माइटोकॉन्ड्रिया: वे क्या हैं, विशेषताएं और कार्य

माइटोकॉन्ड्रिया छोटे अंग हैं हमारी कोशिकाओं में और व्यावहारिक रूप से सभी यूकेरियोटिक जीवों में पाया जाता है।

उनका कार्य जीव के जीवन के लिए बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि वे एक प्रकार के ईंधन के उत्पादक हैं ताकि कोशिका के अंदर चयापचय प्रक्रियाओं को अंजाम दिया जा सके।

नीचे हम और अधिक गहराई से देखेंगे कि ये अंग क्या हैं, उनके भाग क्या हैं, उनके कार्य क्या हैं और उनकी उत्पत्ति कैसे हुई, यह समझाने के लिए किस परिकल्पना को उठाया गया है।

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माइटोकॉन्ड्रिया क्या हैं?

माइटोकॉन्ड्रिया हैं a यूकेरियोटिक सेल इंटीरियर में मौजूद ऑर्गेनेल जिनका जीवन के लिए बहुत महत्वपूर्ण कार्य है function, चूंकि वे कोशिका को ऊर्जा प्रदान करने के लिए जिम्मेदार हैं, जिससे यह विभिन्न चयापचय प्रक्रियाओं को पूरा करने की अनुमति देता है। इसका आकार गोलाकार और फैला हुआ होता है, जिसके अंदर कई परतें और लकीरें होती हैं, जहाँ वे एक साथ फिट होती हैं। प्रोटीन जो इस ऊर्जा को एटीपी (एडेनोसिन .) के रूप में देने के लिए विभिन्न प्रक्रियाओं को करने की अनुमति देते हैं ट्राइफॉस्फेट)।

ये अंग कोशिका के वातावरण में एक चर संख्या में प्रकट हो सकते हैं, और उनकी मात्रा सीधे कोशिका की ऊर्जा आवश्यकताओं से संबंधित होती है। इसीलिए, कोशिका को बनाने वाले ऊतक के आधार पर, कम या ज्यादा माइटोकॉन्ड्रिया की उम्मीद की जा सकती है। उदाहरण के लिए, यकृत में, जहां उच्च एंजाइम गतिविधि होती है, यकृत कोशिकाओं में अक्सर इनमें से कई अंग होते हैं।

आकृति विज्ञान

माइटोकॉन्ड्रियन, जैसा कि आप उम्मीद कर सकते हैं, एक बहुत छोटी संरचना है, जिसका आकार 0.5 से 1 माइक्रोन तक है (माइक्रोमीटर) व्यास में और लंबाई में 8 माइक्रोन तक, एक फैला हुआ, गोलार्द्ध आकार, जैसे मोटा सॉसेज।

कोशिका के अंदर माइटोकॉन्ड्रिया की मात्रा सीधे उसकी ऊर्जा जरूरतों से संबंधित होती है. जितनी अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होगी, कोशिका को उतनी ही अधिक माइटोकॉन्ड्रिया की आवश्यकता होगी। माइटोकॉन्ड्रिया के समुच्चय को कोशिकीय चोंड्रोम कहा जाता है।

माइटोकॉन्ड्रिया एंजाइमी गतिविधि के संदर्भ में अलग-अलग कार्यों के साथ दो झिल्लियों से घिरे होते हैं, अलग-अलग होते हैं तीन रिक्त स्थान: साइटोसोल (या साइटोप्लाज्मिक मैट्रिक्स), इंटरमेम्ब्रेन स्पेस और माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स.

1. बाहरी झिल्ली

यह एक बाहरी लिपिड बाईलेयर है, जो आयनों, मेटाबोलाइट्स और कई पॉलीपेप्टाइड्स के लिए पारगम्य है। इसमें छिद्र बनाने वाले प्रोटीन होते हैं, जिन्हें पोरिन कहा जाता है, जो एक वोल्टेज-गेटेड आयन चैनल बनाते हैं. ये चैनल ५,००० डाल्टन तक के बड़े अणुओं और २० ()ngström) के अनुमानित व्यास के पारित होने की अनुमति देते हैं।

बल्कि, बाहरी झिल्ली कुछ एंजाइमेटिक या परिवहन कार्य करती है। इसमें 60% से 70% तक प्रोटीन होता है।

2. भीतरी झिल्ली

आंतरिक झिल्ली लगभग 80% प्रोटीन से बनी होती है, और इसके समकक्ष, बाहरी के विपरीत, इसमें छिद्रों की कमी होती है और यह अत्यधिक चयनात्मक होती है। इसमें कई एंजाइम कॉम्प्लेक्स और ट्रांसमेम्ब्रेन ट्रांसपोर्ट सिस्टम शामिल हैं, जो अणुओं के स्थानान्तरण में शामिल होते हैं, अर्थात् उन्हें एक स्थान से दूसरे स्थान पर ले जाते हैं।

3. माइटोकॉन्ड्रियल लकीरें

अधिकांश यूकेरियोटिक जीवों में, माइटोकॉन्ड्रियल लकीरें चपटी, लंबवत सेप्टा के रूप में दिखाई देती हैं। माना जाता है कि माइटोकॉन्ड्रिया में लकीरों की संख्या उनकी सेलुलर गतिविधि का प्रतिबिंब है। लकीरें सतह क्षेत्र में उल्लेखनीय वृद्धि का प्रतिनिधित्व करते हैं ताकि विभिन्न प्रक्रियाओं के लिए उपयोगी प्रोटीन को जोड़ा जा सके जो माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर होता है।

वे विशिष्ट बिंदुओं पर आंतरिक झिल्ली से जुड़े होते हैं, जिसमें माइटोकॉन्ड्रिया के विभिन्न डिब्बों के बीच मेटाबोलाइट्स के परिवहन की सुविधा होगी। माइटोकॉन्ड्रिया के इस भाग में, ऑक्सीडेटिव चयापचय से संबंधित कार्य किए जाते हैं, जैसे श्वसन श्रृंखला या ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण। यहाँ हम निम्नलिखित जैव रासायनिक यौगिकों पर प्रकाश डाल सकते हैं::

• इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला, चार निश्चित एंजाइम परिसरों और दो मोबाइल इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्टरों से बना है।
• एक एंजाइम कॉम्प्लेक्स, हाइड्रोजन आयन चैनल और एटीपी सिंथेज़, जो एटीपी (ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन) के संश्लेषण को उत्प्रेरित करता है।
• ट्रांसपोर्टर प्रोटीन, जो इसके माध्यम से आयनों और अणुओं के पारित होने की अनुमति देता है, सबसे उल्लेखनीय हमारे पास फैटी एसिड, पाइरुविक एसिड, एडीपी, एटीपी, ओ 2 और पानी है; हाइलाइट किया जा सकता है:

4. इनतेरमेम्ब्रेन स्पेस

दोनों झिल्लियों के बीच एक स्थान होता है जिसमें साइटोप्लाज्म के समान एक तरल होता है, जिसमें उच्च सांद्रता होती है श्रृंखला के एंजाइम परिसरों द्वारा इन उप-परमाणु कणों के पंपिंग के कारण प्रोटॉन की श्वसन.

इस इंट्रामेम्ब्रेनस माध्यम के भीतर स्थित हैं एटीपी के उच्च-ऊर्जा बंधन के हस्तांतरण में शामिल विभिन्न एंजाइम, जैसे एडिनाइलेट किनसे या क्रिएटिन किनसे। इसके अलावा, कार्निटाइन पाया जा सकता है, एक पदार्थ जो फैटी एसिड के साइटोप्लाज्म से माइटोकॉन्ड्रियल इंटीरियर तक परिवहन में शामिल होता है, जहां उनका ऑक्सीकरण किया जाएगा।

5. माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स

माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स, माइटोसोल भी कहा जाता है, इसमें साइटोसोल की तुलना में कम अणु होते हैं, यद्यपि इसमें आप आयन, उपापचयी उपापचयी उपापचयी, जीवाणु के समान वृत्ताकार डीएनए और कुछ राइबोसोम (मायट्रिबोसोम), जो कुछ माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन के संश्लेषण को अंजाम देते हैं और वास्तव में आरएनए होते हैं माइटोकॉन्ड्रियल।

इसमें मुक्त रहने वाले प्रोकैरियोटिक जीवों के समान अंग होते हैं, जो एक नाभिक की कमी के कारण हमारी कोशिकाओं से भिन्न होते हैं।

इस मैट्रिक्स में जीवन के लिए कई मौलिक चयापचय मार्ग हैं, जैसे क्रेब्स चक्र और फैटी एसिड के बीटा-ऑक्सीकरण।

संलयन और विखंडन

माइटोकॉन्ड्रिया में अपेक्षाकृत आसानी से विभाजित और फ्यूज करने की क्षमता होती है, और ये दो क्रियाएं हैं जो लगातार कोशिकाओं में होती हैं। इसमें इनमें से प्रत्येक ऑर्गेनेल इकाइयों के माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए को मिलाना और विभाजित करना शामिल है।.

यूकेरियोटिक कोशिकाओं में कोई व्यक्तिगत माइटोकॉन्ड्रिया नहीं होता है, बल्कि एक नेटवर्क होता है जो माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए की एक चर संख्या से जुड़ा होता है। इस घटना के संभावित कार्यों में से एक नेटवर्क के विभिन्न हिस्सों द्वारा संश्लेषित उत्पादों को साझा करना, स्थानीय दोषों को ठीक करना या, बस उनके डीएनए को साझा करना है।

यदि दो कोशिकाएं जिनमें अलग-अलग माइटोकॉन्ड्रिया फ्यूज होते हैं, तो माइटोकॉन्ड्रिया का नेटवर्क जो संघ से निकलेगा, केवल 8 घंटे के बाद सजातीय होगा। चूंकि माइटोकॉन्ड्रिया लगातार जुड़ रहे हैं और विभाजित हो रहे हैं, इसलिए एक कोशिका में इन जीवों की कुल संख्या को स्थापित करना मुश्किल है। कुछ ऊतक, हालांकि यह माना जा सकता है कि वे ऊतक जो सबसे अधिक काम करते हैं या सबसे अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, उनके परिणामस्वरूप कई माइटोकॉन्ड्रिया होंगे विखंडन

माइटोकॉन्ड्रियल डिवीजन प्रोटीन द्वारा मध्यस्थ होता है, जो डायनामिन के समान होता है similar, जो पुटिकाओं की पीढ़ी में शामिल हैं। जिस बिंदु पर ये अंग विभाजित होना शुरू करते हैं, वह एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के साथ उनकी बातचीत पर अत्यधिक निर्भर है। जालीदार झिल्ली माइटोकॉन्ड्रियन को घेर लेती है, इसे संकुचित करती है और अंततः इसे दो में विभाजित करती है।

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विशेषताएं

माइटोकॉन्ड्रिया का मुख्य कार्य एटीपी का उत्पादन है, जिसे सेलुलर प्रक्रियाओं के लिए ईंधन के रूप में जाना जाता है। फिर भी, वे कैल्शियम के भंडार के रूप में कार्य करने के अलावा बीटा-ऑक्सीकरण के माध्यम से फैटी एसिड के चयापचय का भी हिस्सा लेते हैं.

इसके अलावा, हाल के वर्षों में अनुसंधान में, इस अंग को एपोप्टोसिस से जोड़ा गया है, यह कोशिका मृत्यु है, कैंसर और शरीर की उम्र बढ़ने के अलावा, और अपक्षयी रोगों की उपस्थिति जैसे कि पार्किंसंस या मधुमेह।

आनुवंशिक परीक्षण के लिए माइटोकॉन्ड्रिया के लाभों में से एक है उनका डीएनए, जो सीधे मातृ रेखा से आता है. वंशावली और नृविज्ञान के शोधकर्ता इस डीएनए का उपयोग पारिवारिक वृक्षों को स्थापित करने के लिए करते हैं। यौन प्रजनन के कारण यह डीएनए आनुवंशिक पुनर्संयोजन के अधीन नहीं है।

1. एटीपी संश्लेषण

यह माइटोकॉन्ड्रिया में है कि अधिकांश एटीपी गैर-प्रकाश संश्लेषक यूकेरियोटिक कोशिकाओं के लिए निर्मित होता है।

वे एसिटाइल-कोएंजाइम ए का चयापचय करते हैं, साइट्रिक एसिड के एक एंजाइमी चक्र के माध्यम से, और कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) और NADH का उत्पादन करता है। एनएडीएच आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में एक इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला को इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देता है। ये इलेक्ट्रॉन तब तक यात्रा करते हैं जब तक वे पानी के अणु (H2O) का निर्माण करते हुए एक ऑक्सीजन अणु (O2) तक नहीं पहुंच जाते।

इलेक्ट्रॉनों के इस परिवहन को प्रोटॉन के साथ जोड़ा जाता है, जो मैट्रिक्स से आता है और इंटरमेम्ब्रेन स्पेस तक पहुंचता है। यह प्रोटॉन ग्रेडिएंट है जो एटीपी नामक पदार्थ की क्रिया के लिए एटीपी को संश्लेषित करने की अनुमति देता है सिंथेज़, एडीपी को फॉस्फेट संलग्न करना, और अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता (फॉस्फोराइलेशन) के रूप में ऑक्सीजन का उपयोग करना ऑक्सीडेटिव)।

इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला को श्वसन श्रृंखला के रूप में जाना जाता है, 40 प्रोटीन होते हैं।

2. लिपिड चयापचय

कोशिकाओं में मौजूद लिपिड की एक अच्छी मात्रा माइटोकॉन्ड्रियल गतिविधि के लिए धन्यवाद है। माइटोकॉन्ड्रिया में लिसोफोस्फेटिडिक एसिड का उत्पादन होता है, जिससे ट्राईसिलेग्लिसरॉल्स संश्लेषित होते हैं।

फॉस्फेटिडिक एसिड और फॉस्फेटिडिलग्लिसरॉल को भी संश्लेषित किया जाता है, जो कार्डियोलिपिन और फॉस्फेटिडिल इथेनॉलमाइन के उत्पादन के लिए आवश्यक हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया की उत्पत्ति: कोशिकाओं के भीतर की कोशिकाएँ?

1980 में, विज्ञान में सबसे महत्वपूर्ण महिलाओं में से एक, लिन मार्गुलिस ने इस अंग की उत्पत्ति के बारे में एक पुराने सिद्धांत को पुनः प्राप्त किया, इसे एंडोसिम्बायोटिक सिद्धांत के रूप में सुधार किया। इसके संस्करण के अनुसार, लगभग 1500 मिलियन वर्ष पहले, अधिक अद्यतन और वैज्ञानिक प्रमाणों के आधार पर, एक प्रोकैरियोटिक कोशिका, यानी बिना केंद्रक के, एक ऑक्सीडेंट के रूप में आणविक ऑक्सीजन का उपयोग करके कार्बनिक पोषक तत्वों से ऊर्जा प्राप्त करने में सक्षम थी.

प्रक्रिया के दौरान, यह एक अन्य प्रोकैरियोटिक कोशिका के साथ, या पहली यूकेरियोटिक कोशिकाओं के साथ जुड़ गया, जो बिना पचाए फैगोसाइटेड हो गया। यह घटना वास्तविकता पर आधारित है, क्योंकि बैक्टीरिया को दूसरों को निगलते हुए देखा गया है, लेकिन उनके जीवन को समाप्त किए बिना। अवशोषित कोशिका ने अपने मेजबान के साथ एक सहजीवी संबंध स्थापित किया, इसे एटीपी के रूप में ऊर्जा प्रदान की।, और मेजबान ने एक स्थिर और पोषक तत्वों से भरपूर वातावरण प्रदान किया। इस महान पारस्परिक लाभ को समेकित किया गया, अंततः इसका हिस्सा बन गया, और यह माइटोकॉन्ड्रिया की उत्पत्ति होगी।

यह परिकल्पना काफी तार्किक है यदि बैक्टीरिया, मुक्त-जीवित प्रोकैरियोटिक जीवों और माइटोकॉन्ड्रिया के बीच रूपात्मक समानता को ध्यान में रखा जाए। उदाहरण के लिए, दोनों आकार में लम्बी हैं, समान परतें हैं, और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि उनका डीएनए गोलाकार है। इसके अलावा, माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए सेल न्यूक्लियस से बहुत अलग है, जिससे यह आभास होता है कि यह दो अलग-अलग जीव हैं।

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