कोशिकीय परिवहन और संकेत

कोशिकीय परिवहन और संकेत कोशिका जीव विज्ञान का वह क्षेत्र है जो इस बात से संबंधित है कि कोशिकाएं अपनी झिल्लियों के पार पदार्थों को कैसे ले जाती हैं और वे रासायनिक और भौतिक संकेतों का पता कैसे लगाती हैं और उन पर प्रतिक्रिया कैसे करती हैं। प्लाज्मा झिल्ली एक चयनात्मक अवरोधक दोनों है जो नियंत्रित करता है कि कोशिका में क्या प्रवेश करता है और क्या बाहर निकलता है और रिसेप्टर्स से सुसज्जित एक संवेदक सतह भी है, इसलिए परिवहन और संकेत का एक साथ अध्ययन कोशिका के पर्यावरण के साथ उसके इंटरफ़ेस के रूप में किया जाता है।

Definition

कोशिकीय परिवहन आयनों, छोटे अणुओं और मैक्रोमोलेक्यूल्स का प्लाज्मा झिल्ली और आंतरिक झिल्लियों के पार या माध्यम से संचलन है; कोशिकीय संकेत उन प्रक्रियाओं का समूह है जिनके द्वारा एक कोशिका बाहरी उत्तेजना को एक अंतःकोशिकीय प्रतिक्रिया में परिवर्तित करती है।

Scope

यह क्षेत्र चार जुड़े हुए विषयों को उन्मुख करता है: वे तंत्र जिनके द्वारा विलेय झिल्लियों को पार करते हैं (विसरण, चैनल, वाहक और पंप); एंडोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस का वेसिकुलर यातायात जो कोशिका के अंदर और बाहर थोक कार्गो को ले जाता है; संकेत पारगमन के रिसेप्टर-आरंभिक कैस्केड; और अंतःकोशिकीय द्वितीय संदेशवाहक, विशेष रूप से कैल्शियम, जो कोशिका के अंदर संकेतों को रिले करते हैं। यह इन्हें कोशिका जीव विज्ञान और ऊतक विज्ञान में संदर्भ विषयों के रूप में मानता है, न कि नैदानिक ​​मार्गदर्शन के रूप में।

Sub-topics

• एंडोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस
• अंतःकोशिकीय कैल्शियम और द्वितीयक संदेशवाहक
• झिल्ली परिवहन क्रियाविधि
• संकेत पारगमन और ग्राही

Core questions

• कोशिकाएं लिपिड बाइलेयर के पार पदार्थों को कैसे ले जाती हैं जिसे अधिकांश विलेय स्वतंत्र रूप से पार नहीं कर सकते हैं?
• झिल्ली पुटिकाओं के माध्यम से थोक कार्गो को आंतरिक और स्रावित कैसे किया जाता है?
• कोशिका की सतह पर एक संकेत एक समन्वित अंतःकोशिकीय प्रतिक्रिया कैसे बन जाता है?
• द्वितीय संदेशवाहकों द्वारा संकेतों को कैसे प्रवर्धित, स्थानीयकृत और समाप्त किया जाता है?

Key concepts

• प्लाज्मा झिल्ली की चयनात्मक पारगम्यता
• निष्क्रिय बनाम सक्रिय परिवहन
• विद्युत रासायनिक प्रवणता
• वेसिकुलर तस्करी
• रिसेप्टर-लिगैंड बंधन
• संकेत प्रवर्धन और द्वितीय संदेशवाहक

Key theories

द्रव मोज़ेक मॉडल

झिल्ली लिपिड का एक द्वि-आयामी द्रव है जिसमें प्रोटीन, जिसमें ट्रांसपोर्टर और रिसेप्टर शामिल हैं, अंतर्निहित होते हैं और विसरित हो सकते हैं; यह ढांचा इस बात को रेखांकित करता है कि परिवहन और संकेत प्रोटीन दोनों झिल्ली पर कैसे काम करते हैं।

Mechanisms

लिपिड बाइलेयर आयनों और ध्रुवीय विलेय के लिए काफी हद तक अभेद्य है, इसलिए कोशिकाएं परिवहन को नियंत्रित करने के लिए झिल्ली प्रोटीन का उपयोग करती हैं: चैनल और वाहक बिना ऊर्जा के प्रवणता के नीचे विलेय को ले जाते हैं, जबकि पंप एटीपी या युग्मित आयन प्रवणता का उपयोग उन्हें प्रवणता के विरुद्ध ले जाने के लिए करते हैं। बड़े कार्गो को वेसिकुलर यातायात द्वारा संभाला जाता है, जिसमें एंडोसाइटोसिस सामग्री को अंदर लाता है और एक्सोसाइटोसिस इसे छोड़ता है। पदार्थ के बजाय जानकारी संकेत द्वारा पहुंचाई जाती है: एक लिगैंड एक रिसेप्टर को बांधता है, जो एक अंतःकोशिकीय कैस्केड को ट्रिगर करता है जिसे अक्सर कैल्शियम और चक्रीय न्यूक्लियोटाइड जैसे द्वितीय संदेशवाहकों द्वारा रिले और प्रवर्धित किया जाता है। वही झिल्ली जो परिवहन को नियंत्रित करती है, उन रिसेप्टर्स को वहन करती है जो इन कैस्केड को आरंभ करते हैं, यही कारण है कि दोनों प्रक्रियाओं को एक साथ व्यवस्थित किया जाता है।

Clinical relevance

परिवहन और संकेत तंत्रिका चालन, हार्मोन क्रिया और स्राव जैसे सामान्य शरीर विज्ञान को रेखांकित करते हैं, और उन्हें समझना यह समझने के लिए मूलभूत है कि रोग में कई कोशिकीय प्रक्रियाएं कैसे बाधित होती हैं। यह प्रविष्टि अभिविन्यास और संदर्भ के लिए कोशिका-जैविक तंत्र का वर्णन करती है; यह निदान या उपचार का आधार नहीं है।

History

आधुनिक दृष्टिकोण बीसवीं शताब्दी के माध्यम से उभरा: झिल्ली की लिपिड-बाइलेयर अवधारणा को 1972 में द्रव मोज़ेक मॉडल में परिष्कृत किया गया, परिवहन प्रोटीन को धीरे-धीरे चैनलों, वाहकों और पंपों के रूप में हल किया गया, और 1950 के दशक से संकेत के रिसेप्टर और द्वितीय-संदेशवाहक आधार को स्थापित किया गया। ये तार समकालीन समझ में परिवर्तित हो गए कि झिल्ली पदार्थों के यातायात और सूचना के प्रवाह को संयुक्त रूप से नियंत्रित करती है।

Key figures

• S. Jonathan Singer
• Garth Nicolson
• Michael Berridge

Seminal works

• singer-nicolson-1972
• berridge-2000

Frequently asked questions

परिवहन और संकेत कैसे संबंधित हैं?

दोनों कोशिका झिल्ली पर होते हैं: यह एक चयनात्मक अवरोधक है जो परिवहन को नियंत्रित करता है और साथ ही रिसेप्टर्स का मंच भी है जो संकेतों का पता लगाते हैं, इसलिए कोशिकाएं पदार्थों की गति को पर्यावरण के प्रति अपनी प्रतिक्रियाओं के साथ समन्वयित करती हैं।

इस क्षेत्र के मुख्य विषय क्या हैं?

झिल्ली परिवहन तंत्र, एंडोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस, संकेत पारगमन और रिसेप्टर, और अंतःकोशिकीय कैल्शियम और अन्य द्वितीय संदेशवाहक।