What is a Cell?
Cell is the fundamental structural and functional unit of all living organisms, i.e., all organisms are composed of cells.
सेल क्या है?
सेल हर जिंदा चीज़ का सबसे बुनियादी ढांचा और काम करने वाला यूनिट होता है। मतलब ये कि हर जानदार चीज़ सेल से बनी होती है।
Discovery of the Cell
Cells were first observed by Robert Hooke in 1665 using a simple microscope. When he observed thin slices of cork, he saw a honeycomb-like structure with many small compartments. He named these compartments "cellula", meaning small rooms.
Robert Hooke’s observation was published in his book "Micrographia".
सेल की खोज
सेल को सबसे पहले 1665 में रोबर्ट हुक (Robert Hooke) ने देखा था। उन्होंने एक सादा माइक्रोस्कोप की मदद से कॉर्क (लकड़ी की छाल) के पतले टुकड़े को देखा। जब उन्होंने उसे देखा तो उसमें छत्ते जैसी झिल्लीदार बनावट नज़र आई, जिसमें बहुत सारी छोटी-छोटी खोल जैसी जगहें थीं।
उन्होंने इन जगहों को "सेलुला" नाम दिया, जिसका मतलब होता है "छोटे कमरे"।
रोबर्ट हुक का यह ऑब्ज़रवेशन उनकी किताब "Micrographia" में छपा था।
Anton Von Leeuwenhoek was another scientist who observed live cells after Robert Hooke but with improved lenses in his microscope. His microscope could magnify the objects better. He observed moving objects under the microscope which he called animalcules. These included Protozoa and bacteria.
एंटोन वॉन ल्यूवेनहॉक एक और साइंटिस्ट थे जिन्होंने Robert Hooke के बाद जिंदा सेल्स को देखा। मगर उन्होंने अपने माइक्रोस्कोप में बेहतर लेंस लगाए थे, जिससे चीज़ें और ज़्यादा साफ़ और बड़ी दिखती थीं।
उन्होंने माइक्रोस्कोप के नीचे कुछ ऐसी चीज़ें देखीं जो हिलती-डुलती थीं। उन्होंने इन्हें "एनिमलक्यूल्स" कहा, यानी छोटे-छोटे जानदार। इनमें प्रोटोजोआ और बैक्टीरिया शामिल थे।
Based on the number of cells, living organisms are of two types:
1. Unicellular organisms: Made of only one single cell.
2. Multicellular organisms: Made of many cells.
Unicellular organisms can:
(1) Live independently
(2) Perform all basic life functions by themselves
A single cell is very small and complex. Its full and detailed structure became visible only after the invention of the electron microscope.
सेल की तादाद की बुनियाद पर जानदार दो किस्म के होते हैं:
1. यूनिसेलुलर ऑर्गेनिज़्म (Unicellular organisms):
ये सिर्फ़ एक ही सेल से बने होते हैं।
2. मल्टीसेलुलर ऑर्गेनिज़्म (Multicellular organisms):
ये बहुत सारे सेल्स से मिलकर बने होते हैं।
यूनिसेलुलर ऑर्गेनिज़्म में ये खूबियां होती हैं:
(1) ये अकेले भी ज़िंदा रह सकते हैं।
(2) ये ज़िंदगी के ज़रूरी काम खुद कर लेते हैं, जैसे खाना हज़म करना, सांस लेना, वग़ैरह।
एक सेल बहुत छोटा और पेचीदा (complex) होता है। इसकी तमाम बनावट को पूरी तरह साफ-साफ देखने के लिए इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की ईजाद के बाद ही मुमकिन हुआ।
Key Note:
Robert Hooke first observed dead cell in plant cork in 1665.
Anton Von Leeuwenhoek first saw and described a live cell in 1674.
Robert Brown discovered the nucleus in 1831.
मुख्य बातें (Key Note):
रॉबर्ट हुक ने सबसे पहले 1665 में प्लांट कॉर्क में मरी हुई सेल को देखा था।
एंटोन वॉन ल्यूवेनहॉक ने 1674 में पहली बार जिंदा सेल को देखा और उसका ज़िक्र किया।
रॉबर्ट ब्राउन ने 1831 में न्यूक्लियस (nucleus) की खोज की।
Microscopy
Biological studies and explorations cannot be imagined without a microscope as it enables us to see something which is beyond the scope of our eyes.
माइक्रोस्कोपी (Microscopy):
बायोलॉजी की पढ़ाई और तफ़्तीश (exploration) माइक्रोस्कोप के बग़ैर सोचना मुमकिन ही नहीं है। ये हमें वो चीज़ें देखने में मदद करता है जो हमारी आंखों से नहीं दिखतीं।
The use of the first microscope dates back to 1665 when the British Physicist Robert Hooke designed a simple microscope using a combination of magnifying lenses and observed the slices of cork, and coined the term Cellulae or cell to that honeycomb-like structure.
You are aware that Matthias Jacob Schleiden and Theodor Schwann proposed cell theory in 1838 on the basis of observation of cells in plants and animals. Since then, with the development of technology, microscopy has undergone improvement.
माइक्रोस्कोप की शुरुआत:
पहली बार माइक्रोस्कोप का इस्तेमाल 1665 में हुआ, जब ब्रिटिश साइंटिस्ट रॉबर्ट हुक ने एक सादा माइक्रोस्कोप बनाया। उन्होंने इसमें बढ़ा कर दिखाने वाले लेंस (magnifying lenses) लगाए और कॉर्क के टुकड़े (लकड़ी की छाल) को देखा। उसमें उन्होंने छत्ते जैसी बनावट देखी और उसे "सेलुला" या "सेल" नाम दिया। आप ये जानते हैं कि मैथियास जैकब श्लाइडन और थियोडर श्वान ने 1838 में सेल थ्योरी पेश की, जो उन्होंने पौधों और जानवरों में सेल्स को देखकर बनाई थी।
तब से लेकर अब तक टेक्नोलॉजी की तरक़्क़ी के साथ-साथ माइक्रोस्कोपी में भी बहुत बेहतरी आई है।
Light Microscopy:
Light microscopes, also known as optical microscopes, have been the workhorses of biology for centuries. Leveraging the properties of visible light, these instruments employ lenses and illumination systems to magnify specimens and reveal their cellular and sub-cellular details.
Light microscopes have been instrumental in deciphering the complexities of biological organisms, from studying the morphology of cells to observing live processes in real-time.
लाइट माइक्रोस्कोपी:
लाइट माइक्रोस्कोप (जिसे ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप भी कहते हैं) पिछले कई सौ सालों से बायोलॉजी में सबसे ज़्यादा इस्तेमाल होने वाला इंस्ट्रूमेंट रहा है।
ये माइक्रोस्कोप नज़र आने वाली रोशनी (visible light) का इस्तेमाल करता है, और इसमें लेंस और लाइट सिस्टम होता है, जिससे किसी चीज़ को बड़ा करके उसकी सेल और सब-सेलुलर डिटेल्स (यानि सेल के अंदर की चीज़ें) देखी जा सकती हैं।
लाइट माइक्रोस्कोप की मदद से सेल्स की बनावट समझी गई है और ज़िंदा प्रक्रियाओं (live processes) को भी उसी वक्त चलते हुए देखा जा सकता है।
Electron Microscopy:
Electron microscopy is a highly sophisticated technique in which the object to be studied is bombarded with an electron beam, which has a wavelength approximately 1,00,000 times shorter than that of visible light. The electron beam magnifies the image using electromagnetic lenses.
Because the wavelength of electrons is much shorter, the electron microscope provides higher resolution and can resolve structures thousands of times smaller than what light microscopes can.
Resolution is defined as the ability to distinguish two closely placed objects as separate.
Why can't electron microscopes be used to study live material?
Due to the use of electron beams and the requirement of a vacuum environment, living cells cannot survive under these conditions. Hence, electron microscopes are not suitable for observing live materials.
इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी:
इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप एक बहुत ही एडवांस टेक्नीक है, जिसमें जिस चीज़ को देखना होता है, उस पर इलेक्ट्रॉन की किरण (electron beam) डाली जाती है। ये किरण नज़र आने वाली रोशनी से लगभग 1,00,000 गुना छोटी वेवलेंथ रखती है।
इस माइक्रोस्कोप में इलेक्ट्रोमैग्नेटिक लेंस का इस्तेमाल करके इमेज को बड़ा किया जाता है।
क्योंकि इलेक्ट्रॉन की वेवलेंथ बहुत छोटी होती है, इस वजह से ये माइक्रोस्कोप बहुत छोटे-से-छोटे पार्ट को भी साफ़-साफ़ दिखा सकता है। इसे कहते हैं resolution – यानि दो पास-पास चीज़ों को अलग-अलग पहचान पाना।
ज़िंदा चीज़ों को क्यों नहीं देखा जा सकता इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप से?
क्योंकि इलेक्ट्रॉन बीम बहुत तेज़ होती है और इसमें वैक्यूम (vacuum) की ज़रूरत होती है। इस वजह से कोई भी live (जिंदा) material इस प्रोसेस को बर्दाश्त नहीं कर सकता, वो मर जाता है। इसलिए इसे सिर्फ़ dead cells या fixed samples को देखने के लिए ही इस्तेमाल किया जाता है।
CELL THEORY
A cell is the fundamental structural and functional unit of all living organisms. It is the smallest biological, structural, and functional unit of all plants and animals. Therefore, cells are the 'Building Blocks of Life' or the 'Basic Units of Life'.
Organisms made up of a single cell are called unicellular, whereas organisms made up of many cells are multicellular.
Cells perform many different functions within a living organism such as digestion, respiration, reproduction, etc.
सेल थ्योरी (Cell Theory):
सेल हर जानदार चीज़ का सबसे बुनियादी और स्ट्रक्चर वाला हिस्सा होता है। यही सबसे छोटा बायोलॉजिकल, स्ट्रक्चरल और फंक्शनल यूनिट है – चाहे वो पौधा हो या जानवर।
इसी वजह से सेल को "ज़िंदगी की ईंट" या "लाइफ का बेसिक यूनिट" कहा जाता है।
जो जानदार सिर्फ़ एक सेल से बने होते हैं, उन्हें यूनिसेलुलर ऑर्गेनिज़्म कहते हैं। और जो बहुत सारे सेल्स से मिलकर बने होते हैं, उन्हें मल्टीसेलुलर ऑर्गेनिज़्म कहा जाता है।
सेल्स बहुत सारे ज़रूरी काम करते हैं – जैसे कि पाचन (digestion), सांस लेना (respiration), और बच्चे पैदा करना (reproduction) वग़ैरह।
For example:
Within the human body, a large number of cells give rise to a tissue → multiple tissues make up an organ → many organs create an organ system → several organ systems functioning together make up the human body.
उदाहरण के तौर पर:
इंसानी जिस्म के अंदर बहुत सारे सेल्स मिलकर एक टिशू बनाते हैं → कई टिशू मिलकर एक ऑर्गन (जैसे दिल या किडनी) बनाते हैं → कई ऑर्गन मिलकर एक ऑर्गन सिस्टम बनाते हैं (जैसे पाचन तंत्र, सांस लेने वाला सिस्टम) → और बहुत सारे ऑर्गन सिस्टम मिलकर पूरा इंसानी जिस्म बनाते हैं।
Formulation of Cell Theory:
Cell theory was formulated by a German botanist Matthias Schleiden in 1838 and a British zoologist, Theodore Schwann, in 1839.
→ Matthias Schleiden examined a large number of plants and observed that all plants are composed of different kinds of cells, which form the tissues of the plant.
सेल थ्योरी की शुरुआत (Formulation of Cell Theory):
सेल थ्योरी को सबसे पहले जर्मन बॉटनिस्ट मैथियस श्लाइडन (Matthias Schleiden) ने 1838 में और ब्रिटिश जूलॉजिस्ट थियोडर श्वान (Theodore Schwann) ने 1839 में मिलकर पेश किया था।
→ मैथियस श्लाइडन ने बहुत सारे पौधों का मुआयना किया और देखा कि हर पौधा अलग-अलग तरह के सेल्स से बना होता है, जो मिलकर प्लांट के टिशू बनाते हैं।
Theodore Schwann studied different types of animal cells and reported that cells had a thin outer layer which is today known as the plasma membrane.
Based on his studies on plant tissues, he concluded that the presence of cell wall is a unique character of the plant cells.
On this basis, he proposed the hypothesis that the bodies of animals and plants are composed of cells and products of cells.
थियोडर श्वान का योगदान:
थियोडर श्वान ने अलग-अलग किस्म के जानवरों के सेल्स का मुआयना किया और पाया कि हर सेल के बाहर एक पतली झिल्ली होती है, जिसे आज हम प्लाज़्मा मेम्ब्रेन (plasma membrane) कहते हैं।
उन्होंने पौधों के टिशू पर भी रिसर्च की और ये नतीजा निकाला कि सेल वॉल सिर्फ प्लांट सेल्स में होती है — ये उनका खास (unique) गुण है।
इन्हीं बातों के आधार पर उन्होंने ये थ्योरी दी कि जानवरों और पौधों के जिस्म सेल्स और सेल्स से बने प्रोडक्ट्स से मिलकर बने होते हैं।
Rudolf Virchow: Cell theory did not explain the mechanism of formation of new cells. So, Rudolf Virchow (1855) first explained that cells divide and new cells are formed from pre existing cells (Omnis cellula-e cellula). He modified the cell theory to give it a final shape.
रूडोल्फ विरचो (Rudolf Virchow):
पहली जो सेल थ्योरी थी, उसमें ये नहीं बताया गया था कि नए सेल कैसे बनते हैं।
रूडोल्फ विरचो ने 1855 में ये समझाया कि सेल्स बंटते हैं (divide होते हैं) और नए सेल्स पुराने सेल्स से ही बनते हैं।
उन्होंने ये मशहूर बात कही: "Omnis cellula e cellula", जिसका मतलब होता है – हर सेल पहले से मौजूद सेल से बनता है।
विरचो ने सेल थ्योरी में ये नया पॉइंट जोड़कर उसे फाइनल रूप दिया।
Features of cell theory
All livings organisms are composed of cells and products of cells.
All cells arise from pre-existing cells.
Cell Theory की खास बातें:
हर ज़िंदा चीज़ cells और उनके बनाए हुए हिस्सों से मिलकर बनी होती है।
हर cell किसी पहले से मौजूद cell से ही पैदा होता है।
Viruses represent a connecting link between living and non-living things. They are exception to cell theory because they do not grow or reproduce by themselves. This makes them non-living. However, when a virus enters a living cell of an organism, it obtains energy from the host cell and starts reproducing
Anything less than a complete structure of a cell does not ensure independent living.
Virus ज़िंदा और बेजान चीज़ों के दर्मियान एक रिश्ता बनाते हैं। ये cell theory से हटकर हैं क्यूंकि ये ना खुद बढ़ते हैं और ना ही खुद से reproduce करते हैं। इसी वजह से इनको बेजान समझा जाता है। लेकिन जब कोई virus किसी ज़िंदा चीज़ के cell में चला जाता है, तो वो उस cell से energy लेकर reproduce करना शुरू कर देता है।
अगर cell की बनावट पूरी ना हो, तो वो अकेले ज़िंदा नहीं रह सकता।
AN OVERVIEW OF CELL Onion cell is a typical plant cell which has a distinct cell wall as its outer boundary and just within it, is the cell membrane whereas the human cheek cell have an outer membrane as the delimiting structure of the cell (cell wall is absent in animal cells).Dense membrane bound structure is found inside each cell which is called as nucleus which itself contains chromosomes which in turn contain the genetic material, DNA.
Cells that have membrane bound nuclei are called eukaryotic whereas cells that lack a membrane bound nucleus are prokaryotic. In both prokaryotic and eukaryotic cells, a semi-fluid matrix called cytoplasm occupies the volume of the cell.
Cell का एक झलक
प्याज़ का cell एक आम पौधे का cell है जिसमें बाहर की तरफ़ एक साफ़ नज़र आने वाली cell wall होती है, और उसके अंदर cell membrane मौजूद होती है। जबकि इंसान के गाल के cell में बाहर सिर्फ़ membrane होती है (जानवरों के cells में cell wall नहीं होती)। हर cell के अंदर एक गाढ़ा और membrane से ढका हुआ हिस्सा होता है जिसे nucleus कहा जाता है। इस nucleus में chromosomes होते हैं, और इन chromosomes में जेनिटिक चीज़ मौजूद होती है जिसे DNA कहते हैं।
जिन cells में membrane से ढका हुआ nucleus होता है उन्हें eukaryotic cells कहा जाता है, और जिनमें ऐसा nucleus नहीं होता उन्हें prokaryotic cells कहा जाता है। दोनों टाइप के cells (चाहे prokaryotic हो या eukaryotic) के अंदर एक आधा-पानी जैसा हिस्सा होता है जिसे cytoplasm कहते हैं, और ये पूरा cell का अंदरूनी हिस्सा भरता है।
Key Note
Cytoplasm is a semi-fluid matrix which occupies the volume of the cell. It is the main arena of cellular activities in both the plant and animal cells.
Various chemical reactions occur inside the cytoplasm which keep the cell in the 'living state'.
Key Note:
Cytoplasm एक आधा-पानी जैसा माद्दा होता है जो पूरे cell का अंदरूनी हिस्सा भर देता है। यही वो जगह है जहाँ पौधे और जानवर दोनों के cells के सारे काम होते हैं।
Cytoplasm के अंदर कई तरह के chemical reactions होते रहते हैं जो cell को ज़िंदा रखते हैं।
Types of Cells According to Size & Shape
Cells differ greatly in size, shape and activities. They may be disc-like, polygonal, columnar, cuboid, thread-like, or even irregular. The shape of the cell may vary with the function they perform.
Size और Shape के लिहाज़ से Cells की किस्में
Cells का size, shape और काम करने का तरीका एक-दूसरे से बहुत अलग होता है। ये गोल-चकती जैसे, कई कोनों वाले (polygonal), लंबाई में खिंचे हुए (columnar), चौकोर (cuboid), धागे जैसे (thread-like), या बिल्कुल बेढंगे (irregular) भी हो सकते हैं।
Cell की जो shape होती है, वो इस बात पर मुनहसिर करती है कि वो कौन सा function कर रहा है।
TYPES OF CELLS
According to the Nuclear Organisation
On the basis of nuclear organisation, cells are classified mainly into two types:
→Prokaryotic cell
→Eukaryotic cell
Prokaryotic Cell
These cells are represented by bacteria, blue-green algae, Mycoplasma or PPLO (Pleuro Pneumonia Like Organisms).
Cells की किस्में
Nuclear Organisation की बुनियाद पर
Cells को इनके nucleus की बनावट के हिसाब से दो बड़ी किस्मों में बांटा गया है:
Prokaryotic cell
Eukaryotic cell
Prokaryotic Cell:
इस टाइप के cells की मिसाल bacteria, नीला-हरा algae, Mycoplasma या PPLO (Pleuro Pneumonia जैसे Organisms) से दी जाती है।
They are generally smaller and multiply more rapidly than the Eukaryotic cells.
→ Prokaryotic cells may vary greatly in shape and size. The four basic shapes of bacteria are as follows:
Bacillus (rod-like): These are rod-shaped bacteria that occur singly or in groups of two or three joined together to form a long chain.
Example: Bacillus coagulans.
ये Eukaryotic cells से आम तौर पर छोटे होते हैं और बहुत तेज़ी से बढ़ते (multiply) हैं।
→ Prokaryotic cells का size और shape बहुत मुख्तलिफ हो सकता है। Bacteria की चार बुनियादी शक्लें होती हैं:
Bacillus (छड़ी जैसे): ये छड़ी या डंडी जैसी शक्ल वाले bacteria होते हैं। ये अकेले भी हो सकते हैं या दो-तीन bacteria एक-दूसरे से जुड़े हुए होते हैं और लंबी ज़ंजीर (chain) बना लेते हैं।
Example: Bacillus coagulans
Coccus (spherical): These bacteria are spherical or oval in shape.
Example: Streptococcus pyogenes
Vibrio (comma-shaped): These are comma-shaped bacteria.
Example: Vibrio cholerae
Spirillum (spiral): These are spiral-shaped bacteria.
Example: Spirillum minus
Coccus (गोल शेप वाले): ये ऐसे bacteria होते हैं जिनकी शक्ल गोल या अंडे जैसी (oval) होती है।
मिसाल: Streptococcus pyogenes
Vibrio (अल्फ़ाज़ी कामा जैसे): ये ऐसे bacteria होते हैं जिनकी शक्ल उर्दू के कामा (،) जैसी होती है।
मिसाल: Vibrio cholerae
Spirillum (घूमदार/स्पाइरल): ये ऐसे bacteria होते हैं जो स्पाइरल या कुंडली जैसी शक्ल में होते हैं।
मिसाल: Spirillum minus
Structure of Prokaryotic Cell
The organisation of the prokaryotic cell is fundamentally similar even though prokaryotes exhibit a wide variety of shapes and functions. All prokaryotes are surrounded by plasma/cell membrane which is itself surrounded by a cell wall. Mycoplasma is an exception where the cell wall is absent.
The fluid matrix filling the cell is called cytoplasm. There is no well-defined nucleus. The genetic material is basically naked, i.e., not enveloped by a nuclear membrane. In addition to the genomic DNA (the single chromosome/circular DNA), many bacteria have small circular DNA outside the genomic DNA. These smaller DNA are called plasmids. The plasmid DNA confers certain unique phenotypic characters to such bacteria. One such character is resistance to antibiotics.
Prokaryotic Cell की बनावट
हालाँकि prokaryotic cells की शक्लें और काम मुख्तलिफ हो सकते हैं, लेकिन इनकी बुनियादी बनावट एक जैसी होती है। हर prokaryote के बाहर एक plasma/cell membrane होती है, और इसके बाहर एक cell wall होती है। मगर Mycoplasma इस से अलग है क्योंकि उसमें cell wall मौजूद नहीं होती।
Cell के अंदर जो पानी जैसा माद्दा भरा होता है उसे cytoplasm कहते हैं। इसमें कोई सही तरीके से बना हुआ nucleus नहीं होता। जो genetic material होता है वो naked होता है, यानी उस पर कोई nuclear membrane नहीं होती।
Genomic DNA (यानि एक ही chromosome या गोल DNA) के अलावा, कई bacteria में इसके बाहर भी छोटे गोल DNA मौजूद होते हैं, जिन्हें plasmids कहा जाता है। ये plasmid DNA कुछ ख़ास किस्म की खूबसूसियतें इन bacteria को देते हैं — जैसे कि दवाओं (antibiotics) के खिलाफ़ मज़ाहमत (resistance)।
Key Note
Plasmid DNA is used to monitor bacteria transformation with foreign DNA
Nuclear envelope and membrane bound cell organelles are absent in prokaryotic cells.
Ribosome is the only cell organelle found in prokaryotes.
Key Note
Plasmid DNA का इस्तेमाल ये देखने के लिए किया जाता है कि कोई bacteria बाहर से आए हुए DNA को अपने अंदर ले रहा है या नहीं।
Prokaryotic cells में ना तो nuclear envelope होता है और ना ही कोई membrane-bound cell organelles।
इन cells में सिर्फ़ एक ही cell organelle पाया जाता है और वो है ribosome।
Cell Envelope and its Modifications
Most prokaryotic cells, particularly the bacterial cells, have a chemically complex cell envelope which consists of a tightly bound three layered structure, i.e., the outermost
Glycocalyx followed by the middle cell wall and then the innermost plasma membrane.
They act together as a single protective unit but each layer of the envelope performs distinct function as well.
Cell Envelope और इसके बदलाव
अक्सर prokaryotic cells, ख़ासकर bacteria में, एक केमिकल के लिहाज़ से बहुत ही पेचीदा cell envelope होता है, जो तीन परतों वाली मज़बूत बनावट से मिलकर बना होता है। सबसे बाहर होती है glycocalyx, उसके नीचे cell wall, और सबसे अंदर होती है plasma membrane।
ये तीनों मिलकर cell की हिफाज़त करने वाली एक यूनिट की तरह काम करते हैं, लेकिन हर परत का अपना अलग काम भी होता है।
Gram Staining
Gram stain or Gram staining, also called Gram's method, is a method of staining used to distinguish and classify bacterial species. On the basis of the differences in the composition of cell hall and the manner in which bacteria respond to the staining procedure developed by Danish bacteriologist Hans Christian Gram in 1884, they can be classified into two groups:
Gram Staining
Gram stain या Gram staining, जिसे Gram's method भी कहा जाता है, एक रंग चढ़ाने (staining) का तरीका है जिससे मुख्तलिफ bacteria की किस्मों को पहचाना और अलग किया जाता है।
ये तरीका cell wall की बनावट और इस पर रंग चढ़ाने के तरीके से जो फर्क नज़र आता है, उसकी बुनियाद पर काम करता है। ये तरीका 1884 में डेनमार्क के बैक्टीरियोलॉजिस्ट Hans Christian Gram ने इजाद किया था।
इसकी मदद से bacteria को दो बड़े ग्रुप्स में तकसीम किया जाता है:
1.Gram-positive bacteria
Gram-positive bacteria retain the color of the Crystal shaped stain in the Gram stain. Such bacteria include Staphylococci, Streptococci, Pneumococci. Also, some others are the bacterium which causes diphtheria and anthrax. Gram-positive bacteria show the visible violet color upon the application of mordant means iodine and ethanol. Gram-positive bacteria constitute a cell wall consisting of a thick layer of peptidoglycan. It forms a rigid structure. Its cell walls additionally have teichoic acids and phosphate.
Gram-positive bacteria
Gram-positive bacteria जब Gram staining किया जाता है, तो वो crystal violet रंग को अपने अंदर रोक लेते हैं। ऐसे bacteria में शामिल हैं: Staphylococci, Streptococci, Pneumococci, और वो bacteria जो diphtheria और anthrax जैसी बीमारियाँ पैदा करते हैं।
जब इन पर iodine और ethanol (यानि mordant) लगाया जाता है, तो ये साफ़ बैंगनी (violet) रंग में नज़र आते हैं।
इन bacteria की cell wall बहुत मोटी होती है, जो peptidoglycan की बनी होती है और ये उसे एक सख्त (rigid) बनावट देती है। इनकी cell wall में teichoic acids और phosphate भी होते हैं।
2. Gram-negative bacteria is Gram-negative bacteria do not retain the crystal violet stain and further, it takes the color of the red counterstain in Gram's method of staining. This is the major characteristic of bacteria that have a cell wall composed of a thin layer of peptidoglycan and an outer layer rich in lipids.
The gram-negative bacteria are stained by a counterstain such as safranin, also these are de-stained with the alcohol wash. Therefore, under a microscope, these are noticeably pink in color.
2. Gram-negative bacteria
Gram-negative bacteria पर जब Gram staining किया जाता है तो ये crystal violet वाला बैंगनी रंग नहीं पकड़ते। इसकी बजाए ये लाल रंग के counterstain (जैसे safranin) को अपने अंदर ले लेते हैं।
ये उन bacteria की पहचान है जिनकी cell wall बहुत पतली peptidoglycan की बनी होती है और उसके बाहर एक lipid से भरपूर outer layer होती है।
जब इन bacteria को alcohol wash से धोया जाता है, तो ये अपना पहला रंग छोड़ देते हैं और safranin जैसे counterstain से रंग जाते हैं। इसलिए माइक्रोस्कोप में देखने पर ये साफ़ गुलाबी (pink) रंग के नज़र आते हैं।
Glycocalyx
Glycocalyx differs in composition and thickness among different bacteria, It could be a loose sheath called the slime layer in some, while in others it may be thick and tough, called the capsule.
Glycocalyx
मुख्तलिफ bacteria में glycocalyx की बनावट और मोटाई (thickness) अलग-अलग होती है। कुछ bacteria में ये एक ढीली सी परत होती है जिसे slime layer कहा जाता है, जबकि कुछ में ये बहुत मोटी और सख्त होती है, जिसे capsule कहा जाता है।
Cell Wall
→ It determines the shape of the cell and provides a strong structural support to prevent the bacterium from bursting or collapsing.
→Cell wall is thicker, made of single layer of Peptidoglycan in Gram positive bacteria.
→In gram negative bacteria cell wall is double layered made of thin outer membrane of lipid and inner wall of peptidoglycan.
Cell Wall
→ ये cell की शक्ल तय करती है और उसे मज़बूत सहारा (support) देती है ताकि bacterium फट (burst) ना जाए या सिमट (collapse) ना जाए।
→ Gram-positive bacteria में cell wall मोटी होती है और ये एक ही परत की बनी होती है जो peptidoglycan से बनी होती है।
→ जबकि Gram-negative bacteria में cell wall दो परतों की होती है — बाहर वाली पतली lipid की परत होती है और अंदर वाली peptidoglycan की।
Plasma Membrane
It is selectively-permeable in nature and interacts with the outside world. This membrane is structurally similar to that of the eukaryotes.
Mesosome
A special membranous structure is the mesosome which is formed by the extensions (or infoldings) of plasma membrane into the cell. These are characteristic feature of prokaryotes.
These extensions are in the form of vesicles, tubules and lamellae.
Help in cell wall formation, DNA replication and distribution to daughter cells.
Also help in respiration, secretion processes, to increase the surface area of the plasma membrane and enzymatic content.
Plasma Membrane
ये ऐसी झिल्ली होती है जो selectively-permeable होती है — यानी जो चीज़ अंदर जानी है या बाहर निकलनी है, वो ये membrane तय करती है। इसका ढांचा eukaryotic cells की membrane जैसा ही होता है।
Mesosome
Mesosome एक खास किस्म की झिल्लीदार बनावट होती है जो plasma membrane के अंदर की तरफ़ मुड़ जाने या फैल जाने से बनती है। ये सिर्फ़ prokaryotic cells में पाई जाती है।
ये फैलाव (extensions) अलग-अलग शक्ल में होते हैं — जैसे vesicles (छोटी थैलियां), tubules (नलियों जैसी) और lamellae (पतली परतें)।
इनका काम होता है:
Cell wall बनाने में मदद करना
DNA replication और उसके बाद DNA को बेटी cells (daughter cells) में बाँटना
Respiration (साँस लेने की तरह की क्रिया) में मदद करना
Secretion (रिसाव) के processes
और plasma membrane की surface को बढ़ाना और उस पर मौजूद enzymes को ज़्यादा एक्टिव करना।
Key Note
Chromatophores are pigment containing membranous extensions of plasma membrane into the cytoplasm in some prokaryotes like cyanobacteria.
Chromatophores ऐसे रंगदार (pigment-containing) झिल्लीदार हिस्से होते हैं जो कुछ prokaryotes (जैसे cyanobacteria) में plasma membrane से निकलकर cytoplasm के अंदर की तरफ़ फैले होते हैं।
Cytoplasm
The part of cell which is present enclosed within and the cell membrane is cytoplasm. The term Cytoplasm was given by-Strasburger.
Liquid matrix of cytoplasm contains water, proteins and other biomolecules.
Cytoplasm
Cell का वो हिस्सा जो cell membrane के अंदर मौजूद होता है, उसे cytoplasm कहा जाता है। ये नाम Strasburger ने दिया था।
Cytoplasm के अंदर का जो द्रव (liquid) माद्दा होता है, उसमें पानी (water), proteins, और दूसरी biomolecules शामिल होती हैं।
Nucleoid
The nucleoid is an irregularly shaped region within the cell of a prokaryote that contains all or most of the genetic material. In contrast to the nucleus of a eukaryotic cell, it is not surrounded by a nuclear membrane. The genome of prokaryotic organisms generally is a circular, double-stranded piece of DNA, without histone proteins.
Nucleoid
Nucleoid एक बे-तरतीब (irregular) शक्ल वाला हिस्सा होता है जो prokaryotic cell के अंदर मौजूद होता है और इसमें सारा या ज़्यादातर genetic material मौजूद होता है।
Eukaryotic cells के nucleus की तरह यह किसी nuclear membrane से घिरा हुआ नहीं होता।
Prokaryotes का genome आमतौर पर एक गोल (circular), दो-सिरे वाला (double-stranded) DNA होता है, जिसमें histone proteins नहीं होते।
DNA
→ Deoxyribonucleic acid more commonly known as DNA is the molecule that carries genetic information for the development and functioning of an organism. It is located within the nucleus of a cell. DNA is present in both eukaryotes and prokaryotes.
* Prokaryotic DNA is present freely in the central portion of the cytoplasm as a closed circular structure.
→ Eukaryotic DNA is present within the nucleus and is organised in chromosomes.
DNA
→ Deoxyribonucleic acid जिसे आम तौर पर DNA कहा जाता है, ये एक ऐसा molecule होता है जो किसी भी जिंदा चीज़ के बनने और उसके काम करने से जुड़ी सारी genetic information अपने अंदर रखता है। ये आमतौर पर cell के nucleus में पाया जाता है। DNA दोनों — eukaryotes और prokaryotes — में पाया जाता है।
Prokaryotic cells में DNA आज़ादी से cytoplasm के बीचों-बीच मौजूद होता है, और ये एक गोल (closed circular) बनावट में होता है।
→ Eukaryotic cells में DNA nucleus के अंदर मौजूद होता है और ये अच्छे से chromosomes की शक्ल में organized होता है।
Motility
Bacterial cells may be motile (have flagella which is thin filamentous extension of cell wall) or non-motile.
→ Bacteria show a range in the number and arrangement of flagella.
* Flagellum: It is composed of three parts-filament (longest portion that extends from cell surface to the outside) hook and basal body .
Motility (हरकत करने की सलाहियत)
कुछ bacterial cells चलने-फिरने (motile) की सलाहियत रखते हैं क्योंकि इनके पास flagella होते हैं — जो कि cell wall से बाहर निकली हुई पतली धागे जैसी बनावटें होती हैं।
जबकि कुछ bacteria non-motile यानी न चलने वाले भी होते हैं।
→ मुख्तलिफ bacteria में flagella की तादाद और उसकी जगह (arrangement) अलग-अलग हो सकती है।
Flagellum तीन हिस्सों से मिलकर बना होता है:
Filament: सबसे लंबा हिस्सा जो cell की सतह से बाहर तक फैला होता है
Hook: जो filament को basal body से जोड़ता है
Basal body: जो cell wall और plasma mempbrane के अंदर होता है और पूरा flagellum वहीं से शुरू होता है
Other Surface Structure
→ Pili: These are elongated tubular structure made of a special protein.
Fimbriae: They are small bristle like fibres sprouting out of the cell. In some bacteria, they are known to help attach/anchorage the bacteria to rocks in streams and also to the host tissues.
दूसरी बाहरी बनावट (Other Surface Structure)
→ Pili: ये लम्बी और नली जैसी बनावट होती है जो एक ख़ास protein से बनी होती है।
Fimbriae: ये छोटे छोटे बारीक बालों जैसे रेशे होते हैं जो cell से बाहर निकलते हैं। कुछ bacteria में ये bacteria को नहरों में पत्थरों से चिपकाने या पकड़ने में और साथ ही host के जिस्म के हिस्सों से जुड़ने में मदद करते हैं।
______________________________________________
Key Note
Pili and Fimbriae do not play a role in motility.
Besides Flagella, Pili and Fimbriae are also surface structures of the bacteria but do not play a role in motility.
अहम बात (Key Note)
Pili और Fimbriae का motility (यानि हरकत करने) में कोई किरदार नहीं होता।
Flagella के अलावा, Pili और Fimbriae भी bacteria की बाहरी बनावट (surface structure) का हिस्सा हैं, मगर ये भी motility में कोई रोल अदा नहीं करते।
______________________________________________
Ribosomes
Prokaryotic ribosomes are about 15 nm by 20 nm in size and are 70 S in nature (made up of 50S and 30S subunits).
→ In prokaryotes, ribosomes are associated with the plasma membrane of the cell.
Several ribosomes may attach to a single mRNA and form a chain called polyribosomes or polysome. The ribosomes of a polysome translate the mRNA into proteins.
Ribosomes
Prokaryotic ribosomes तकरीबन 15 nm बाय 20 nm साइज के होते हैं और ये 70 S किस्म के होते हैं (जो के 50S और 30S subunits से मिलकर बने होते हैं)।
→ Prokaryotes में ribosomes सेल की plasma membrane के साथ जुड़े होते हैं।
कई ribosomes एक ही mRNA के साथ जुड़ सकते हैं और एक चेन बना लेते हैं जिसे polyribosomes या polysome कहा जाता है। Polysome वाले ribosomes उस mRNA को proteins में translate करते हैं।
______________________________________________
Key Note
→Ribosome are the site of protein synthesis.
→Polyribosome are present only in prokaryotic cells.
Key Note
Ribosome वो जगह होती है जहाँ protein की synthesis (बनावट) होती है।
Polyribosome सिर्फ़ prokaryotic cells में पाए जाते हैं।
______________________________________________
Inclusion Bodies
They store the reserve material in prokaryotic cells inside the cytoplasm.
These are not membrane bound and lie freely in the cytoplasm, may consist of phosphate granules, Cycanophycean granules and glycogen granules.
Gas vacuoles are found in blue-green and purple and green photosynthetic bacteria.
Inclusion Bodies
ये prokaryotic cells के अंदर cytoplasm में जमा की गई रिज़र्व चीज़ों को महफूज़ रखते हैं।
ये membrane-bound नहीं होते, बल्के cytoplasm में आज़ाद हालत में मौजूद रहते हैं। ये phosphate granules, Cyanophycean granules, और glycogen granules पर मबनी हो सकते हैं।
Gas vacuoles वो खास ढांचे हैं जो blue-green, purple, और green photosynthetic bacteria में पाए जाते हैं।
______________________________________________
Eukaryotic Cells
The eukaryotes include all protists, fungi, plants and animals.
Membrane bound organelles are present in eukaryotes which leads to extensive compartmentalisation of cytoplasm.
Eukaryotic cells possess an organised nucleus with a nuclear envelope. In addition, eukaryotic cells have a variety of complex locomotory and cytoskeletal structures. Their genetic material is organised into chromosomes.
Eukaryotic Cells
Eukaryotes में तमाम protists, fungi, plants और animals शामिल होते हैं।
इनमें membrane-bound organelles मौजूद होते हैं, जिसकी वजह से cytoplasm के अंदर मुकम्मल तौर पर अलग-अलग हिस्से बने होते हैं।
Eukaryotic cells में एक मुकम्मल और तरतीबशुदा(arrange )nucleus होता है जो nuclear envelope से घिरा होता है।
इसके अलावा, इन cells में बहुत से पेचीदा(मुश्किल से समझ में आने वाली बात) locomotory और cytoskeletal structures भी मौजूद होते हैं।
इनका genetic material अच्छी तरह से chromosomes की शक्ल में मुनज्जम(तर्तीब में होना) होता है।
______________________________________________
______________________________________________
Plasma Membrane
The detailed structure of the membrane was studied only after the advent of the electron microscope in the 1950s. Meanwhile, chemical studies on the cell membrane, especially in human red blood cells (RBCs), enabled the scientists to deduce the possible structure of plasma membrane.
The cell membrane is mainly composed of lipids and proteins.
Major lipids found in cell membrane are phospholipids (most abundant) that are arranged in a bilayer.
Lipids are arranged within the membrane with the polar head towards the outer sides and the hydrophobic tails towards the inner part.
This ensures that the nonpolar tail of saturated hydrocarbons is protected from the aqueous environment.
Depending on the ease of extraction, membrane proteins can be classified as integral and peripheral.
Peripheral proteins lie on the surface of membrane while the integral proteins are partially or totally buried in the membrane.
Plasma Membrane
Electron microscope के ईजाद होने के बाद 1950 के दौर में membrane की तफ्सीली बनावट को समझा जा सका। इसी दौरान इंसानी red blood cells (RBCs) पर की गई chemical studies से plasma membrane की मुमकिना बनावट का अंदाज़ा लगाया गया।
Cell membrane की बनावट ज्यादा तर lipids और proteins से मिलकर बनी होती है।
इसमें जो अहम lipids पाए जाते हैं, वो phospholipids होते हैं (सबसे ज़्यादा मौजूद), जो bilayer की शक्ल में सजे होते हैं।
इन lipids को इस तरह रखा गया है कि उनका polar head बाहर की तरफ होता है और hydrophobic tails अंदर की तरफ मुड़ी होती हैं।
इससे ये होता है कि saturated hydrocarbons की nonpolar tail पानी वाले माहौल से महफूज़ रहती है।
Membrane proteins को निकालने में आसानी के आधार पर दो किस्मों में तक़्सीम किया जाता है: integral और peripheral।
Peripheral proteins membrane की सतह पर होते हैं, जबकि integral proteins membrane में कुछ हिस्से या पूरे दबे हुए होते हैं।
______________________________________________
Key Note
❖Plasma membrane in addition to phospholipids also contain cholesterol.
❖Later, biochemical investigation clearly reveal that the cell membranes also possess protein and carbohydrate
❖The ratio of protein and lipid varies considerably in different cell types.
❖ In human beings, the membrane of the erythrocyte has approximately 52% protein and 40% lipids.
Key Note
Plasma membrane में phospholipids के अलावा cholesterol भी मौजूद होता है।
बाद में की गई biochemical investigation से ये वाज़ेह हो गया कि cell membrane में proteins और carbohydrates भी पाए जाते हैं।
मुख्तलिफ किस्म की cells में protein और lipid का अनुपात बहुत अलग-अलग हो सकता है।
इंसानों में erythrocyte (यानि RBC) की membrane में तक़रीबन 52% protein और 40% lipids होते हैं।
______________________________________________
Fluid Mosaic Model of Plasma Membrane
This model was proposed by Singer and Nicolson in 1972 which is widely accepted. This describes the structure of all cellular membranes including the membranes of nucleus mitochondria, plastids and vacuole etc.
It described membrane structure as proteins as ice bergs in a sea of lipids.
According to this model, the quasi-fluid nature of lipid enables lateral movement of proteins within the overall bilayer. This ability to move within the membrane is measured as its fluidity.
Fluid Mosaic Model of Plasma Membrane
ये मॉडल Singer और Nicolson ने 1972 में पेश किया था और आज ये सबसे ज़्यादा माना जाने वाला मॉडल है।
इस मॉडल में तमाम cellular membranes की बनावट को समझाया गया है, जिनमें nucleus, mitochondria, plastids, और vacuole वग़ैरह की membranes शामिल हैं।
इसमें membrane की बनावट को यूँ बताया गया है कि proteins ऐसे हैं जैसे icebergs, जो lipids के समुंदर में तैर रहे हों।
इस मॉडल के मुताबिक, lipid की quasi-fluid फितरत (आधा-पानी जैसा रवैया) की वजह से proteins बायोलेयर के अंदर दाएं-बाएं (lateral) हिल सकते हैं।
Membrane के अंदर ये हिलने-डुलने की सलाहियत ही उसकी fluidity कहलाती है।
______________________________________________
The fluid nature of the membrane is important for:
❖ Cell growth
❖ Formation of intercellular junctions
❖ Secretion
❖ Endocytosis
❖ Cell division
Membrane की fluid nature इन कामों के लिए बहुत ज़रूरी होती है:
❖ Cell का बढ़ना (Cell Growth)
❖ दो cells के दर्मियान intercellular junctions बनना
❖ चीज़ों का बाहर निकलना (Secretion)
❖ चीज़ों का cell के अंदर आना (Endocytosis)
❖ Cell का बंटना (Cell Division)
______________________________________________
Transport of Molecules Across Cell Membrane
❖ It is one of the most important functions of plasma membrane.
❖The membrane is selectively permeable to some molecules present on either side of it.
❖Many molecules can move briefly across the membrane without any requirement of energy and this is called the passive transport.
❖Neutral solutes may move across the membrane by the process of simple diffusion along the concentration gradient, i.e., from higher concentration to the lower concentration.
❖Water may also move across this membrane from higher to lower concentration. Movement of water by diffusion is called osmosis.
❖As the polar molecules cannot pass through the nonpolar lipid bilayer, they require a carrier protein of the membrane to facilitate their transport across the membrane.
❖A few ions or molecules are transported across the membrane against their concentration gradient, i.e., from lower to the higher concentration. Such a transport is an energy dependent process, in which ATP is utilised and is called Active transport, e.g., Na+/K+ Pump.
Cell Membrane के आरपार मॉलिक्यूल्स की आवाजाही (Transport of Molecules)
❖ ये plasma membrane का सबसे अहम कामों में से एक है।
❖ Membrane कुछ खास molecules को ही आरपार जाने देती है, इसलिए इसे selectively permeable कहा जाता है।
❖ बहुत से molecules बिना किसी energy के membrane को पार कर सकते हैं, इसे passive transport कहा जाता है।
❖ Neutral solutes (जैसे simple molecules) simple diffusion के ज़रिये concentration gradient के हिसाब से (यानि ज्यादा से कम concentration की तरफ) move करते हैं।
❖ पानी (Water) भी इसी तरह ज्यादा से कम concentration की तरफ जाता है। पानी के diffusion को osmosis कहते हैं।
❖ लेकिन polar molecules सीधा nonpolar lipid bilayer से नहीं गुजर सकते, इसलिए इन्हें membrane पर मौजूद carrier protein की मदद चाहिए होती है ताकि ये membrane को पार कर सकें।
❖ कुछ ions या molecules को उनके concentration gradient के खिलाफ (यानि कम से ज्यादा concentration की तरफ) ले जाया जाता है।
ऐसा transport energy पर depend करता है और इसमें ATP खर्च होती है। इसे active transport कहा जाता है, जैसे कि Na⁺/K⁺ pump।
______________________________________________
Key Note
❖All biological membranes including the plasma membrane and internal membranes of eukaryotic cells (i.e., membranes bounding endoplasmic reticulum or ER, nucleus, mitochondria, chloroplast, Golgi apparatus, lysosomes, peroxisomes, etc.) are similar in structure (i.e., fluid-mosaic) and selective permeability but slightly differing in other functions.
Key Note
❖ तमाम biological membranes — जैसे कि plasma membrane और eukaryotic cells के अंदरूनी हिस्सों की membranes (जैसे endoplasmic reticulum (ER), nucleus, mitochondria, chloroplast, Golgi apparatus, lysosomes, peroxisomes वग़ैरह) — सबकी बनावट लगभग एक जैसी होती है, जिसे fluid-mosaic structure कहा जाता है।
इन सब membranes में selective permeability होती है, यानी ये सिर्फ कुछ खास चीज़ों को ही आरपार जाने देती हैं।
हाँ, इनके बाकी कामों में थोड़े बहुत फर्क हो सकते हैं।
______________________________________________
Cell Wall
❖It is a non-living rigid structure that forms an outer covering for the plasma membrane of fungi and plants cells.
❖The cell wall of a young plant cell, the primary wall is capable of growth, which gradually diminishes as the cell matures and the secondary wall is formed on the inner (towards membrane) side of the cell.
❖The secondary cell wall consists primarily of cellulose, along with other polysaccharides, lignin, and suberin.
Cell Wall
ये एक non-living और सख़्त (rigid) ढांचा होता है जो fungi और plants की cells की plasma membrane के बाहर मौजूद होता है।
Young plant cell की cell wall में जो पहली दीवार होती है, उसे primary wall कहा जाता है — ये बढ़ने के काबिल होती है। जैसे-जैसे cell जवान होती है, इसका बढ़ना धीरे-धीरे रुक जाता है और फिर cell की अंदरूनी तरफ (यानि membrane की जानिब) एक और दीवार बनती है जिसे secondary wall कहते हैं।
ये secondary cell wall ज़्यादातर cellulose से बनी होती है, और इसमें polysaccharides, lignin, और suberin जैसे मवाद भी शामिल होते हैं।
______________________________________________
Middle Lamella
It is a layer composed mainly of Calcium pectate which holds or glues the different neighbouring cells together.
Functions of Cell Wall
❖ Gives a particular size & shape to cell.
❖ Protects the cell from mechanical damage and infection.
❖ Helps in cell-to-cell interaction.
❖ Provides barrier to undesirable macromolecules.
Middle Lamella
ये एक परत होती है जो ज़्यादातर Calcium pectate से बनी होती है और मुख्तलिफ पास-पड़ोस की cells को आपस में जोड़कर रखती है — यानी एक तरह का गोंद (glue) का काम करती है।
Cell Wall के फ़ायदे / काम
❖ Cell को एक खास आकार (shape) और साइज़ (size) देती है।
❖ Cell को चोट (mechanical damage) और इंफेक्शन से हिफाज़त देती है।
❖ एक cell को दूसरी cell से राब्ता (interaction) करने में मदद करती है।
❖ नापसंदीदा macro molecules को अंदर जाने से रोकती है यानी एक barrier का काम करती है।
______________________________________________
Key Note
❖Cell wall in plants is made up of cellulose, hemicellulose, pectins and proteins whereas in algae it is made of cellulose, galactans, mannans and minerals like calcium carbonate.
❖ Cell wall of fungi is made up of chitin.
❖Cell wall and middle lamellae may be traversed by plasmodesmata which connect the cytoplasm of neighbouring cells.
Key Note
❖ Plants की cell wall की बनावट में cellulose, hemicellulose, pectins, और proteins शामिल होते हैं।
जबकि algae की cell wall में cellulose, galactans, mannans, और कुछ minerals जैसे कि calcium carbonate शामिल होते हैं।
❖ Fungi की cell wall में chitin पाया जाता है।
❖ Cell wall और middle lamella के आरपार plasmodesmata होते हैं, जो पड़ोसी cells के cytoplasm को आपस में जोड़ते हैं।
______________________________________________
Endomembrane System
❖All membranous organelles are quite different in terms of structure and function but many of them are considered together as endomembrane system as their functions are coordinated.
❖Endomembrane system includes Endoplasmic Reticulum (ER), Golgi Complex, Lysosomes and Vacuoles.
❖ Mitochondria, chloroplast and Peroxisomes are not considered as the parts of endomembrane system as their functions are not coordinated with the above described organelles.
Endoplasmic Reticulum
❖ A network or reticulum of tiny tubular structures scattered in the cytoplasm.
❖ ER divides the intracellular space into two distinct compartments, i.e., luminal (inside ER) and extra luminal (cytoplasm) compartments.
Endomembrane System
❖ तमाम membranous organelles की बनावट और काम अलग-अलग होते हैं, लेकिन जिन organelles का काम आपस में मुतालिक (coordinated) होता है, उन्हें मिलाकर endomembrane system कहा जाता है।
❖ इस सिस्टम में शामिल हैं: Endoplasmic Reticulum (ER), Golgi Complex, Lysosomes, और Vacuoles।
❖ लेकिन Mitochondria, Chloroplast और Peroxisomes को इसमें शामिल नहीं किया जाता, क्योंकि इनका काम ऊपर बताए गए organelles से coordinated नहीं होता।
Endoplasmic Reticulum (ER)
❖ ये एक जाल जैसा नेटवर्क होता है जो छोटे-छोटे tubular structures से बना होता है और cytoplasm में फैला होता है।
❖ ER cell के अंदर की जगह को दो हिस्सों में बाँट देता है:
➤ Luminal space – यानी ER के अंदर की जगह
➤ Extra-luminal space – यानी बाहर की तरफ (cytoplasm में)
______________________________________________
Types of Endoplasmic Reticulum
❖SER (Smooth Endoplasmic reticulum)-Ribosomes are absent.
❖ RER (Rough Endoplasmic Reticulum)-Ribosomes are found on the outer surface of ER.
❖ RER are extensive and continuous with the outer membrane of the Nucleus.
Endoplasmic Reticulum की किस्में (Types of ER)
❖ SER (Smooth Endoplasmic Reticulum) – इसमें ribosomes मौजूद नहीं होते।
❖ RER (Rough Endoplasmic Reticulum) – इसकी बाहरी सतह पर ribosomes मौजूद होते हैं।
❖ RER बहुत ज़्यादा फैला हुआ होता है और ये nucleus की outer membrane से जुड़ा हुआ (continuous) होता है।
______________________________________________
Key Note
❖SER is the major site for synthesis of lipids and steroid hormones (in animals). RER is frequently observed in the cells actively involved in protein synthesis and secretion .
Key Note
❖ SER वो जगह है जहाँ पर lipids और जानवरों में steroid hormones की सिंथेसिस (तय्यारी) होती है।
❖ RER उन cells में ज्यादा पाया जाता है जो protein की तामीर (synthesis) और secretion (बाहर निकालने) के काम में सक्रिय (active)होते हैं।
______________________________________________
Golgi Apparatus
❖ It was discovered by Camillo Golgi (1898) as densely stained reticular structures near the nucleus, hence named Golgi bodies.
❖ The functional unit of Golgi apparatus is cisternae. The group of these cisternae is called Dictyopome in plant cells.
❖ It consists of many flat, disc-shaped sacs or cisternae of 0.5µm to 1.0µm in diameter.
❖These are stacked parallel to each other.
❖Varied number of cisternae are present in a Golgi complex.
❖They are concentrically arranged near the nucleus forming two different faces:
(a) Forming face/cis face: The curved convex structure directed towards nucleus or ER.
(b) Maturing face/trans face: The concave surface directed towards plasma membrane.
Golgi Apparatus
❖ इसे Camillo Golgi ने 1898 में खोजा था। ये nucleus के पास गहरे रंग से दागदार जाल जैसी बनावट में पाया गया, इसलिए इसे Golgi bodies कहा गया।
❖ इसका काम करने वाला यूनिट होता है – cisternae।
Plant cells में cisternae के group को Dictyosome कहा जाता है।
❖ ये बहुत सारे चपटे, disc जैसे थैले (cisternae) से मिलकर बना होता है, जिनका आकार 0.5µm से 1.0µm तक होता है।
❖ ये cisternae एक-दूसरे के समानांतर (parallel) तरीके से सजे होते हैं।
❖ एक Golgi complex में मुक़्तलिफ तादाद में cisternae पाए जा सकते हैं।
❖ ये nucleus के पास गोल-गोल अंदाज़ में सजे होते हैं और इनकी दो अलग-अलग सूरतें होती हैं:
(a) Forming face / Cis face – ये nucleus या ER की तरफ झुका हुआ उभरा हुआ (convex) हिस्सा होता है।
(b) Maturing face / Trans face – ये plasma membrane की तरफ झुका हुआ धंसा हुआ (concave) हिस्सा होता है।
______________________________________________
Key Note
❖ The cis and the trans faces of the Golgi are entirely different, but interconnected.
Key Note
❖ Golgi apparatus के cis face और trans face आपस में बिलकुल अलग होते हैं — चाहें वो बनावट हो या काम।
लेकिन फिर भी ये दोनों एक-दूसरे से जुड़े हुए (interconnected) होते हैं।
______________________________________________
Functions
❖The main function of Golgi body is packaging of materials, to be delivered either to the intra-cellular targets or secreted outside the cell.
❖ A number of proteins synthesised by ribosomes on the endoplasmic reticulum are modified in the cisternae of the golgi apparatus before they are released from its trans face.
❖ Golgi apparatus is the important site of formation of glycoproteins and glycolipids.
❖ It involves following steps:
❖ Materials to be packaged in the form of vesicles from the ER fuse with the cis face of the golgi apparatus and move towards the maturing face.
❖ This explains, why the golgi apparatus remains in close association with the endoplasmic reticulum.
Golgi Apparatus के काम
❖ Golgi body का सबसे अहम काम होता है – मटीरियल को पैक करना, ताकि उसे या तो cell के अंदर किसी खास जगह भेजा जाए या cell के बाहर निकाला जाए।
❖ Endoplasmic reticulum पर बने हुए कई proteins को Golgi apparatus की cisternae में modify (तबदील) किया जाता है, फिर इन्हें trans face से बाहर भेजा जाता है।
❖ Golgi apparatus ही वो जगह है जहां पर glycoproteins और glycolipids बनते हैं।
❖ इस पूरी प्रक्रिया में ये स्टेप्स शामिल होते हैं:
– ER से जो मटीरियल vesicles की सूरत में आता है, वो Golgi के cis face से जुड़ता है।
– फिर ये मटीरियल maturing face (trans face) की तरफ बढ़ता है।
❖ इसी वजह से Golgi apparatus हमेशा endoplasmic reticulum के बहुत क़रीब पाया जाता है।
______________________________________________
Lysosomes
❖ They are membrane bound vesicular structures formed by the process of packaging in the golgi apparatus.
❖ Lysosomal vesicles are rich in all types of hydrolytic enzymes which are optimally active in Acidic pH.
❖ These enzymes are responsible for digesting carbohydrates, proteins, lipids and nucleic acids.
Functions
❖Digestion of large extracellular particles.
❖Digestion of intracellular substances.
❖ Autolysis.
Lysosomes
❖ ये membrane से ढके हुए vesicles होते हैं जो Golgi apparatus में packaging के ज़रिए बनते हैं।
❖ इन lysosomal vesicles में हर किस्म के hydrolytic enzymes भरपूर मात्रा में होते हैं, जो acidic pH में सबसे अच्छा काम करते हैं।
❖ ये enzymes carbohydrates, proteins, lipids, और nucleic acids को हज़म (digest) करने की ज़िम्मेदारी निभाते हैं।
Lysosomes के काम
❖ बड़े extracellular particles को पचाना (digest करना)।
❖ Cell के अंदरूनी मवाद को तोड़ना और साफ़ करना।
❖ Autolysis – जब cell बहुत ज़्यादा खराब हो जाए तो lysosomes खुद ही उसे खत्म (self-destruct) कर देते हैं।
______________________________________________
Some lysosomal enzymes
❖ Lipases-Breakdown lipids
❖Proteases-Breakdown proteins
❖ Amylases-Breakdown carbohydrates
❖ Nucleases-Breakdown nucleic acids
कुछ अहम Lysosomal Enzymes
❖ Lipases – जो lipids (चर्बी) को तोड़ते हैं
❖ Proteases – जो proteins (प्रोटीन) को तोड़ते हैं
❖ Amylases – जो carbohydrates (कार्बोहाइड्रेट) को तोड़ते हैं
❖ Nucleases – जो nucleic acids (DNA/RNA वग़ैरह) को तोड़ते हैं
______________________________________________
Vacuoles
❖ These are the membrane-bound space found in the cytoplasm that contains water, sap, excretory product and other materials not useful for the cell.
❖ Plant cell vacuole is larger than animal cell vacuole.
Vacuoles
❖ ये membrane से घिरी हुई थैलियाँ होती हैं जो cytoplasm में पाई जाती हैं। इनमें पानी, sap (रस), फालतू या ज़हरीले मवाद (excretory products) और दूसरी बेकार चीज़ें जमा होती हैं जो cell के लिए फायदेमंद नहीं होतीं।
❖ Plant cells में vacuole बहुत बड़ी होती है, जब कि animal cells में vacuole छोटी होती है।
______________________________________________
Key Note
❖ Tonoplast is the single membrane surrounding the vacuole. 90 percent of the volume in the plant cells is occupied by the vacuoles.
Key Note
❖ Tonoplast एक पतली झिल्ली (single membrane) होती है जो vacuole को चारों तरफ से घेरती है।
Plant cells के अंदर की लगभग 90% जगह सिर्फ vacuoles ने घेर रखी होती है।
______________________________________________
❖ Tonoplast (vacuolar membrane) facilitates the transport of a number of ions and other materials against concentration gradients into the vacuole, hence their concentration is significantly higher in the vacuole than in the cytoplasm.
❖ Tonoplast (यानि vacuole की झिल्ली) बहुत सारे ions और दूसरी चीज़ों को vacuole के अंदर पहुंचाने का काम करती है, वो भी concentration gradient के खिलाफ।
इसी वजह से vacuole के अंदर इन चीज़ों की मात्रा cytoplasm से कहीं ज़्यादा होती है।
______________________________________________
Key Note
❖ Contractile vacuole in Amoeba is meant for osmoregulation and excretion.
❖ Food vacuoles are found in protists which is formed by engulfing the food particles.
Key Note
❖ Amoeba में जो contractile vacuole होता है, वो पानी का संतुलन (osmoregulation) बनाए रखने और फालतू चीज़ें बाहर निकालने (excretion) के लिए होता है।
❖ Protists (जैसे परेमिशियम वग़ैरह) में food vacuoles पाए जाते हैं, जो खाने के कणों को निगलने (engulf करने) से बनते हैं।
______________________________________________
Mitochondria
❖ Mitochondria is known as power wer house of cell.
❖ Mitochondria (sing. mitochondrion), unless specifically stained, are not easily visible under the microscope.
❖ Depending on the physiological activity of the cells the number of mitochondria per cell varies.
❖ Mitochondria shows considerable degree of variability in terms of shape and sizes. Typically it is sausage-shaped or cylindrical having a diameter of 0.2 - 1.0µm (average 0.5µm) and length 1.0 4.1 µm.
❖ Mitochondria is bound by a double membrane.
❖ The outer membrane and the inner membrane divide its lumen distinctly into two aqueous compartments, i.e., the outer compartment and the inner compartment.
Mitochondria
❖ Mitochondria को cell का powerhouse कहा जाता है।
❖ Mitochondria (इकलौता: mitochondrion) आम माइक्रोस्कोप से आसानी से नज़र नहीं आते, जब तक उन्हें खास रंग (stain) से रंगा न जाए।
❖ Cell जितनी सक्रिय (active) होगी, उसमें उतनी ही ज्यादा संख्या में mitochondria पाए जाते हैं।
❖ Mitochondria की शक्ल और साइज में काफी फर्क (variability) होता है।
आमतौर पर ये sausages जैसे या cylindrical होते हैं, जिनका डायामीटर 0.2 – 1.0 µm (औसतन 0.5 µm) और लंबाई 1.0 – 4.1 µm तक होती है।
❖ Mitochondria की बनावट में दो membranes होती हैं — outer और inner membrane।
❖ ये दोनों membranes मिलकर mitochondria के अंदर को दो पानी जैसे हिस्सों (aqueous compartments) में बाँट देती हैं:
– Outer compartment
– Inner compartment
______________________________________________
Outer Membrane
❖ Forms the continuous limiting boundary of the organelle.
Inner Membrane
❖ Forms a number of infoldings called cristae towards the matrix.
❖ The cristae Increase the surface area and provide abundant space for metabolism.
Outer Membrane
❖ ये organelle की बाहरी सरहद (limiting boundary) बनाती है और पूरे mitochondria को घेरे रहती है।
Inner Membrane
❖ ये झिल्ली अंदर की तरफ कई मोड़ (infoldings) बनाती है, जिन्हें cristae कहा जाता है और ये matrix की तरफ होती हैं।
❖ ये cristae अंदर की सतह (surface area) को बहुत बढ़ा देती हैं जिससे metabolism (जैव क्रिया) के लिए ज्यादा जगह मिलती है।
______________________________________________
Key Note
❖ Outer and inner membrane of mitochondria have their own specific enzymes associated with the mitochondria function.
❖ Mitochondria divide by fission.
Key Note
❖ Mitochondria की outer और inner membrane में हर एक की अपनी-अपनी खास enzymes होती हैं, जो इसके काम (functions) से जुड़ी होती हैं।
❖ Mitochondria का तक़सीम (बँटना) fission के ज़रिए होता है — यानी ये खुद को दो हिस्सों में बाँट लेते हैं।
______________________________________________
Matrix
❖The inner compartment is filled with a dense homogeneous substance called the matrix.
❖ The matrix also possesses single Circular DNA molecule, a few RNA molecules, ribosomes (70S) and the components required for the synthesis of proteins.
Matrix
❖ Mitochondria का अंदरूनी हिस्सा एक गाढ़े और बराबर बने हुए पदार्थ से भरा होता है जिसे matrix कहते हैं।
❖ इस matrix के अंदर एक circular DNA, कुछ RNA molecules, 70S ribosomes, और protein बनाने के लिए ज़रूरी हिस्से मौजूद होते हैं।
______________________________________________
Functions of Mitochondria
❖ Mitochodria are the site for Aerobic respiration because they contain all enzymes required for it.
❖ They produce cellular energy in the form of ATP (Adenosine triphosphate).
Mitochondria के काम
❖ Mitochondria वो जगह है जहां पर aerobic respiration (ऑक्सीजन के साथ सास लेने की क्रिया) होती है, क्योंकि इसके पास इस काम के लिए ज़रूरी enzymes मौजूद होते हैं।
❖ ये cell की energy को ATP (Adenosine Triphosphate) की शक्ल में तैयार करते हैं।
______________________________________________
Plastids
❖ Plastids are found in all plant cells and in euglenoids.
❖ Easily observed under the microscope as they are large.
❖ Have some specific pigments, thus imparting specific colours to the plants.
❖ On the basis of colour plastids are classified as follows: ❖ Chloroplasts contain chlorophyll and carotenoid pigments which are responsible for trapping light energy essential for photosynthesis.
Plastids
❖ Plastids तमाम पौधों की cells और euglenoids में पाए जाते हैं।
❖ ये आसान से माइक्रोस्कोप में देखे जा सकते हैं क्योंकि ये आकार में बड़े होते हैं।
❖ इनमें खास pigments होते हैं, जो पौधों को अलग-अलग रंग देते हैं।
❖ रंग के आधार पर plastids को नीचे दी गई किस्मों में बांटा गया है:
❖ Chloroplasts में chlorophyll और carotenoid pigments होते हैं, जो सूरज की रौशनी (light energy) को पकड़ने का काम करते हैं — और यही रौशनी photosynthesis (तसवीर बनाना/संजाल क्रिया) के लिए ज़रूरी होती है। ______________________________________________
Chromoplast
❖ Coloured plastids with red, orange and yellow carotenoids. It is found in plant parts like fruits and flower.
❖ These plastids contains fat soluble carotenoid pigments like carotene, xanthophylls etc.
Chromoplast
❖ ये रंगीन plastids होते हैं जिनमें लाल, नारंगी और पीले रंग के carotenoids मौजूद होते हैं। ये आमतौर पर फूलों और फलों जैसे पौधों के हिस्सों में पाए जाते हैं।
❖ इनमें चर्बी में घुलने वाले (fat-soluble) pigments होते हैं जैसे — carotene, xanthophylls वग़ैरह।
______________________________________________
Chloroplast
❖ Due to the presence of chlorophyll, leaves and other parts of plants exhibits green colour.
❖ These are found in the mesophyll cells of the leaves.
❖ These are lens-shaped, oval, spherical, discoid or even ribbon-like.
❖ They are variable in length (5-10 µm) and width (2-4 µm).
❖ Their number varies from 1 per cell of Chlamydomonas, a green alga to 20-40 per cell in mesophyll.
❖It is a double membrane bound organelle with an outer membrane (permeable) and an inner membrane (less permeable).
❖The space limited by the inner membrane of the chloroplast is called the stroma.
Thylakoids are flattened membranous sacs found in the stroma.
❖Thylakoids are arranged in stacks like the piles of coins (one above other) called Grana or intergranal thylakoids.
❖Also, there are flat membranous tubules called the stroma lamellae that connect the thylakoids of the different grana.
❖ The membrane of the thylakoids encloses a space called a lumen.
❖ The stroma of the chloroplast contains enzymes required for the synthesis of carbohydrates and proteins. It also contains ribosomes (70S) and small double stranded circular DNA molecules.
❖ Chlorophyll pigments are present in the Thylakoids
Chloroplast
❖ Chlorophyll की मौजूदगी की वजह से पत्ते और पौधे के कुछ दूसरे हिस्से हरे रंग के दिखाई देते हैं।
❖ ये pattiyon के mesophyll cells में पाए जाते हैं।
❖ इनकी शक्ल अलग-अलग हो सकती है — जैसे: lens जैसी, अंडाकार (oval), गोल (spherical), डिस्क जैसी (discoid) या फीता जैसी (ribbon-like)।
❖ इनका आकार अलग-अलग होता है — लंबाई लगभग 5–10 µm और चौड़ाई 2–4 µm तक हो सकती है।
❖ हर cell में chloroplasts की तादाद अलग-अलग होती है —
जैसे Chlamydomonas (एक हरा algae) में 1 chloroplast होता है,
जबकि mesophyll cells में 20–40 chloroplasts तक पाए जाते हैं।
❖ Chloroplast एक दोहरी झिल्ली (double membrane) वाला organelle होता है। इसकी बाहरी झिल्ली (outer membrane) आरपार (permeable) होती है और भीतरी झिल्ली (inner membrane) कम आरपार (less permeable) होती है।
❖ जो जगह inner membrane से घिरी होती है, उसे stroma कहा जाता है।
❖ Thylakoids एक तरह के चपटे झिल्लीनुमा थैले होते हैं जो stroma में पाए जाते हैं।
❖ ये thylakoids बिल्कुल सिक्कों के ढेर की तरह एक-दूसरे के ऊपर stack होते हैं, और इस पूरे ढांचे को Grana कहते हैं।
❖ अलग-अलग grana के thylakoids को आपस में जोड़ने वाले चपटे नलिकानुमा झिल्लीदार टुकड़ों को stroma lamellae कहा जाता है।
❖ हर thylakoid की झिल्ली के अंदर की जो जगह होती है, उसे lumen कहते हैं।
❖ Stroma के अंदर वो enzymes होते हैं जो carbohydrate और protein बनाने के काम आते हैं। इसके अलावा इसमें 70S ribosomes और छोटे गोल double-stranded DNA भी मौजूद होते हैं।
❖ Chlorophyll pigments खास तौर पर thylakoid की membranes में पाए जाते हैं।
______________________________________________
Need to Know
Both chloroplast and mitochondria have their own DNA, RNA and ribosomes (proteins synthetic machinery). They are semiautonomous in nature as they can make their own copies and synthesize most of the proteins.
जानना ज़रूरी है
❖ Chloroplast और Mitochondria — दोनों के पास अपना खुद का DNA, RNA, और ribosomes (जो protein बनाने का काम करते हैं) मौजूद होते हैं।
❖ इन्हें semiautonomous organelles कहा जाता है क्योंकि ये खुद अपनी नकल (copy) बना सकते हैं और अधिकतर proteins खुद ही तैयार कर सकते हैं।
______________________________________________
Ribosomes
❖These are dense granular structures first observed under the electron microscope by George Palade in 1953.
❖They are not surrounded by any membrane.
Ribosomes
❖ ये घने और दानेदार (granular) स्ट्रक्चर होते हैं, जिन्हें सबसे पहले George Palade ने 1953 में electron microscope के ज़रिए देखा था।
❖ Ribosomes के चारों तरफ कोई झिल्ली (membrane) नहीं होती — ये membrane-less होते हैं।
______________________________________________
Key Note
❖ Ribosomes are composed of ribonucleic acid (RNA) and proteins
❖ In 70S and 80S ribosomes 'S' is svedberg's unit which stands for the sedimentation coefficient.
❖ It is indirectly a measure of density and size.
Key Note
❖ Ribosomes, ये RNA और protein से मिलकर बने होते हैं।
❖ 70S और 80S ribosomes में जो ‘S’ लिखा होता है, वो Svedberg's unit होता है, जो के sedimentation coefficient को दिखाता है।
❖ ये सीधा तो नहीं मगर density (गाढ़ापन) और size (आकार) का अंदाज़ा लगाने के लिए होता है।
______________________________________________
Cytoskeleton
❖ An elaborate network of filamentous proteinaceous structures present in the cytoplasm is collectively referred to as the cytoskeleton.
❖ It includes microtubules, microfilaments and intermediate filaments.
Function
❖ Mechanical support
❖ Motility
❖ Maintenance of shape of the cell
Cytoskeleton
❖ Cytoplasm के अंदर फायबर जैसे protein वाले structures का एक तफ़सील से बना नेटवर्क होता है, जिसे मिलाकर cytoskeleton कहा जाता है।
❖ इसमें microtubules, microfilaments, और intermediate filaments शामिल होते हैं।
काम (Functions):
❖ Cell को मजबूती और सहारा देना (Mechanical support)
❖ Cell की हरकत (Motility) में मदद करना
❖ Cell की शक्ल और बनावट को क़ायम रखना (Maintenance of shape)
______________________________________________
Cilia and Flagella
❖ Cilia (single: cilium) and flagella (single: flagellum) are hair-like outgrowths of the cell membrane.
❖ Cilia are small oars like structure causing the movement of either the cell or the surrounding fluid material.
❖ Flagella are comparatively longer and responsible for cell movement.
Cilia और Flagella
❖ Cilia (एकवचन: cilium) और flagella (एकवचन: flagellum) — ये cell membrane से बाहर निकले हुए बाल जैसे structures होते हैं।
❖ Cilia छोटे-छोटे oars जैसे होते हैं (जैसे नाव के चप्पू), जो या तो cell को हिलाते हैं या उसके आसपास के liquid को हिलाते हैं।
❖ Flagella, cilia से काफी लंबे होते हैं और ये cell की movement (हरकत) के लिए ज़िम्मेदार होते हैं।
______________________________________________
Key Note
❖Flagella in prokaryotes are structurally different from that of the eukaryotes.
❖ Prokaryotes के अंदर जो flagella होते हैं, उनकी बनावट (structure), eukaryotes वाले flagella से मुख़्तलिफ़ (अलग) होती है।
______________________________________________
Cilia and Flagella
❖ Cilia and flagella both are covered with plasma membrane.
❖Axoneme is the core of cilium and flagellum that possesses a number of microtubules running parallel to the long axis.
❖ It usually contains nine doublets of radially arranged peripheral microtubules, and a pair of centrally located microtubules. This type of arrangement of axonemal microtubules is referred to as the 9 +2 array.
❖ The central microtubule are connected by bridge. These microtubules are also enclosed by a central sheath, which is connected to one of the tubules of each peripheral doublets by a radial spoke.Thus, there are 9 radial spokes.
❖ Linkers are the structures that interconnect the peripheral doublets.
Cilia और Flagella
❖ Cilia और Flagella दोनों के ऊपर plasma membrane की तह (layer) होती है।
❖ Axoneme इन दोनों (cilia और flagella) का अंदरूनी हिस्सा (core) होता है, जिसमें कई microtubules होते हैं जो लंबे direction में सीधे-सीधे चलते हैं।
❖ इस axoneme में आम तौर पर 9 doublets होते हैं जो चारों तरफ़ गोल दायरे में होते हैं, और बीच में 2 अकेले microtubules होते हैं। इस तरह के structure को ही "9 + 2 array" कहा जाता है।
❖ जो बीच के 2 central microtubules होते हैं, वो आपस में bridge से जुड़े होते हैं। ये दोनों central sheath से ढके होते हैं, और ये sheath हर peripheral doublet के एक tubule से radial spoke के ज़रिए जुड़ी होती है। यानी कुल 9 radial spokes होते हैं।
❖ Linkers वो structure होते हैं जो सभी peripheral doublets को आपस में जोड़ते हैं।
______________________________________________
Key Note
❖ Basal bodies are centriole like structure by which cilium and flagellum emerges out.
❖ Basal bodies एक तरह के centriole जैसे structures होते हैं, जिनसे cilium और flagellum बाहर की तरफ़ निकलते हैं।
______________________________________________
Centrosome and Centrioles
❖ Centrosome is an organelle that contains two cylindrical structures called centrioles that lie perpendicular to each other.
❖ Centrioles are surrounded by amorphous pericentriolar materials.
❖Each centrioles has cartwheel-like organisation.
❖ Centriole is made up to 9 evenly spaced peripheral fibrils of Tubulin protein. Each of the peripheral fibril is a triplet (9+0 arrangement).
❖ Adjacent triplets in centrioles are also linked.
❖ The central part of the proximal region of the centriole is called hub (proteinaceous in nature).
❖ Hub is connected with tubules of the peripheral triplets by radial spokes made of protein.
Function
❖ In animal cells, centroiles play important role in initiation of cell division by forming spindle fibres that give rise to spindle apparatus.
❖ Form the basal body of cilia and flagella.
Centrosome और Centrioles
❖ Centrosome एक छोटा organelle होता है जिसमें 2 सिलेंडर जैसे centrioles होते हैं, जो आपस में सीधे तिरछे (90° पर) रखे होते हैं।
❖ ये centrioles चारों तरफ़ से एक बिना शक्ल वाले परत (amorphous pericentriolar material) से घिरे होते हैं।
❖ हर centriole की बनावट एक cartwheel (रथ के पहिए) जैसी होती है।
❖ हर centriole, Tubulin protein के 9 बराबर दूरी पर रखे गए peripheral fibrils से बना होता है। हर fibril तीन हिस्सों वाला (triplet) होता है — इसे 9+0 arrangement कहा जाता है।
❖ आस-पास के triplets आपस में भी जुड़े होते हैं।
❖ Centriole के निचले (proximal) हिस्से के बीच का हिस्सा hub कहलाता है, जो protein से बना होता है।
❖ ये hub, हर triplet के tubules से protein के radial spokes के ज़रिए जुड़ा होता है।
______________________________________________
Nucleus
◆ The nucleus was discovered by Robert Brown in 1831.
◆ Later the material of the nucleus stained by the basic dyes was given the name chromatin by Flemming.
◆ Nucleus is double membrane bound dense protoplasmic body, which controls all cellular metabolism and encloses the genetic information of cell.
Nucleus (न्युक्लियस)
◆ Nucleus की खोज Robert Brown ने 1831 में की थी।
◆ बाद में nucleus के अंदर जो मवाद (material) basic dyes से रंगा जा सकता था, उसे Flemming ने chromatin नाम दिया।
◆ Nucleus एक दो झिल्ली (double membrane) से ढका हुआ घना protoplasmic body होता है, जो cell के सारे काम (metabolism) को कंट्रोल करता है और इसके अंदर cell की genetic जानकारी महफूज़ रहती है।
______________________________________________
Structure
Nuclear Envelope
◆ Electron microscopy has revealed that the nuclear envelope, which consists of two parallel membranes with a space between (10 to 50 nm) called the perinuclear space, forms a barrier between the materials present inside the nucleus and that of the cytoplasm. The outer membrane usually remains continuous with the endoplasmic reticulum and also bears ribosomes on it.
◆ Nuclear membrane is perforated by minute nuclear pores, which are formed by the fusion of two membranes. These nuclear pores are the passages through which movement of RNA and protein molecules takes place in both directions between the nucleus and the cytoplasm.
बनावट: Nuclear Envelope
◆ Electron microscope से पता चला है कि nuclear envelope दो बराबर-बराबर झिल्लियों (membranes) से बना होता है, जिनके बीच में 10 से 50 nm की एक खाली जगह होती है जिसे perinuclear space कहते हैं। ये envelope, nucleus के अंदर का material और cytoplasm का material — इन दोनों के बीच एक रुकावट (barrier) बनाता है। इसकी outer membrane, अक्सर endoplasmic reticulum से जुड़ी होती है और इस पर ribosomes भी लगे होते हैं।
◆ Nuclear membrane में बहुत छोटे-छोटे nuclear pores होते हैं, जो इन दो membranes के आपस में जुड़ने (fusion) से बनते हैं। यही pores वो रास्ते हैं जिनसे RNA और protein molecules का nucleus और cytoplasm के दरमियान दोनों तरफ़ आना-जाना होता है।
_______________________________________________
Need to Know
◆ Generally eukaryotic cell contain at least one nucleus but nucleus is absent in sieve tube cells of phloem and RBCs of many mammals.
ज़रूरी मालूमात (Need to Know)
◆ आमतौर पर eukaryotic cells में कम से कम एक nucleus होता है, लेकिन phloem के sieve tube cells और कई mammals के RBCs (red blood cells) में nucleus मौजूद नहीं होता।
______________________________________________
Train Your Brain
1. Can you recollect names of organisms that have more than one nucleus per cell?
Sol. Binucleate-Paramecium Multinucleate-Slime moulds
2. Some mature cells even lack nucleus, e.g., erythrocytes of many mammals and sieve tube cells of vascular plants. Would you consider these cells as living?
Sol. Sieve tube cells of vascular plants and RBC of mammals have nuclei in their early stage but lose their nuclei at maturity. These cells lose nuclei as an adaptation and they can no longer divide and their lifespan is limited. For e.g., RBC accommodate hemoglobin in them that serves as a vehicle for the transport of O, and CO, in the blood. Since they do not divide, they get destroyed within 120 days of their life cycle. Likewise, sieve tube cells get differentiated for the translocation of food. Since they are closely associated with the companion cells through the plasmodesmata therefore, their activities are controlled by companion cells. Hence, they remain living. Although both RBC and sieve tube cells lack nuclei, but they are considered as living cells.
Train Your Brain — (आसान अल्फ़ाज़ में):
◆ क्या आप ऐसे जंतुओं के नाम याद कर सकते हैं जिनकी हर cell में एक से ज़्यादा nucleus होता है?
जवाब:
• Binucleate (दो nucleus वाले) — Paramecium
• Multinucleate (कई nucleus वाले) — Slime moulds
◆ कुछ ऐसे mature cells भी होते हैं जिनमें nucleus नहीं होता, जैसे कि कई mammals के RBC और vascular plants के sieve tube cells। क्या आप इन्हें ज़िंदा cells मानते हैं?
जवाब:
RBC और sieve tube cells अपने शुरुआती दौर में nucleus रखते हैं, लेकिन जैसे-जैसे वो mature होते हैं, उनका nucleus ख़त्म हो जाता है। ये nucleus को खोना एक adaptation (डाल-ढाल) होती है। ये cells फिर divide नहीं कर सकते और इनकी life लिमिटेड होती है।
➤ RBC के अंदर hemoglobin भर जाता है, जो खून में O₂ और CO₂ को लाने-ले जाने का काम करता है। क्यूँकि ये divide नहीं करते, इनकी उम्र 120 दिन के करीब होती है।
➤ वैसे ही, sieve tube cells भी ख़ुराक (food) को एक जगह से दूसरी जगह ले जाने के लिए तैयार होते हैं। ये cells, companion cells से plasmodesmata के ज़रिए जुड़े होते हैं, और उन्हीं के ज़रिए control होते हैं।
🔸 नतीजा:
भले ही RBC और sieve tube cells में nucleus नहीं होता, लेकिन ये ज़िंदा cells माने जाते हैं।
______________________________________________
Nucleoplasm
◆ Nucleoplasm or nuclear matrix is a ground substance of nucleus.
◆ Chromatin and nucleolus are embedded in nucleoplasm.
Nucleolus
◆ Nucleolus is a membraneless spherical structure present in nucleoplasm. The content of nucleolus is continuous with the rest of the nucleoplasm.
Nucleoplasm
◆ Nucleoplasm (या nuclear matrix) — ये nucleus के अंदर भरा हुआ पायदार (ground) पदार्थ होता है।
◆ इसी nucleoplasm के अंदर chromatin और nucleolus मौजूद होते हैं।
Nucleolus
◆ Nucleolus एक गोल और बिना membrane वाला structure होता है, जो nucleoplasm के अंदर मौजूद होता है।
◆ Nucleolus का अंदरूनी हिस्सा, nucleoplasm के बाकी हिस्से से मुकम्मल तौर पर जुड़ा हुआ (continuous) होता है।
______________________________________________
Chromatin
◆ Chromatin is intranuclear, long, thread-like fine fibre. It is embedded in nucleoplasm.
◆ It is highly extended and elaborate nucleoprotein found in Interphase nucleus (nucleus of a cell when it is not dividing).
◆ Composition: Chromatin = DNA + histone (basic proteins) + RNA + non-histone proteins.
◆ Chromatin fibres contain genetic information.
Chromatin
◆ Chromatin nucleus के अंदर पाई जाने वाली लंबी, धागे जैसी बारीक रेशे वाली structure होती है। ये nucleoplasm के अंदर जमी होती है।
◆ ये एक बहुत फैली हुई और तफ़सील से बनी nucleoprotein होती है, जो Interphase nucleus (जब cell divide नहीं कर रहा होता) में मिलती है।
◆ बनावट (Composition):
Chromatin = DNA + histone (यानि basic protein) + RNA + non-histone proteins
◆ Chromatin fibres के अंदर genetic जानकारी (genetic information) होती है।
______________________________________________
Chromosomes
◆ Chromosomes are dense structure that can be best studied at Metaphase, stage of cell cycle.
◆ During cell division chromatin gets condensed to form chromosomes.
❖ Every chromosome (visible only in dividing cells) essentially has a primary constriction or the centromere on the sides of which disc shaped structures called kinetochores are present.
Chromosomes
◆ Chromosomes एक घनी और ठोस structure होती हैं, जिन्हें सबसे बेहतर तरीके से Metaphase (cell cycle का एक stage) में देखा और समझा जा सकता है।
◆ जब cell division होता है, तो chromatin सिकुड़ कर (condense होकर) chromosomes की शक्ल ले लेता है।
❖ हर chromosome (जो सिर्फ dividing cells में नज़र आता है) में एक primary constriction होता है, जिसे centromere कहते हैं।
इस centromere के दोनों तरफ़ disk जैसी structures होती हैं, जिन्हें kinetochores कहते हैं।
______________________________________________
Need to Know
❖ A single human cell has approximately two metre long thread of DNA distributed among its 46 (23 pairs) chromosomes.
ज़रूरी मालूमात (Need to Know)
❖ इंसान के एक single cell में करीब दो मीटर लंबा DNA होता है, जो कि इसके 46 chromosomes (यानि 23 जोड़े) में बंटा हुआ होता है।
______________________________________________
Centromere holds two chromatids of a chromosome. Based on the position of the centromere, the chromosomes can be classified into four types:
❖ Metacentric chromosome: Centromere at middle which forms two equal arms of the chromosome.
❖ Sub-metacentric chromosome: Centromere slightly away from the middle of the chromosome resulting into one shorter arm and one longer arm.
❖ Acrocentric chromosome: Centromere is situated close to its end forming one extremely short and one very long arm.
❖ Telocentric chromosome: Terminal centromere.
Centromere, chromosome के दोनो chromatids को आपस में जोड़े रखता है। Centromere की position की बुनियाद पर chromosomes को चार क़िस्मों में बांटा गया है:
❖ Metacentric chromosome: जब centromere बिलकुल बीच में होता है, तो chromosome की दोनों बाज़ुएं बराबर होती हैं।
❖ Sub-metacentric chromosome: जब centromere थोड़ा सा बीच से हटकर होता है, तो एक बाज़ू छोटी और दूसरी लंबी बनती है।
❖ Acrocentric chromosome: जब centromere एक सिरे के क़रीब होता है, तो एक बाज़ू बहुत ही छोटी और दूसरी काफ़ी लंबी होती है।
❖ Telocentric chromosome: जब centromere बिलकुल सिरे (terminal) पर होता है।
______________________________________________
Key Note
❖ Some chromosomes have non-staining secondary constriction at a constant location which gives the appearance of a small fragment called the satellite.
❖ कुछ chromosomes में एक secondary constriction होता है जो किसी मुक़र्रर (fix) जगह पर होता है और रंग नहीं पकड़ता (non-staining)।
ये हिस्सा ऐसा लगता है जैसे chromosome से एक छोटा टुकड़ा अलग हो गया हो — इसी को satellite कहते हैं।
______________________________________________
