कोशिका ध्रुवीयता और असममिति

कोशिका ध्रुवीयता कोशिका की संगठित असममिति है, जिसमें इसके घटक, जिनमें प्लाज्मा झिल्ली, साइटोस्केलेटन और अंगक शामिल हैं, विशिष्ट डोमेन और एक परिभाषित दिशात्मकता बनाने के लिए असमान रूप से वितरित होते हैं। यह असममिति उपकला कोशिकाओं को एक शीर्षस्थ (apical) सतह को एक आधारीय (basal) सतह से अलग करने देती है, प्रवासी कोशिकाओं को सामने और पीछे के बीच अंतर करने देती है, और विभाजित कोशिकाओं को भाग्य निर्धारकों (fate determinants) को अलग करने देती है, जिससे ध्रुवीयता इस बात के लिए मौलिक हो जाती है कि कोशिकाएं ऊतकों का निर्माण कैसे करती हैं और दिशात्मक कार्य कैसे करती हैं।

Definition

कोशिका ध्रुवीयता एक कोशिका के झिल्ली डोमेन, साइटोस्केलेटन और सामग्री के असममित संगठन की स्थापना और रखरखाव है, जो कार्यात्मक रूप से विशिष्ट क्षेत्रों और अभिविन्यास की एक परिभाषित धुरी का उत्पादन करती है।

Scope

यह प्रविष्टि कोशिका ध्रुवीयता की अवधारणा, इसे स्थापित और बनाए रखने वाली संरक्षित प्रोटीन प्रणालियों, और इसके मुख्य रूपों को शामिल करती है, जिसमें उपकला की शीर्षस्थ-आधारीय ध्रुवीयता और प्रवासी कोशिकाओं की अग्र-पश्च ध्रुवीयता शामिल है। यह कोशिका जीव विज्ञान में एक संदर्भ और शैक्षिक विषय है; ऊतक आकारिकी और प्रवासन को प्रक्रियाओं के रूप में संबंधित प्रविष्टियों में माना जाता है, और कोई नैदानिक मार्गदर्शन प्रदान नहीं किया गया है।

Core questions

• एक कोशिका के ध्रुवीकृत होने का क्या अर्थ है?
• कौन से संरक्षित प्रोटीन कॉम्प्लेक्स ध्रुवीयता स्थापित और बनाए रखते हैं?
• उपकला की शीर्षस्थ-आधारीय और प्रवासी की अग्र-पश्च ध्रुवीयता कैसे भिन्न और संबंधित हैं?
• ध्रुवीयता साइटोस्केलेटन और झिल्ली यातायात से कैसे जुड़ी है?

Key concepts

• शीर्षस्थ-आधारीय ध्रुवीयता
• अग्र-पश्च (समतल/प्रवासी) ध्रुवीयता
• Par, Crumbs, और Scribble ध्रुवीयता कॉम्प्लेक्स
• कॉर्टिकल डोमेन का पारस्परिक विरोध
• ध्रुवीकृत झिल्ली यातायात
• साइटोस्केलेटल असममिति
• असममित कोशिका विभाजन

Key theories

संरक्षित ध्रुवीयता कॉम्प्लेक्स

सेंट जॉनस्टन और एरिंगर बताते हैं कि कैसे Par, Crumbs, और Scribble कॉम्प्लेक्स सहित संरक्षित प्रोटीन मॉड्यूल का एक छोटा समूह, अंडे से लेकर उपकला तक विभिन्न कोशिका प्रकारों में कोशिका कॉर्टेक्स को अलग-अलग डोमेन में विभाजित करने के लिए पारस्परिक विरोध के माध्यम से बातचीत करता है।

परिवर्तनीय ध्रुवीयता अवस्थाएं

नेल्सन शीर्षस्थ-आधारीय और अग्र-पश्च ध्रुवीयता को एक ही अंतर्निहित मशीनरी के संबंधित, परिवर्तनीय संगठन के रूप में वर्णित करते हैं, जिससे उपकला कोशिकाएं एक स्थिर, ऊतक-निर्माण अवस्था और एक प्रवासी अवस्था के बीच स्विच कर सकती हैं।

Mechanisms

ध्रुवीयता तब स्थापित होती है जब समरूपता-भंग करने वाले संकेत, जैसे कि कोशिका-कोशिका या कोशिका-मैट्रिक्स संपर्क या बाहरी प्रवणता (gradients), संरक्षित कॉर्टिकल प्रोटीन कॉम्प्लेक्स द्वारा प्रवर्धित होते हैं जो अलग-अलग झिल्ली डोमेन को परिभाषित करने के लिए एक-दूसरे को पारस्परिक रूप से बाहर करते हैं। Par कॉम्प्लेक्स, Crumbs कॉम्प्लेक्स और Scribble कॉम्प्लेक्स उपकला कोशिकाओं की शीर्षस्थ और बेसोलेटरल सतहों को विभाजित करते हैं, जबकि संबंधित सिग्नलिंग प्रवासी कोशिकाओं के सामने और पीछे को ध्रुवीकृत करती है। ये कॉर्टिकल डोमेन एक्टिन और माइक्रोट्यूब्यूल साइटोस्केलेटन को व्यवस्थित करते हैं और ध्रुवीकृत वेसिकल ट्रैफिकिंग को निर्देशित करते हैं ताकि विशिष्ट प्रोटीन विशेष सतहों तक पहुंचाए जा सकें, और विभाजित कोशिकाओं में इस असममिति का उपयोग बेटियों के बीच भाग्य निर्धारकों को अलग करने के लिए किया जा सकता है।

Clinical relevance

ध्रुवीयता उपकला ऊतकों के अवरोधक और परिवहन कार्यों को रेखांकित करती है, और सामान्य ध्रुवीयता का नुकसान अव्यवस्थित और नियोप्लास्टिक ऊतक की एक विशेषता है, इसलिए यह अवधारणा ऊतक विज्ञान और विकृति विज्ञान के लिए प्रासंगिक है। यह प्रविष्टि संदर्भ और शिक्षा के लिए सामान्य कोशिका ध्रुवीयता का वर्णन करती है और निदान या उपचार का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

यहां का विवरण कोशिका ध्रुवीयता की आधिकारिक समीक्षाओं और मानक कोशिका जीव विज्ञान पाठ्यपुस्तकों पर आधारित है; यह नैदानिक दिशानिर्देश सामग्री के बजाय वर्णनात्मक मूल विज्ञान है।

History

यह पहचान कि कोशिकाएं स्थानिक रूप से असममित होती हैं, उपकला और निषेचित अंडों के अध्ययन में लंबे समय से चली आ रही है, लेकिन आणविक आधार Caenorhabditis elegans और Drosophila जैसे मॉडल जीवों में आनुवंशिक अध्ययनों से उभरा, जिसने Par जीनों और अन्य संरक्षित ध्रुवीयता नियामकों की पहचान की। बाद के काम, जिसे सेंट जॉनस्टन और एरिंगर और नेल्सन द्वारा समीक्षाओं में संश्लेषित किया गया, ने दिखाया कि वही मॉड्यूल बहुत अलग कोशिका प्रकारों में कार्य करते हैं और यह कि विशिष्ट ध्रुवीयता अवस्थाएं परिवर्तनीय (interconvertible) हैं।

Debates

कोशिका प्रकारों में ध्रुवीयता मशीनरी कितनी एकीकृत है?

जबकि Par जैसे मुख्य कॉम्प्लेक्स व्यापक रूप से संरक्षित हैं, यह अभी भी एक सक्रिय प्रश्न है कि शीर्षस्थ-आधारीय और अग्र-पश्च ध्रुवीयता एक ही तंत्र को कितना साझा करती है बनाम विशिष्ट संदर्भ-विशिष्ट कार्यक्रमों को तैनात करती है।

Key figures

• Daniel St Johnston
• Julie Ahringer
• W. James Nelson

Seminal works

• stjohnston-ahringer-2010
• nelson-2009

Frequently asked questions

शीर्षस्थ-आधारीय और अग्र-पश्च ध्रुवीयता में क्या अंतर है?

शीर्षस्थ-आधारीय ध्रुवीयता एक स्थिर उपकला कोशिका को एक शीर्ष (apical) सतह में व्यवस्थित करती है जो एक गुहा या बाहर की ओर होती है और एक निचली (basal) सतह जो अन्य कोशिकाओं और मैट्रिक्स से जुड़ी होती है; अग्र-पश्च ध्रुवीयता एक प्रवासी कोशिका को उसकी गति की दिशा के साथ व्यवस्थित करती है। दोनों में अतिव्यापी मशीनरी का उपयोग होता है और वे एक-दूसरे में परिवर्तित हो सकते हैं।

कोशिका ध्रुवीयता ऊतकों के लिए क्यों मायने रखती है?

ध्रुवीयता उपकला कोशिकाओं को विशिष्ट सतहों के साथ व्यवस्थित चादरें बनाने देती है, जिससे दिशात्मक परिवहन और अवरोधक कार्य सक्षम होता है; इसके बिना, ऊतक अपनी संगठित वास्तुकला खो देते हैं।