झिल्ली और परिवहन

जैविक झिल्लियाँ स्व-संयोजित लिपिड द्विपरतें होती हैं जिनमें प्रोटीन जड़े होते हैं जो कोशिकीय सीमाओं को परिभाषित करते हैं और चुनिंदा रूप से नियंत्रित करते हैं कि उनके पार क्या जाता है।

Definition

झिल्लियाँ और परिवहन जैविक झिल्लियों के रसायन विज्ञान से संबंधित है—सहयोगी प्रोटीनों के साथ उभयधर्मी लिपिड द्विपरतें—और उन तंत्रों से जिनके द्वारा पदार्थ इन चुनिंदा पारगम्य बाधाओं के पार जाते हैं।

Scope

यह क्षेत्र लिपिड द्विपरत की संरचना और भौतिक रसायन विज्ञान, झिल्लियों और उनके प्रोटीनों का तरल मोज़ेक संगठन, और झिल्लियों के पार परिवहन का रसायन विज्ञान शामिल करता है, जिसमें निष्क्रिय प्रसार, सुगम परिवहन और सक्रिय परिवहन प्रक्रियाएं शामिल हैं जो विलेय को उनके प्रवणता के विरुद्ध ले जाती हैं।

Sub-topics

• झिल्ली संरचना
• झिल्ली परिवहन

Core questions

• लिपिड द्विपरतें अनायास क्यों बनती हैं और तरल पदार्थों के रूप में व्यवहार क्यों करती हैं?
• प्रोटीन झिल्लियों में और उन पर कैसे व्यवस्थित होते हैं?
• क्या निर्धारित करता है कि कोई विलेय बिना सहायता के झिल्ली को पार कर सकता है?
• सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध सक्रिय परिवहन कैसे संचालित होता है?

Key theories

तरल मोज़ेक मॉडल

सिंगर और निकोलसन ने झिल्ली को एक द्वि-आयामी तरल द्विपरत के रूप में वर्णित किया जिसमें प्रोटीन तैरते और फैलते हैं, स्थिर मॉडलों की जगह लेते हैं और झिल्ली घटकों की पार्श्व गतिशीलता और विषमता की व्याख्या करते हैं।

Mechanisms

उभयधर्मी लिपिड एक द्विपरत में संयोजित होते हैं जिसका हाइड्रोफोबिक कोर आयनों और ध्रुवीय अणुओं के लिए एक बाधा है; द्विपरत एक द्वि-आयामी तरल के रूप में व्यवहार करता है जिसमें लिपिड और प्रोटीन पार्श्व रूप से फैलते हैं। छोटे अध्रुवीय अणु निष्क्रिय प्रसार द्वारा पार करते हैं, जबकि ध्रुवीय और आवेशित प्रजातियों को परिवहन प्रोटीन की आवश्यकता होती है। सुगम परिवहन विलेय को बिना ऊर्जा इनपुट के उनकी प्रवणता के नीचे ले जाता है, जबकि सक्रिय परिवहन ऊपर की ओर गति को एटीपी हाइड्रोलिसिस या मौजूदा आयन प्रवणता से जोड़ता है।

Clinical relevance

झिल्ली रसायन विज्ञान बाधाओं, बायोसेन्सर और लिपिड-आधारित सामग्रियों के अध्ययन को रेखांकित करता है, और सभी कोशिकाओं के लिए मौलिक चयनात्मक पारगम्यता की व्याख्या करता है। उपचार वर्णनात्मक और गैर-निर्धारक है।

History

गॉर्टर और ग्रेंडेल से शुरुआती द्विपरत अवधारणाएं सिंगर और निकोलसन के 1972 के तरल मोज़ेक मॉडल में विकसित हुईं; इस बीच स्कौ द्वारा सोडियम-पोटेशियम पंप की खोज ने सक्रिय परिवहन के आणविक आधार का खुलासा किया।

Key figures

• S. Jonathan Singer
• Garth Nicolson
• Jens Christian Skou

Seminal works

• singer1972
• nelson2021

Frequently asked questions

झिल्लियाँ चुनिंदा रूप से पारगम्य क्यों होती हैं?

लिपिड द्विपरत का हाइड्रोफोबिक कोर आयनों और ध्रुवीय अणुओं को अवरुद्ध करता है, इसलिए ऐसे अधिकांश विलेय केवल विशिष्ट परिवहन प्रोटीन के माध्यम से ही पार कर सकते हैं, जिससे झिल्ली को उसकी चयनात्मकता मिलती है।

निष्क्रिय और सक्रिय परिवहन में क्या अंतर है?

निष्क्रिय परिवहन एक विलेय को बिना ऊर्जा इनपुट के उसकी सांद्रता या विद्युत रासायनिक प्रवणता के नीचे ले जाता है, जबकि सक्रिय परिवहन एक विलेय को उसकी प्रवणता के विरुद्ध ले जाने के लिए ऊर्जा का उपयोग करता है।