सिलिया और फ्लैगेला के मुख्य कार्य क्या हैं?

विषय

• टीएल; डीआर (बहुत लंबा; डिडंट रीड)
• सिलिया क्या हैं?
• फ्लैगेल्ला क्या हैं?
• सिलिया के कार्य
• फ्लैगेल्ला के कार्य
• सिलिया से संबंधित रोग
• फ्लैगेल्ला से संबंधित रोग

सेलिया और फ्लैगेला, कोशिकाओं पर दो अलग-अलग प्रकार के सूक्ष्म उपांग हैं। सिलिया जानवरों और सूक्ष्म जीवों दोनों में पाए जाते हैं, लेकिन अधिकांश पौधों में नहीं। फ्लैगेल्ला का उपयोग बैक्टीरिया में गतिशीलता के साथ-साथ यूकेरियोट्स के युग्मक के लिए किया जाता है। सिलिया और फ्लैगेल्ला दोनों लोकोमोशन कार्यों को पूरा करते हैं, लेकिन विभिन्न शिष्टाचारों में। दोनों डायनेइन पर निर्भर हैं, जो एक मोटर प्रोटीन है, और काम करने के लिए सूक्ष्मनलिकाएं।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; डिडंट रीड)

सिलिया और फ्लैगेला कोशिकाओं पर ऑर्गेनेल हैं जो जीवित जीवों में प्रणोदन, संवेदी उपकरण, निकासी तंत्र और कई अन्य महत्वपूर्ण कार्य प्रदान करते हैं।

सिलिया क्या हैं?

सिलिया 17 वीं शताब्दी के अंत में एंटोनी वैन लीउवेनहोके द्वारा खोजा गया पहला अंग था। उन्होंने अभिप्रेरणा (चलती) सिलिया, "छोटे पैर" का अवलोकन किया, जिसे उन्होंने "पशुत्व" (संभवतः प्रोटोज़ोआ) पर रहने के रूप में वर्णित किया। नॉन-मोटाइल सिलिया को बहुत बाद में बेहतर सूक्ष्मदर्शी से देखा गया। अधिकांश सिलिया जानवरों में मौजूद हैं, लगभग हर प्रकार के सेल में, कई प्रजातियों के विकास में संरक्षित हैं। हालांकि, कुछ सिलिया युग्मक के रूप में पौधों में पाए जा सकते हैं। सिलिया सूक्ष्मनलिकाएं से बना है एक व्यवस्था में सिलिअरी एक्सोनोमे कहा जाता है, जो प्लाज्मा झिल्ली द्वारा कवर किया जाता है। कोशिका शरीर सिलिअरी प्रोटीन बनाता है और उन्हें अक्षतंतु की नोक पर ले जाता है; इस प्रक्रिया को इंट्रास्किलर या इंट्राफ्लैगेलर ट्रांसपोर्ट (IFT) कहा जाता है। वर्तमान में, वैज्ञानिकों को लगता है कि मानव जीनोम का लगभग 10 प्रतिशत सिलिया और उनकी उत्पत्ति के लिए समर्पित है।

सिलिया की लंबाई 1 से 10 माइक्रोमीटर तक होती है। ये बाल जैसे एपेंडेज ऑर्गेनेल कोशिकाओं को स्थानांतरित करने के साथ-साथ सामग्री को स्थानांतरित करने के लिए काम करते हैं। वे भोजन और ऑक्सीजन परिवहन की अनुमति के लिए जलीय प्रजातियों जैसे क्लैम के लिए तरल पदार्थ स्थानांतरित कर सकते हैं। सिलिया जानवरों के फेफड़ों में श्वसन के साथ मलबे और संभावित रोगजनकों को शरीर पर आक्रमण करने से रोकती है। सिलिया फ्लैगेल्ला से छोटी हैं और बहुत बड़ी संख्या में केंद्रित हैं। वे एक लहर प्रभाव का गठन करते हुए एक समूह में लगभग एक ही समय में एक त्वरित स्ट्रोक में जाने के लिए करते हैं। सिलिया कुछ प्रकार के प्रोटोजोआ के नियंत्रण में भी सहायता कर सकती है। सिलिया के दो प्रकार मौजूद हैं: मोटाइल (चलती) और गैर-प्रेरक (या प्राथमिक) सिलिया, और दोनों IFT सिस्टम के माध्यम से काम करते हैं। मोटाइल सिलिया वायुमार्ग मार्ग और फेफड़ों के साथ-साथ कान के अंदर भी निवास करती है। गैर-मकसद सिलिया कई अंगों में रहता है।

फ्लैगेल्ला क्या हैं?

फ्लैगेल्ला उपांग हैं जो बैक्टीरिया और यूकेरियोट्स के युग्मकों को स्थानांतरित करने में मदद करते हैं, साथ ही साथ कुछ प्रोटोजोआ भी। फ्लैगेल्ला एक पूंछ की तरह एकवचन होता है। वे आमतौर पर सिलिया से अधिक लंबे होते हैं। प्रोकैरियोट्स में, फ्लैगेला रोटेशन के साथ छोटे मोटर्स की तरह काम करता है। यूकेरियोट्स में, वे चिकनी चाल बनाते हैं।

सिलिया के कार्य

सिलिया कोशिका चक्र के साथ-साथ पशु विकास में भी भूमिका निभाती हैं, जैसे कि दिल में। सिलिया चुनिंदा प्रोटीनों को ठीक से काम करने देती है। सिलिया सेलुलर संचार और आणविक तस्करी की भी भूमिका निभाती है।

मोटील सिलिया के पास दो सूक्ष्मनलिकाओं के केंद्र के साथ-साथ नौ बाहरी सूक्ष्मनलिका युग्मों की ९ + २ व्यवस्था है। मोटील सिलिया रोग को रोकने के लिए गंदगी, धूल, सूक्ष्म जीवों और बलगम को साफ करने के लिए, पदार्थों को झाडू करने के लिए अपने लयबद्ध निष्कासन का उपयोग करते हैं। यही कारण है कि वे श्वसन मार्ग के अस्तर पर मौजूद हैं। मोटील सिलिया अर्थ और बाह्य तरल पदार्थ दोनों को स्थानांतरित कर सकता है।

गैर-मंशा, या प्राथमिक, सिलिया, अभिप्रेत सिलिया के समान संरचना के अनुरूप नहीं है। उन्हें केंद्र सूक्ष्मनलिका संरचना के बिना व्यक्तिगत उपांग सूक्ष्मनलिकाएं के रूप में व्यवस्थित किया जाता है। उनके पास डायनेन हथियार नहीं हैं, इसलिए उनकी सामान्य गैर-गतिशीलता है। कई सालों तक, वैज्ञानिकों ने इन प्राथमिक सिलिया पर ध्यान केंद्रित नहीं किया और इसलिए उनके कार्यों को बहुत कम जानते थे। गैर-प्रेरक सिलिया कोशिकाओं के लिए संवेदी तंत्र के रूप में काम करता है, संकेतों का पता लगाता है। वे संवेदी न्यूरॉन्स में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। गैर-प्रेरक सिलिया गुर्दे में पाया जा सकता है मूत्र प्रवाह, साथ ही साथ रेटिना के फोटोरिसेप्टर्स पर आंखों में। फोटोरिसेप्टर्स में, वे महत्वपूर्ण प्रोटीन को फोटोरिसेप्टर के आंतरिक खंड से बाहरी खंड तक ले जाने का कार्य करते हैं; इस फ़ंक्शन के बिना, फोटोरिसेप्टर मर जाएंगे। जब सिलिया द्रव का प्रवाह समझती है, जिससे कोशिका वृद्धि होती है।

सिलिया केवल मंजूरी और संवेदी कार्यों से अधिक प्रदान करती है। वे जानवरों में सहजीवी माइक्रोबायोम के लिए निवास स्थान या भर्ती क्षेत्र भी प्रदान करते हैं। स्क्वीड जैसे जलीय जानवरों में, ये बलगम उपकला ऊतक अधिक सीधे देखे जा सकते हैं क्योंकि वे आम हैं और आंतरिक सतह नहीं हैं। सिलिया आबादी के दो अलग-अलग प्रकार मेजबान ऊतकों पर मौजूद होते हैं: एक लंबे सिलिया के साथ, जो बैक्टीरिया जैसे छोटे कणों के साथ तरंग करते हैं, लेकिन बड़े लोगों को बाहर करते हैं, और कम पिटाई वाले सिलिया होते हैं जो पर्यावरणीय तरल पदार्थ का मिश्रण करते हैं। ये सिलिया माइक्रोबायोम सीबम को भर्ती करने का काम करते हैं। वे ज़ोन में काम करते हैं जो बैक्टीरिया और अन्य छोटे कणों को आश्रय क्षेत्रों में स्थानांतरित करते हैं, जबकि तरल पदार्थ भी मिलाते हैं और रासायनिक संकेतों को सुविधाजनक बनाते हैं ताकि बैक्टीरिया वांछित क्षेत्र का उपनिवेश कर सकें। इसलिए सिलिया फ़िल्टर, स्पष्ट, स्थानीयकृत, चुनिंदा और समुच्चयबोधक बैक्टीरिया को काम करता है और सिलिअरी सतहों के लिए आसंजन को नियंत्रित करता है।

सिलिया को एक्टोसोम के वेसिकुलर स्राव में भाग लेने के लिए भी खोजा गया है। अधिक हालिया शोध से सिलिया और सेलुलर मार्गों के बीच बातचीत का पता चलता है जो सेलुलर संचार के साथ-साथ बीमारियों में अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है।

फ्लैगेल्ला के कार्य

फ्लैगेल्ला प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स में पाया जा सकता है। वे कई प्रोटीनों से बने लंबे फिलामेंट ऑर्गेनेल हैं जो बैक्टीरिया पर अपनी सतह से 20 माइक्रोनमीटर की लंबाई तक पहुंचते हैं। आमतौर पर, फ्लैगेला सिलिया से अधिक लंबा होता है और आंदोलन और प्रणोदन प्रदान करता है। बैक्टीरियल फ्लैगेला फिलामेंट मोटर्स 15,000 क्रांतियों प्रति मिनट (आरपीएम) के रूप में तेजी से स्पिन कर सकती हैं। उनके कार्य में फ्लैगेला एड्स की तैराकी क्षमता, चाहे वह भोजन और पोषक तत्वों की मांग, प्रजनन या हमलावर मेजबानों के लिए हो।

बैक्टीरिया जैसे प्रोकैरियोट्स में, फ्लैगेला प्रणोदन तंत्र के रूप में काम करता है; वे बैक्टीरिया के लिए तरल पदार्थ के माध्यम से तैरने का मुख्य तरीका हैं। बैक्टीरिया में एक फ्लैगेलम में टोक़ के लिए एक आयन मोटर होता है, एक हुक जो मोटर टोक़, और एक फिलामेंट, या एक लंबी पूंछ जैसी संरचना को संक्रमित करता है जो जीवाणु को प्रेरित करता है। मोटर जीवाणु के लिए यात्रा की दिशा बदलकर, रेशा के व्यवहार को बदल सकता है और प्रभावित कर सकता है। यदि फ्लैगेलम दक्षिणावर्त चलता है तो यह एक सुपरकोइल बनाता है; कई फ्लैगेल्ला एक बंडल बना सकते हैं, और ये सीधे रास्ते पर एक जीवाणु को फैलाने में मदद करते हैं। जब विपरीत तरीके से घुमाया जाता है, तो फिलामेंट एक छोटा सुपरकोइल बनाता है और फ्लैगेला डिस्सेम्बल का बंडल होता है, जिससे टंबलिंग होती है। प्रयोगों के लिए उच्च संकल्प की कमी के कारण, वैज्ञानिक फ्लैगेलर गति का अनुमान लगाने के लिए कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग करते हैं।

एक तरल पदार्थ में घर्षण की मात्रा प्रभावित करती है कि फिलामेंट सुपरकोइल कैसे होगा। बैक्टीरिया कई फ्लैगेला की मेजबानी कर सकते हैं, जैसे कि एस्चेरिचिया कोलाई। फ्लैगेला बैक्टीरिया को एक दिशा में तैरने की अनुमति देता है और फिर आवश्यकतानुसार मोड़ देता है। यह घूर्णन, पेचदार फ्लैगेला के माध्यम से काम करता है, जिसमें चक्रों को आगे बढ़ाने और खींचने सहित विभिन्न तरीकों का उपयोग किया जाता है। एक बंडल में सेल शरीर के चारों ओर लपेटकर आंदोलन की एक और विधि प्राप्त की जाती है। इस तरीके से, फ्लैगेला गति को उलटने में भी मदद कर सकता है। जब बैक्टीरिया चुनौतीपूर्ण स्थानों का सामना करते हैं, तो वे अपने बंडल को पुन: कॉन्फ़िगर करने या उनके बंडलों को इकट्ठा करने के लिए अपने फ्लैगेला को सक्षम करके अपनी स्थिति बदल सकते हैं। यह पॉलीमॉर्फिक राज्य संक्रमण अलग-अलग गति की अनुमति देता है, जिसमें पुश और पुल स्टेट्स आमतौर पर लिपटे हुए राज्यों की तुलना में तेज होते हैं। यह विभिन्न वातावरणों में सहायता करता है; उदाहरण के लिए, पेचदार बंडल एक जीवाणु को चिपचिपा क्षेत्रों के माध्यम से एक कॉर्कस्क्रू प्रभाव के साथ स्थानांतरित कर सकता है। यह बैक्टीरिया की खोज में सहायक है।

फ्लैगेल्ला बैक्टीरिया के लिए आंदोलन प्रदान करता है, लेकिन मेजबान को उपनिवेशित करने और इसलिए रोगों को प्रसारित करने में सहायता करने के लिए रोगजनक बैक्टीरिया के लिए एक तंत्र भी प्रदान करता है। फ्लैगेल्ला सतहों पर बैक्टीरिया को लंगर करने के लिए एक मोड़ और छड़ी विधि का उपयोग करते हैं। फ्लैगेला भी ऊतक को होस्ट करने के लिए आसंजन के लिए पुलों या मचान के रूप में कार्य करता है।

युकेरियोटिक फ्लैगेल्ला रचना में प्रोकैरियोट्स से विचलन करते हैं। यूकेरियोट्स में फ्लैगेल्ला में अधिक प्रोटीन होते हैं और सिलिया को एक समान गति और नियंत्रण पैटर्न के साथ प्रेरित करने के लिए कुछ समानताएं होती हैं। फ्लैगेल्ला का उपयोग न केवल आंदोलन के लिए किया जाता है, बल्कि सेल फीडिंग और यूकेरियोटिक प्रजनन में सहायता के लिए भी किया जाता है। फ्लैगेला इंट्राफ्लैगेलर परिवहन का उपयोग करता है, जो सिग्नलिंग अणुओं के लिए आवश्यक प्रोटीन के एक जटिल का परिवहन है जो फ्लैगेला गतिशीलता देता है। फ्लैगेला सूक्ष्म जीवों जैसे कि मस्तीगोपोरा प्रोटोजोआ पर मौजूद है, या वे बड़े जानवरों के अंदर मौजूद हो सकते हैं। एक मेजबान जीव के माध्यम से अपनी यात्रा को सहायता प्रदान करते हुए, कई सूक्ष्म परजीवी भी फ्लैगेला के पास हैं। इन प्रोटिस्ट परजीवी के फ्लैगेल्ला में एक पैराफ्लैगेलर रॉड या पीएफआर भी होता है, जो कि कीटों जैसे वैक्टर के लिए लगाव में सहायक होता है। यूकेरियोट्स में फ्लैगेल्ला के कुछ अन्य उदाहरणों में शुक्राणु जैसे युग्मकों की पूंछ शामिल है। फ्लैगेल्ला स्पंज और अन्य जलीय प्रजातियों में भी पाया जा सकता है; इन प्राणियों में फ्लैगेला श्वसन के लिए पानी को स्थानांतरित करने में मदद करता है। यूकेरियोटिक फ्लैगेला भी लगभग छोटे एंटीना या संवेदी अंग के रूप में कार्य करता है। वैज्ञानिक अब केवल यूकेरियोटिक फ्लैगेल्ला के लिए कार्य की चौड़ाई को समझने लगे हैं।

सिलिया से संबंधित रोग

हाल की वैज्ञानिक खोजों ने पाया है कि सिलिया से संबंधित उत्परिवर्तन या अन्य दोष कई बीमारियों का कारण बनते हैं। इन स्थितियों को सिलियोपैथिस कहा जाता है। वे उन व्यक्तियों को गहराई से प्रभावित करते हैं जो उनसे पीड़ित हैं। कुछ सिलियोपैथियों में संज्ञानात्मक हानि, रेटिनल डिजनरेशन, हियरिंग लॉस, एनोस्मिया (गंध की भावना का नुकसान), क्रानियोफेशियल असामान्यताएं, फेफड़े और वायुमार्ग की असामान्यताएं, बाएं-दाएं विषमता और संबंधित हृदय दोष, अग्नाशय के अल्सर, यकृत रोग, बांझपन, पॉलीडेक्टायली और असामान्य रूप से शामिल हैं। जैसे कि सिस्ट, दूसरों के बीच में। इसके अतिरिक्त, कुछ कैंसर का सिलियोपैथियों से संबंध है।

सिलिया की शिथिलता से संबंधित कुछ गुर्दा विकारों में नेफ्रोनोफिथिस और ऑटोसोमल प्रमुख और ऑटोसोमल रिसेसिव पॉलीसिस्टिक किडनी रोग दोनों शामिल हैं। मूत्र के प्रवाह का कोई पता नहीं लगने के कारण सिलिया की खराबी से सिस्ट का विकास नहीं हो सकता है।

कार्टाजेनर के सिंड्रोम में, डायनेन आर्म डिसफंक्शन बैक्टीरिया और अन्य पदार्थों के श्वसन पथ के अप्रभावी समाशोधन की ओर जाता है। इससे बार-बार श्वसन संक्रमण हो सकता है।

Bardet-Biedl सिंड्रोम में, सिलिया विकृति रेटिना अध: पतन, पॉलीडेक्टाइली, मस्तिष्क विकारों और मोटापे जैसी समस्याओं की ओर जाता है।

गैर-वंशानुगत बीमारियों से सिलिया को नुकसान हो सकता है, जैसे कि सिगरेट के अवशेषों से। इससे ब्रोंकाइटिस और अन्य समस्याएं हो सकती हैं।

रोगजनकों को सिलिया द्वारा जीवाणुओं के सामान्य सहजीवन को बढ़ावा देने की भी आज्ञा दी जा सकती है, जैसे कि बोर्डेटेला प्रजाति, जिसके कारण सिलिया की धड़कन कम हो जाती है और इसलिए रोगज़नक़ एक सब्सट्रेट से जुड़ने और मानव वायुमार्ग के संक्रमण को जन्म देता है।

फ्लैगेल्ला से संबंधित रोग

बैक्टीरियल संक्रमणों की एक संख्या फ्लैजेला फंक्शन से संबंधित है। रोगजनक बैक्टीरिया के उदाहरणों में साल्मोनेला एंटरिका, एस्चेरिचिया कोलाई, स्यूडोमोनास एरुगिनोसा और कैम्पिलोबैक्टर जेजुनी शामिल हैं। कई इंटरैक्शन होते हैं जो मेजबान ऊतकों पर आक्रमण करने के लिए बैक्टीरिया का नेतृत्व करते हैं। फ्लैगेल्ला बाध्यकारी जांच के रूप में कार्य करता है, मेजबान सब्सट्रेट पर खरीद की मांग करता है। कुछ फाइटोबैक्टीरिया अपने फ्लैगेला का उपयोग पौधों के ऊतकों का पालन करने के लिए करते हैं। इससे फल और सब्जियां जैसे बैक्टीरिया और बैक्टीरिया फैलते हैं जो मनुष्यों और जानवरों को संक्रमित करते हैं। एक उदाहरण लिस्टेरिया मोनोसाइटोजेन्स है, और निश्चित रूप से ई। कोलाई और साल्मोनेला खाद्यजनित बीमारी के कुख्यात एजेंट हैं।

हेलिकोबैक्टर पाइलोरी अपने फ्लैगेलम का उपयोग बलगम के माध्यम से तैरने के लिए करता है और पेट के अस्तर पर हमला करता है, जिससे सुरक्षात्मक पेट एसिड विकसित होता है। श्लेष्म अस्तर फ्लैजेला द्वारा इस तरह के आक्रमण को फंसाने के लिए प्रतिरक्षा प्रतिरक्षा के रूप में काम करता है, लेकिन कुछ बैक्टीरिया मान्यता से बचने और पकड़ने के कई तरीके ढूंढते हैं। फ्लैगेल्ला के फिलामेंट्स को नीचा दिखा सकते हैं ताकि मेजबान उन्हें पहचान न सकें, या उनकी अभिव्यक्ति और गतिशीलता को बंद किया जा सके।

कार्टाजेनर का सिंड्रोम फ्लैग्ला को भी प्रभावित करता है। यह सिंड्रोम माइक्रोट्यूबुल्स के बीच डायनेन हथियारों को बाधित करता है। परिणाम शुक्राणु कोशिकाओं की वजह से बांझपन है जो फ्लैगेला से तैरने और अंडे को निषेचित करने के लिए आवश्यक प्रणोदन की कमी है।

जैसा कि वैज्ञानिक सिलिया और फ्लैगेल्ला के बारे में अधिक जानते हैं, और आगे जीवों में अपनी भूमिका को स्पष्ट करते हैं, बीमारियों के इलाज के लिए नए दृष्टिकोण और दवाएं बनाने का पालन करना चाहिए।