साइटोस्केलेटन और कोशिका का आकार

साइटोस्केलेटन प्रोटीन तंतुओं का गतिशील नेटवर्क है जो कोशिका को उसकी यांत्रिक शक्ति प्रदान करता है, उसका आकार निर्धारित करता है, उसके आंतरिक भाग को व्यवस्थित करता है, और गति तथा विभाजन को शक्ति प्रदान करता है। इसमें तीन प्रमुख तंतु प्रणालियाँ शामिल हैं: एक्टिन तंतु, सूक्ष्म नलिकाएँ और मध्यवर्ती तंतु, जिनमें से प्रत्येक के विशिष्ट यांत्रिक गुण और भागीदार प्रोटीन होते हैं, जो मिलकर कोशिकाओं को विरूपण का प्रतिरोध करने, आकार बदलने, सामग्री का परिवहन करने और प्रवास करने की अनुमति देते हैं।

Definition

साइटोस्केलेटन एक्टिन तंतुओं, सूक्ष्म नलिकाओं और मध्यवर्ती तंतुओं की इंट्रासेलुलर प्रणाली है, साथ ही उनके संबंधित मोटर और नियामक प्रोटीन भी हैं, जो यांत्रिक सहायता प्रदान करते हैं, कोशिका के भीतर और कोशिका के आकार को निर्धारित और बदलते हैं, और गति को व्यवस्थित करते हैं।

Scope

यह प्रविष्टि तीन साइटोस्केलेटल तंतु प्रणालियों, उनकी असेंबली और गतिशीलता, उन पर कार्य करने वाले मोटर और सहायक प्रोटीन, और कोशिका के आकार, यांत्रिकी, इंट्रासेलुलर परिवहन और गतिशीलता में उनकी भूमिकाओं को शामिल करती है। यह कोशिका जीव विज्ञान में एक संदर्भ और शैक्षिक विषय है; कोशिका विभाजन और प्रवास को संबंधित प्रविष्टियों में प्रक्रियाओं के रूप में माना जाता है, और कोई नैदानिक मार्गदर्शन नहीं दिया गया है।

Core questions

• तीन मुख्य साइटोस्केलेटल तंतु प्रणालियाँ क्या हैं और वे कैसे भिन्न हैं?
• तंतु असेंबली और विघटन बल कैसे उत्पन्न करते हैं और आकार कैसे बदलते हैं?
• मोटर प्रोटीन सामग्री का परिवहन करने के लिए साइटोस्केलेटन का उपयोग कैसे करते हैं?
• साइटोस्केलेटन एक कोशिका को उसका विशिष्ट आकार और यांत्रिकी कैसे प्रदान करता है?

Key concepts

• एक्टिन तंतु (सूक्ष्म तंतु)
• सूक्ष्म नलिकाएँ और ट्यूबलिन
• मध्यवर्ती तंतु
• तंतु बहुलकीकरण और गतिशील अस्थिरता
• मोटर प्रोटीन (मायोसिन, काइनेसिन, डाइनिन)
• कोशिका कॉर्टेक्स और यांत्रिक सहायता
• साइटोस्केलेटन के साथ इंट्रासेलुलर परिवहन

Key theories

एक्टिन गतिशीलता और कोशिका का आकार

पोलार्ड और कूपर बताते हैं कि एक्टिन तंतुओं की विनियमित असेंबली और विघटन, न्यूक्लियेटर्स और कैपिंग और सेवरिंग प्रोटीन द्वारा नियंत्रित, धक्का देने वाले बल उत्पन्न करता है जो कोशिका की सतह को आकार देते हैं और गति को संचालित करते हैं।

यांत्रिक इंटीग्रेटर्स के रूप में मध्यवर्ती तंतु

हरमन और सहयोगियों ने मध्यवर्ती तंतुओं को कठोर, विस्तार योग्य पॉलिमर के रूप में वर्णित किया है जो यांत्रिक तनाव का प्रतिरोध करते हैं और कोशिकाओं और ऊतकों के यांत्रिक गुणों को एकीकृत करते हैं, जो अधिक गतिशील एक्टिन और सूक्ष्म नलिका प्रणालियों से भिन्न हैं।

Mechanisms

एक्टिन मोनोमर सर्पिल तंतुओं में बहुलकीकृत होते हैं जिनका विनियमित विकास और विघटन, न्यूक्लियेटिंग, कैपिंग और सेवरिंग प्रोटीन द्वारा नियंत्रित होता है, झिल्ली को उभार बनाने के लिए धकेलता है और, मायोसिन मोटर्स के साथ, संकुचन बल उत्पन्न करता है; एक घना एक्टिन कॉर्टेक्स प्लाज्मा झिल्ली के नीचे होता है और कोशिका के आकार और कठोरता को निर्धारित करता है। सूक्ष्म नलिकाएँ, ट्यूबलिन की खोखली नलिकाएँ, गतिशील अस्थिरता से गुजरती हैं और काइनेसिन और डाइनिन मोटर्स के लिए ट्रैक के रूप में कार्य करती हैं जो सामग्री का परिवहन करती हैं और अंगों को स्थिति में रखती हैं, और वे विभाजन में स्पिंडल बनाती हैं। मध्यवर्ती तंतु कठोर, रस्सी जैसे पॉलिमर में एकत्रित होते हैं जो तनाव को सहन करते हैं और कोशिकाओं और ऊतकों को यांत्रिक लचीलापन प्रदान करते हैं। साथ में ये प्रणालियाँ, क्रॉस-लिंक्ड और समन्वित, कोशिका के आकार, यांत्रिकी, आंतरिक संगठन और गतिशीलता को निर्धारित करती हैं।

Clinical relevance

साइटोस्केलेटन ऊतक यांत्रिकी का आधार है और कुछ प्राकृतिक विषाक्त पदार्थों और दवाओं का लक्ष्य है जो तंतुओं को स्थिर या अस्थिर करते हैं, और मध्यवर्ती तंतु प्रकारों का उपयोग कोशिका वंश के हिस्टोलॉजिकल मार्कर के रूप में किया जाता है। यह प्रविष्टि संदर्भ और शिक्षा के लिए सामान्य साइटोस्केलेटल जीव विज्ञान का वर्णन करती है और उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

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

History

बीसवीं शताब्दी के मध्य में इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी ने कोशिकाओं के भीतर तंतुओं के नेटवर्क का खुलासा किया, और जैव रसायन ने एक्टिन, ट्यूबलिन और मध्यवर्ती तंतु प्रोटीन को उनके बिल्डिंग ब्लॉक के रूप में पहचाना। सूक्ष्म नलिकाओं की गतिशील अस्थिरता और एक्टिन असेंबली के नियामकों की खोज ने साइटोस्केलेटन को एक स्थिर के बजाय एक गतिशील मचान के रूप में स्थापित किया, और मायोसिन, काइनेसिन और डाइनिन मोटर्स के लक्षण वर्णन ने समझाया कि यह परिवहन और गति को कैसे शक्ति प्रदान करता है, जैसा कि पोलार्ड और कूपर और हरमन और सहयोगियों द्वारा समीक्षाओं में संश्लेषित किया गया है।

Key figures

• Thomas D. Pollard
• John A. Cooper
• Harald Herrmann
• Ueli Aebi

Seminal works

• pollard-cooper-2009
• herrmann-2007

Frequently asked questions

साइटोस्केलेटल तंतुओं के तीन प्रकार क्या हैं?

एक्टिन तंतु (सूक्ष्म तंतु), जो कोशिका की सतह को आकार देते हैं और गति को संचालित करते हैं; सूक्ष्म नलिकाएँ, जो परिवहन ट्रैक के रूप में कार्य करती हैं और माइटोटिक स्पिंडल बनाती हैं; और मध्यवर्ती तंतु, जो यांत्रिक शक्ति प्रदान करते हैं।

साइटोस्केलेटन कोशिका के अंदर चीजों को कैसे ले जाता है?

काइनेसिन और डाइनिन जैसे मोटर प्रोटीन सूक्ष्म नलिकाओं के साथ चलते हैं, और मायोसिन एक्टिन तंतुओं के साथ चलता है, अंगों और पुटिकाओं को सामग्री के रूप में ले जाता है और एटीपी से ऊर्जा का उपयोग करके बल उत्पन्न करता है।