.
Plasma Membrane:
- Made of a phospholipid bilayer with embedded proteins, it regulates the movement of substances in and out of the cell and maintains homeostasis.
- Involves receptor proteins for signal transduction and ion channels for substance transport.
Chloroplasts (in plant cells):
- Contain the pigment chlorophyll, essential for photosynthesis (conversion of light energy into chemical energy).
- Have their own DNA and ribosomes.
3. Cell Functions
Cellular functions are critical for maintaining homeostasis, supporting growth, repair, and reproduction. Some of the key functions of cells are:
Energy Production:
- Cells produce ATP through cellular respiration, a process that occurs in the mitochondria.
- Photosynthesis (in plant cells) converts solar energy into glucose, the primary energy source for the cell.
Protein Synthesis:
- Cells produce proteins by transcription (DNA to mRNA) and translation (mRNA to protein) processes.
- Ribosomes are the sites of protein synthesis in both prokaryotic and eukaryotic cells.
Transport:
- Cells manage the movement of substances across the plasma membrane using mechanisms such as diffusion, osmosis, active transport, and endocytosis/exocytosis.
Cell Division:
- Cell division is essential for the growth, repair, and reproduction of organisms. The main types of cell division are mitosis (somatic cells) and meiosis (gametes).
Signal Reception and Transduction:
- Cells respond to signals from the environment (hormones, nutrients) through receptors on the plasma membrane. Signal transduction pathways lead to changes in cell behavior.
4. Cell Division: Mitosis and Meiosis
A. Mitosis:
- Purpose: Growth, repair, and asexual reproduction.
- Outcome: Produces two genetically identical diploid daughter cells.
- Process: Involves one round of division, comprising prophase, metaphase, anaphase, telophase, and cytokinesis.
B. Meiosis:
- Purpose: Sexual reproduction (formation of gametes: sperm and egg).
- Outcome: Produces four genetically diverse haploid cells, each with half the chromosome number.
- Process: Involves two rounds of division (Meiosis I and Meiosis II) to ensure genetic variation and chromosome number reduction.
5. Transport Mechanisms Across the Cell Membrane
The cell membrane is selectively permeable, and the cell uses different mechanisms to transport materials across it. The main mechanisms are:
Passive Transport (no energy required):
- Diffusion: Movement of molecules from high to low concentration.
- Osmosis: Movement of water molecules from an area of low solute concentration to an area of high solute concentration.
- Facilitated Diffusion: Movement of molecules via protein channels from high to low concentration.
Active Transport (requires energy):
- Active Transport: Movement of molecules against their concentration gradient using ATP (e.g., sodium-potassium pump).
- Endocytosis: Process where the cell membrane engulfs materials to bring them into the cell.
- Exocytosis: Process of expelling materials from the cell through vesicles.
6. Genetic Material and DNA
DNA Structure:
- DNA (Deoxyribonucleic Acid) is a double-helix structure composed of nucleotides (adenine, thymine, cytosine, and guanine).
- DNA is the blueprint for the synthesis of proteins and transmission of genetic traits.
Chromosomes:
- Organized structures of DNA found in the nucleus. Humans have 46 chromosomes (23 pairs) in each somatic cell.
DNA Replication:
- DNA undergoes replication before cell division to ensure that the daughter cells inherit identical genetic material.
Gene Expression:
- Transcription: DNA is transcribed into mRNA.
- Translation: mRNA is translated into proteins at the ribosomes.
7. Disorders Due to Abnormal Cell Function
Cancer:
- Caused by uncontrolled cell division and mutations in genes that regulate the cell cycle (e.g., tumor suppressor genes, oncogenes).
Down Syndrome:
- Caused by trisomy 21 (an extra chromosome 21), resulting in developmental delays and health issues.
Turner Syndrome:
- Occurs when a female has only one X chromosome instead of two (45,X), leading to growth abnormalities and infertility.
Cystic Fibrosis:
- A genetic disorder caused by mutations in the CFTR gene, leading to the production of thick mucus that affects the lungs and digestive system.
সেলের জীববিদ্যা সম্পর্কিত বিস্তৃত স্টাডি গাইড
সেল জীববিদ্যা জীববিদ্যার একটি মৌলিক শাখা যা সেলের গঠন, কার্যাবলি এবং প্রক্রিয়া ব্যাখ্যা করে। সেল হল জীবনের মৌলিক একক, তাই সেল জীববিদ্যা বুঝে নেওয়া জীবিত জীবের জটিল ঘটনা বোঝার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই গাইডে সেলের গঠন, কার্যাবলি, সেলের প্রকার, সেল বিভাজন এবং অন্যান্য সেল প্রক্রিয়া সম্পর্কিত বিশদ আলোচনা করা হয়েছে যা পরীক্ষার জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
১. সেল জীববিদ্যা পরিচিতি
সেল জীবনের সবচেয়ে ছোট গঠনমূলক এবং কার্যকরী একক। সেল সম্পর্কে পড়াশোনা করা জীবিত জীবের জীবাণু, শারীরিক এবং জেনেটিক প্রক্রিয়া বোঝার জন্য অপরিহার্য। সেল দুটি প্রধান আকারে বিভক্ত:
- প্রোক্যারিওটিক সেল: সরল, একককোষী জীব যেমন ব্যাকটেরিয়া এবং আর্কিয়া, যাদের একটি সংজ্ঞায়িত নিউক্লিয়াস এবং মেমব্রেন-বাউন্ড অর্গানেলস নেই।
- ইউক্যারিওটিক সেল: আরও জটিল সেল যা বহু কোষী জীব যেমন উদ্ভিদ, প্রাণী, ফাঙ্গি ইত্যাদির মধ্যে পাওয়া যায়, যাদের একটি সংজ্ঞায়িত নিউক্লিয়াস এবং বিভিন্ন মেমব্রেন-বাউন্ড অর্গানেলস থাকে।
২. সেলের গঠন এবং অর্গানেলস
সেলের বিভিন্ন অর্গানেলের গঠন এবং কার্যাবলি বুঝে সেল জীববিদ্যা ভালোভাবে শিখতে হয়। প্রতিটি অর্গানেল সেলের জীবন এবং হোমিওস্টেসিস বজায় রাখতে একটি নির্দিষ্ট কার্যাবলি সম্পাদন করে।
A. প্রোক্যারিওটিক সেল
গুণাবলী:
- নিউক্লিয়াস নেই: জেনেটিক উপাদান নিউক্লিওইড অঞ্চলে থাকে।
- মেমব্রেন-বাউন্ড অর্গানেলস নেই।
- ছোট এবং সরল।
অর্গানেলস:
- প্লাজমা মেমব্রেন: একটি নির্বাচনীভাবে প্রতিরোধক বাধা যা সেলের ভিতরে এবং বাইরে উপাদানগুলির গতিবিধি নিয়ন্ত্রণ করে।
- রাইবোজোম: প্রোটিন সংশ্লেষণের স্থান।
- নিউক্লিওইড: যেখানে জেনেটিক উপাদান (DNA) থাকে।
B. ইউক্যারিওটিক সেল
ইউক্যারিওটিক সেলগুলি আরও জটিল এবং বিভিন্ন অর্গানেল ধারণ করে, যার প্রত্যেকটি অর্গানেল সেলের টিকে থাকার জন্য বিশেষ কার্যাবলী সম্পাদন করে।
নিউক্লিয়াস:
- DNA (জেনেটিক উপাদান) ধারণ করে।
- নিউক্লিয়ার মেমব্রেন দ্বারা পরিবেষ্টিত।
- সেলের কার্যাবলি নিয়ন্ত্রণ করে এবং জিনের অভিব্যক্তি নিয়ন্ত্রণ করে।
- নিউক্লিওলাস ধারণ করে, যা রাইবোজোমাল RNA (rRNA) সংশ্লেষণ করে।
মাইটোকন্ড্রিয়া:
- সেলের শক্তির উত্স হিসেবে পরিচিত, সেলুলার শ্বাসযন্ত্র এবং ATP (শক্তি) উৎপাদনে অংশগ্রহণ করে।
- নিজের DNA এবং রাইবোজোম রয়েছে।
- গ্লুকোজ থেকে শক্তি উৎপাদন করে।
এন্ডোপ্লাজমিক রেটিকুলাম (ER):
- রাফ ER: রাইবোজোম দ্বারা আচ্ছাদিত, এটি প্রোটিন সংশ্লেষণ এবং সংশোধন করে।
- স্মুথ ER: রাইবোজোমবিহীন এবং লিপিড সংশ্লেষণ, ডিটক্সিফিকেশন, এবং ক্যালসিয়াম সঞ্চয় এর জন্য দায়ী।
গলজি অ্যাপারেটাস:
- প্রোটিন এবং লিপিড সংশোধন, শ্রেণীবদ্ধকরণ, এবং প্যাকেজিং করে পরিবহন করার জন্য প্রস্তুত করে।
- গ্লাইকোপ্রোটিন এবং গ্লাইকোলিপিডস সংশ্লেষণে জড়িত।
লাইসোসম:
- পাচক এনজাইম ধারণ করে যা বর্জ্য এবং সেলের অবশিষ্টাংশ ভেঙে দেয়।
- অটোফ্যাগি (সেলুলার উপাদান পুনর্ব্যবহার) এবং অ্যাপোপটোসিস (প্রোগ্রামড সেল মরণ) এ জড়িত।
রাইবোজোম:
- প্রোটিন সংশ্লেষণের জন্য দায়ী।
- সাইটোপ্লাজমে বা রাফ ER এর সাথে সংযুক্ত থাকে।
সাইটোস্কেলেটন:
- সেলের গঠন বজায় রাখে, সেল বিভাজন সাহায্য করে এবং আন্তঃসেলুলার পরিবহনে সাহায্য করে।
প্লাজমা মেমব্রেন:
- একটি ফসফোলিপিড বাইলেয়ার দ্বারা গঠিত এবং এতে প্রোটিন আবদ্ধ থাকে, এটি সেলের ভিতরে এবং বাইরে উপাদান প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে এবং হোমিওস্টেসিস বজায় রাখে।
- রিসেপটর প্রোটিন এবং আয়ন চ্যানেল নিয়ে গঠিত।
ক্লোরোপ্লাস্ট (গাছের কোষে):
- ক্লোরোফিল ধারণ করে যা ফটোসিনথেসিস এর জন্য অপরিহার্য (সূর্যের শক্তিকে রাসায়নিক শক্তিতে রূপান্তরিত করা)।
- নিজের DNA এবং রাইবোজোম রয়েছে।
৩. সেলের কার্যাবলি
সেল জীবনের জন্য মৌলিক কার্যাবলি সম্পাদন করে, যা হোমিওস্টেসিস বজায় রাখে, বৃদ্ধি, মেরামত এবং প্রজনন সাহায্য করে। সেলের কিছু প্রধান কার্যাবলি হল:
শক্তির উৎপাদন:
- সেল ATP উৎপাদন করে সেলুলার শ্বাসযন্ত্র এর মাধ্যমে, যা মাইটোকন্ড্রিয়া তে ঘটে।
- ফটোসিনথেসিস (গাছের কোষে) সূর্যের শক্তিকে গ্লুকোজ তে রূপান্তরিত করে, যা সেলের শক্তির প্রধান উৎস।
প্রোটিন সংশ্লেষণ:
- সেলগুলি ট্রান্সক্রিপশন (DNA থেকে mRNA) এবং ট্রান্সলেশন (mRNA থেকে প্রোটিন) প্রক্রিয়ার মাধ্যমে প্রোটিন তৈরি করে।
পরিবহন:
- সেল উপাদানগুলি প্লাজমা মেমব্রেনের মাধ্যমে ডিফিউশন, অসমোসিস, অ্যাকটিভ ট্রান্সপোর্ট, এবং এন্ডোসাইটোসিস/এক্সোসাইটোসিস প্রক্রিয়া ব্যবহার করে পরিবহন করে।
সেল বিভাজন:
- সেল বিভাজন বৃদ্ধি, মেরামত এবং প্রজননের জন্য অপরিহার্য। প্রধান সেল বিভাজনের প্রকারগুলি হল মাইটোসিস (শরীরের কোষ) এবং মিওসিস (গ্যামেট)।
সঙ্কেত গ্রহণ এবং ট্রান্সডাকশন:
- সেলগুলি পরিবেশ থেকে সঙ্কেত (হরমোন, পুষ্টি) গ্রহণ করে প্লাজমা মেমব্রেনে রিসেপটরগুলির মাধ্যমে। সঙ্কেত ট্রান্সডাকশন পথ সেলের আচরণে পরিবর্তন নিয়ে আসে।
৪. সেল বিভাজন: মাইটোসিস এবং মিওসিস
A. মাইটোসিস:
- লক্ষ্য: বৃদ্ধি, মেরামত এবং অসেক্সুয়াল প্রজনন।
- ফলাফল: দ্বৈত সন্তান কোষ তৈরি হয়।
- প্রক্রিয়া: এক দফা বিভাজন হয়, যা প্রোফেজ, মেটাফেজ, অ্যানাফেজ, টেলোফেজ, এবং সাইটোকাইনেসিস ধাপ নিয়ে গঠিত।
B. মিওসিস:
- লক্ষ্য: যৌন প্রজনন (গ্যামেট গঠন: শুক্রাণু এবং ডিম);
- ফলাফল: চারটি haploid কোষ তৈরি হয়, প্রতিটি কোষে অর্ধেক ক্রোমোজোম সংখ্যা।
- প্রক্রিয়া: দুটি বিভাজন দফা (মিওসিস I এবং মিওসিস II) থাকে, যা জেনেটিক বৈচিত্র্য এবং ক্রোমোজোম সংখ্যা হ্রাস নিশ্চিত করে।
৫. সেলের মাধ্যমে পরিবহন প্রক্রিয়া
সেল মেমব্রেন একটি নির্বাচনীভাবে প্রতিরোধক, এবং সেল বিভিন্ন উপাদানকে পরিবহন করতে বিভিন্ন প্রক্রিয়া ব্যবহার করে। প্রধান প্রক্রিয়াগুলি হল:
প্যাসিভ ট্রান্সপোর্ট (শক্তি প্রয়োজন হয় না):
- ডিফিউশন: উচ্চ থেকে কম 농ণত্বে পদার্থের গমন।
- অসমোসিস: জলকণিকা কম দ্রবীভূত ঘনত্ব থেকে উচ্চ দ্রবীভূত ঘনত্বে চলে।
- ফ্যাসিলিটেটেড ডিফিউশন: প্রোটিন চ্যানেল দ্বারা পদার্থ উচ্চ থেকে কম 농ণত্বে চলে।
অ্যাকটিভ ট্রান্সপোর্ট (শক্তি প্রয়োজন):
- অ্যাকটিভ ট্রান্সপোর্ট: পদার্থের গমন ATP ব্যবহার করে, উল্টো গতি (যেমন, সোডিয়াম-পটাশিয়াম পাম্প)।
- এন্ডোসাইটোসিস: প্রক্রিয়া যেখানে সেল মেমব্রেন উপাদানগুলিকে ঘিরে সেলের ভিতরে প্রবাহিত করে।
- এক্সোসাইটোসিস: সেল থেকে উপাদানগুলি এক্সপেল করার প্রক্রিয়া।
৬. জেনেটিক উপাদান এবং DNA
DNA গঠন:
- DNA (ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড) একটি ডাবল-হেলিক্স গঠন ধারণ করে, যা নিউক্লিওটাইড (অ্যাডেনিন, থাইমিন, সাইটোসিন, এবং গুয়ানিন) দ্বারা গঠিত।
- DNA হল প্রোটিন তৈরি এবং জেনেটিক বৈশিষ্ট্য প্রকাশের ব্লুপ্রিন্ট।
ক্রোমোজোম:
- DNA এর সংগঠিত গঠন যা নিউক্লিয়াসে থাকে। মানুষের মধ্যে ৪৬টি ক্রোমোজোম (২৩টি জোড়া) প্রতিটি সুমিত কোষে থাকে।
DNA প্রতিলিপি:
- সেল বিভাজনের আগে DNA প্রতিলিপি হয় যাতে কন্যা কোষগুলি অভিন্ন জেনেটিক উপাদান প্রাপ্ত হয়।
জিনের অভিব্যক্তি:
- ট্রান্সক্রিপশন: DNA থেকে mRNA তৈরি হয়।
- ট্রান্সলেশন: mRNA থেকে প্রোটিন তৈরি হয়।
৭. সেল অক্ষমতার জন্য রুগ্নতা
ক্যান্সার:
- কোষ বিভাজন নিয়ন্ত্রণে অস্বাভাবিকতা এবং সেল চক্র নিয়ন্ত্রণকারী জিনে পরিবর্তন হওয়ার কারণে।
ডাউন সিনড্রোম:
- ক্রোমোজোম ২১ এর অতিরিক্ত কপি হওয়ার কারণে, যার ফলে বিকাশগত সমস্যা এবং স্বাস্থ্যজনিত সমস্যা।
টার্নার সিনড্রোম:
- এক্স ক্রোমোজোমের অভাবে ঘটে (৪৫,X), যার ফলে বৃদ্ধি এবং প্রজনন সমস্যা ঘটে।
সিস্টিক ফাইব্রোসিস:
- CFTR জিনে পরিবর্তনের কারণে সৃষ্ট একটি জেনেটিক রোগ যা ঘন শ্লেষ্মা তৈরি করে, যা শ্বাসনালী এবং পাচনতন্ত্রে প্রভাব ফেলে।
कोशिका जीवविज्ञान अध्ययन नोट्स
कोशिका जीवविज्ञान जीवविज्ञान की एक महत्वपूर्ण शाखा है, जो कोशिकाओं की संरचना, कार्य, और उनके कार्यों का अध्ययन करती है। कोशिका जीवन का सबसे बुनियादी और महत्वपूर्ण इकाई है, इसलिए कोशिका जीवविज्ञान का अध्ययन जीवन के जटिल घटनाओं को समझने के लिए आवश्यक है। इस गाइड में कोशिका की संरचना, कार्य, कोशिका के प्रकार, कोशिका विभाजन, और अन्य कोशिका प्रक्रियाओं के बारे में विस्तार से चर्चा की गई है, जो परीक्षा के लिए महत्वपूर्ण हैं।
1. कोशिका जीवविज्ञान का परिचय
कोशिका जीवन की सबसे छोटी संरचनात्मक और कार्यात्मक इकाई है। कोशिका के बारे में अध्ययन जीवित जीवन की संरचनाओं, शारीरिक और आनुवांशिक प्रक्रियाओं को समझने के लिए आवश्यक है। कोशिकाओं को दो मुख्य श्रेणियों में बाँटा जाता है:
- प्रोकैरियोटिक कोशिका: सरल, एककोशिकीय जीव जैसे बैक्टीरिया और आर्किया, जिनमें परिभाषित न्यूक्लियस और मेम्ब्रेन-बाउंड ऑर्गेनेल्स नहीं होते।
- यूकैरियोटिक कोशिका: जटिल कोशिकाएँ, जो बहुकोशिकीय जीवों जैसे पौधे, जानवर और कवक में पाई जाती हैं, जिनमें परिभाषित न्यूक्लियस और विभिन्न मेम्ब्रेन-बाउंड ऑर्गेनेल्स होते हैं।
2. कोशिका की संरचना और ऑर्गेनेल्स
कोशिका की विभिन्न संरचनाओं और उनके कार्यों को समझकर कोशिका जीवविज्ञान का अध्ययन किया जाता है। प्रत्येक ऑर्गेनेल कोशिका के जीवन और होमियोस्टेसिस को बनाए रखने के लिए विशिष्ट कार्य करता है।
A. प्रोकैरियोटिक कोशिका
विशेषताएँ:
- न्यूक्लियस नहीं होता: आनुवंशिक सामग्री न्यूक्लियोइड क्षेत्र में पाई जाती है।
- मेम्ब्रेन-बाउंड ऑर्गेनेल्स नहीं होते।
- छोटी और सरल।
ऑर्गेनेल्स:
- प्लाज्मा मेम्ब्रेन: एक चयनात्मक रूप से पारगम्य बाधा जो कोशिका के अंदर और बाहर पदार्थों के संचलन को नियंत्रित करती है।
- राइबोसोम्स: प्रोटीन संश्लेषण स्थल।
- न्यूक्लियोइड: जहां आनुवंशिक सामग्री (DNA) स्थित होती है।
B. यूकैरियोटिक कोशिका
यूकैरियोटिक कोशिकाएँ अधिक जटिल होती हैं और इनमें विभिन्न ऑर्गेनेल्स होते हैं, जिनमें से प्रत्येक कोशिका के अस्तित्व के लिए विशिष्ट कार्य करता है।
न्यूक्लियस:
- DNA (आनुवंशिक सामग्री) रखता है।
- न्यूक्लियर मेम्ब्रेन द्वारा घिरा हुआ।
- कोशिका के कार्यों को नियंत्रित करता है और जीन की अभिव्यक्ति को नियंत्रित करता है।
- न्यूक्लियोलस में राइबोसोमल RNA (rRNA) का संश्लेषण होता है।
माइटोकॉन्ड्रिया:
- कोशिका की शक्ति का स्रोत, सेलुलर श्वसन और ATP (ऊर्जा) उत्पादन में शामिल है।
- अपना DNA और राइबोसोम होता है।
- ग्लूकोज से ऊर्जा का उत्पादन करता है।
एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ER):
- रफ ER: राइबोसोम्स से ढका हुआ, यह प्रोटीन संश्लेषण और परिवर्धन करता है।
- स्मूथ ER: राइबोसोम्स से रहित और लिपिड संश्लेषण, डिटॉक्सिफिकेशन, और कैल्शियम भंडारण के लिए जिम्मेदार है।
गोल्जी उपकरण:
- प्रोटीन और लिपिड को परिवर्धन, वर्गीकृत और पैक करता है ताकि उन्हें परिवहन के लिए तैयार किया जा सके।
- ग्लाइकोप्रोटीन और ग्लाइकोलिपिड्स का संश्लेषण करता है।
लायसोसोम्स:
- पाचन एंजाइम्स रखते हैं जो अपशिष्ट और कोशिका के अवशेषों को तोड़ते हैं।
- ऑटोफैगी (कोशिका तत्वों का पुनः उपयोग) और एपोप्टोसिस (प्रोग्राम्ड कोशिका मरण) में शामिल है।
राइबोसोम्स:
- प्रोटीन संश्लेषण के लिए जिम्मेदार होते हैं।
- साइटोप्लाज्म में या रफ ER से जुड़े होते हैं।
साइटोस्केलेटन:
- कोशिका की संरचना बनाए रखता है, कोशिका विभाजन में मदद करता है और अंतरकोशिकीय परिवहन में सहायता करता है।
प्लाज्मा मेम्ब्रेन:
- एक फॉस्फोलिपिड बायलययर से बना होता है और इसमें प्रोटीन समाहित होते हैं, यह कोशिका के अंदर और बाहर तत्वों के प्रवाह को नियंत्रित करता है और होमियोस्टेसिस बनाए रखता है।
- रिसेप्टर प्रोटीन और आयन चैनल से बना होता है।
क्लोरोप्लास्ट (पौधों की कोशिका में):
- क्लोरोफिल रखता है जो फोटोसिंथेसिस के लिए आवश्यक है (सूरज की ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है)।
- अपना DNA और राइबोसोम होता है।
3. कोशिका के कार्य
कोशिका जीवन के लिए आवश्यक कार्यों को करती है, जो होमियोस्टेसिस बनाए रखते हुए वृद्धि, मरम्मत और प्रजनन में मदद करती है। कोशिका के प्रमुख कार्य इस प्रकार हैं:
ऊर्जा का उत्पादन:
- कोशिका ATP उत्पादन करती है सेलुलर श्वसन के माध्यम से, जो माइटोकॉन्ड्रिया में होता है।
- फोटोसिंथेसिस (पौधों की कोशिका में) सूरज की ऊर्जा को ग्लूकोज में परिवर्तित करती है, जो कोशिका का मुख्य ऊर्जा स्रोत है।
प्रोटीन संश्लेषण:
- कोशिकाएँ ट्रांसक्रिप्शन (DNA से mRNA) और ट्रांसलेशन (mRNA से प्रोटीन) की प्रक्रिया से प्रोटीन बनाती हैं।
परिवहन:
- कोशिका पदार्थों को प्लाज्मा मेम्ब्रेन के माध्यम से डिफ्यूजन, ऑस्मोसिस, एक्टिव ट्रांसपोर्ट, और एंडोसाइटोसिस/एक्सोसाइटोसिस की प्रक्रिया से परिवहन करती है।
कोशिका विभाजन:
- कोशिका विभाजन वृद्धि, मरम्मत और प्रजनन के लिए आवश्यक है। प्रमुख कोशिका विभाजन प्रकार माइटोसिस (शारीरिक कोशिकाएँ) और मीयोसिस (गैमेट्स) हैं।
संकेत प्राप्ति और रूपांतरण:
- कोशिकाएँ पर्यावरण से संकेत (हार्मोन, पोषक तत्व) प्लाज्मा मेम्ब्रेन पर रिसेप्टर्स के माध्यम से प्राप्त करती हैं। संकेत रूपांतरण मार्ग कोशिका के व्यवहार में परिवर्तन लाता है।
4. कोशिका विभाजन: माइटोसिस और मीयोसिस
A. माइटोसिस:
- लक्ष्य: वृद्धि, मरम्मत और यौन रहित प्रजनन।
- परिणाम: दो समान संतान कोशिकाएँ उत्पन्न होती हैं।
- प्रक्रिया: एक विभाजन चरण में प्रोफेज, मेटाफेज, एनाफेज, टेलोफेज, और साइटोकाइनेसिस की प्रक्रिया शामिल होती है।
B. मीयोसिस:
- लक्ष्य: यौन प्रजनन (गैमेट्स का निर्माण: शुक्राणु और अंडाणु)।
- परिणाम: चार haploid कोशिकाएँ उत्पन्न होती हैं, जिनमें से प्रत्येक में आधी क्रोमोसोम संख्या होती है।
- प्रक्रिया: दो विभाजन चरण (मीयोसिस I और मीयोसिस II) होते हैं, जो आनुवंशिक विविधता और क्रोमोसोम संख्या में कमी सुनिश्चित करते हैं।
5. कोशिका द्वारा परिवहन प्रक्रिया
कोशिका मेम्ब्रेन एक चयनात्मक रूप से पारगम्य होती है, और कोशिका विभिन्न तत्वों को परिवहन करने के लिए विभिन्न प्रक्रियाओं का उपयोग करती है। प्रमुख प्रक्रियाएँ इस प्रकार हैं:
पैसिव ट्रांसपोर्ट (ऊर्जा की आवश्यकता नहीं):
- डिफ्यूजन: उच्च से निम्न घनत्व में पदार्थों का प्रवाह।
- ऑस्मोसिस: पानी के अणुओं का कम घनत्व से अधिक घनत्व की ओर प्रवाह।
- फेसिलिटेटेड डिफ्यूजन: प्रोटीन चैनलों द्वारा पदार्थों का उच्च से निम्न घनत्व में प्रवाह।
एक्टिव ट्रांसपोर्ट (ऊर्जा की आवश्यकता):
- एक्टिव ट्रांसपोर्ट: पदार्थों का प्रवाह ATP का उपयोग करके, विपरीत दिशा में (जैसे, सोडियम-पोटैशियम पंप)।
- एंडोसाइटोसिस: एक प्रक्रिया जिसमें कोशिका मेम्ब्रेन तत्वों को घेरकर कोशिका के अंदर लाती है।
- एक्सोसाइटोसिस: कोशिका से तत्वों को बाहर निकालने की प्रक्रिया।
6. आनुवंशिक सामग्री और DNA
DNA संरचना:
- DNA (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक ऐसिड) एक डबल-हेलिक्स संरचना होती है, जो न्यूक्लियोटाइड्स (एडेनिन, थायमिन, साइटोसिन, और ग्वानिन) से बनी होती है।
- DNA जीवन के लिए आवश्यक प्रोटीन बनाने और आनुवंशिक लक्षणों की अभिव्यक्ति का ब्लूप्रिंट होता है।
क्रोमोसोम:
- DNA का संगठनात्मक रूप होता है जो न्यूक्लियस में पाया जाता है। मनुष्यों में 46 क्रोमोसोम (23 जोड़े) प्रत्येक सोमैटिक कोशिका में होते हैं।
DNA का अनुकरण:
- कोशिका विभाजन से पहले DNA अनुकरण करती है ताकि संतति कोशिकाओं में समान आनुवंशिक सामग्री हो।
जीन की अभिव्यक्ति:
- ट्रांसक्रिप्शन: DNA से mRNA बनता है।
- ट्रांसलेशन: mRNA से प्रोटीन बनते हैं।
7. कोशिका के रोगजनक प्रभाव
कैंसर:
- कोशिका विभाजन नियंत्रण में असामान्यता और कोशिका चक्र नियंत्रक जीनों में परिवर्तन के कारण होता है।
डाउन सिंड्रोम:
- क्रोमोसोम 21 का अतिरिक्त प्रति होने के कारण उत्पन्न होता है, जिससे विकासात्मक और स्वास्थ्य समस्याएँ होती हैं।
टर्नर सिंड्रोम:
- X क्रोमोसोम की अनुपस्थिति (45,X) के कारण, जिसके परिणामस्वरूप वृद्धि और प्रजनन समस्याएँ उत्पन्न होती हैं।
सिस्टिक फाइब्रोसिस:
- CFTR जीन में परिवर्तन के कारण एक आनुवंशिक रोग उत्पन्न होता है, जिससे घना बलगम बनता है, जो श्वसन तंत्र और पाचन तंत्र को प्रभावित करता है।
