कोशिकाद्रव्यी प्रवाह

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क्लोरोप्लास्ट को राइज़ोमनियम पंक्टेटम में एक कोशिका के केंद्रीय रिक्तिका के चारों ओर घूमते देखा जा सकता है

File:Cytoplasmic streaming.webmकोशिका द्रव्य िक स्ट्रीमिंग, जिसे प्रोटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग और साइक्लोसिस भी कहा जाता है, कोशिका के अंदर साइटोप्लाज्म का प्रवाह है, जो cytoskeleton से बलों द्वारा संचालित होता है।[1] यह संभावना है कि इसका कार्य, कम से कम आंशिक रूप से, कोशिका के चारों ओर अणुओं और ऑर्गेनेल के परिवहन को तेज करना है। यह आमतौर पर बड़े पौधों और जानवरों की कोशिकाओं में देखा जाता है, लगभग 0.1 मिमी से अधिक[vague]. छोटी कोशिकाओं में, अणुओं का प्रसार अधिक तेजी से होता है, लेकिन कोशिका का आकार बढ़ने के साथ-साथ प्रसार धीमा हो जाता है, इसलिए बड़ी कोशिकाओं को कुशल कार्य के लिए साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग की आवश्यकता हो सकती है।[1]

हरे शैवाल जीनस चरा (शैवाल) में कुछ बहुत बड़ी कोशिकाएँ होती हैं, जिनकी लंबाई 10 सेमी तक होती है,[2] और इन बड़ी कोशिकाओं में साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग का अध्ययन किया गया है।[3] साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग इंट्रासेल्युलर पीएच और तापमान पर दृढ़ता से निर्भर है। यह देखा गया है कि साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग पर तापमान के प्रभाव ने कम तापमान की तुलना में विभिन्न उच्च तापमान पर रैखिक भिन्नता और निर्भरता पैदा की है।[4] यह प्रक्रिया जटिल है, सिस्टम में तापमान परिवर्तन से इसकी दक्षता बढ़ जाती है, साथ ही झिल्ली में आयनों के परिवहन जैसे अन्य कारक भी प्रभावित होते हैं। यह सक्रिय परिवहन पर निर्भर कोशिकाओं के समस्थिति के कारण होता है जो कुछ महत्वपूर्ण तापमानों पर प्रभावित हो सकता है।

पौधों की कोशिकाओं में, क्लोरोप्लास्ट को धारा के साथ चारों ओर स्थानांतरित किया जा सकता है, संभवतः प्रकाश संश्लेषण के लिए इष्टतम प्रकाश अवशोषण की स्थिति में। गति की दर आमतौर पर प्रकाश जोखिम, तापमान और पीएच स्तर से प्रभावित होती है।

इष्टतम पीएच जिस पर साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग उच्चतम होती है, तटस्थ पीएच पर हासिल की जाती है और निम्न और उच्च पीएच दोनों पर घट जाती है।

साइटोप्लाज्म का प्रवाह किसके द्वारा रोका जा सकता है:

केंद्रीय रिक्तिका के चारों ओर साइटोप्लाज्मिक प्रवाह के लिए तंत्र

पौधों की कोशिकाओं में जो स्पष्ट रूप से दिखाई देता है, वह साइटोप्लाज्मिक प्रवाह के साथ आगे बढ़ने वाले क्लोरोप्लास्ट की गति है। यह गति पादप कोशिका के गतिमान मोटर अणुओं द्वारा द्रव के अंतर्ग्रहण के परिणामस्वरूप होती है।[5] मायोसिन फिलामेंट्स कोशिका अंगकों को एक्टिन फिलामेंट्स से जोड़ते हैं। ये एक्टिन फिलामेंट्स आम तौर पर पौधों की कोशिकाओं के क्लोरोप्लास्ट और/या झिल्लियों से जुड़े होते हैं।[5]जैसे ही मायोसिन अणु एक्टिन फिलामेंट्स के साथ चलते हैं और ऑर्गेनेल को अपने साथ खींचते हैं, साइटोप्लाज्मिक द्रव फंस जाता है और साथ में धकेला/खींचा जाता है।[5]साइटोप्लाज्मिक प्रवाह दर 1 से 100 माइक्रोन/सेकंड के बीच हो सकती है।[5][6]


चारा कोरलिना में साइटोप्लाज्मिक प्रवाह

चरा_(शैवाल)#प्रजाति एक बड़े केंद्रीय रिक्तिका के चारों ओर चक्रीय साइटोप्लाज्मिक प्रवाह प्रदर्शित करती है।[5]बड़ी केंद्रीय रिक्तिका पादप कोशिका में सबसे बड़े अंगों में से एक है और आमतौर पर इसका उपयोग भंडारण के लिए किया जाता है।[7] चारा कोरलिना में, कोशिकाएं 10 सेमी लंबी और 1 मिमी व्यास तक बढ़ सकती हैं।[5]रिक्तिका का व्यास कोशिका के व्यास का लगभग 80% भाग घेर सकता है।[8] इस प्रकार 1 मिमी व्यास वाली कोशिका के लिए, रिक्तिका का व्यास 0.8 मिमी हो सकता है, जिससे कोशिका द्रव्य के प्रवाह के लिए रिक्तिका के चारों ओर केवल 0.1 मिमी की पथ चौड़ाई रह जाती है। साइटोप्लाज्म 100 माइक्रोन/सेकंड की दर से बहता है, जो सभी ज्ञात साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग घटनाओं में सबसे तेज़ है।[5]


विशेषताएँ

चारा कोरलिना की कोशिका में साइटोप्लाज्म का प्रवाह क्लोरोप्लास्ट के नाई ध्रुव आंदोलन द्वारा विफल हो जाता है।[5]माइक्रोस्कोप की सहायता से क्लोरोप्लास्ट प्रवाह के दो खंड देखे जाते हैं। ये अनुभाग कोशिका के अनुदैर्ध्य अक्ष के साथ कुंडलित रूप से व्यवस्थित होते हैं।[5]एक खंड में, क्लोरोप्लास्ट हेलिक्स के एक बैंड के साथ ऊपर की ओर बढ़ते हैं, जबकि दूसरे में, क्लोरोप्लास्ट नीचे की ओर बढ़ते हैं।[5]इन वर्गों के बीच के क्षेत्र को उदासीन क्षेत्र के रूप में जाना जाता है। क्लोरोप्लास्ट को कभी भी इन क्षेत्रों को पार करते हुए नहीं देखा जाता है,[5]और परिणामस्वरूप यह सोचा गया कि साइटोप्लाज्मिक और वैक्यूलर द्रव प्रवाह समान रूप से प्रतिबंधित हैं, लेकिन यह सच नहीं है। सबसे पहले, कामिया और कुरोदा ने प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया कि कोशिका के भीतर साइटोप्लाज्मिक प्रवाह दर रेडियल रूप से भिन्न होती है, एक ऐसी घटना जिसे क्लोरोप्लास्ट आंदोलन द्वारा स्पष्ट रूप से चित्रित नहीं किया गया है।[9] दूसरा, रेमंड गोल्डस्टीन और अन्य ने साइटोप्लाज्मिक प्रवाह के लिए एक गणितीय तरल मॉडल विकसित किया जो न केवल कामिया और कुरोदा द्वारा नोट किए गए व्यवहार की भविष्यवाणी करता है,[5]लेकिन उदासीन क्षेत्रों के माध्यम से साइटोप्लाज्मिक प्रवाह के प्रक्षेप पथ की भविष्यवाणी करता है। गोल्डस्टीन मॉडल वैक्यूलर झिल्ली को नजरअंदाज करता है, और बस यह मानता है कि कतरनी बल सीधे साइटोप्लाज्म से वैक्यूलर द्रव में स्थानांतरित हो जाते हैं। गोल्डस्टीन मॉडल भविष्यवाणी करता है कि दूसरे से उदासीन क्षेत्रों में से एक की ओर शुद्ध प्रवाह है।[5]यह वास्तव में क्लोरोप्लास्ट के प्रवाह द्वारा सुझाया गया है। एक उदासीन क्षेत्र में, नीचे के कोण पर गतिमान क्लोरोप्लास्ट वाला अनुभाग ऊपर के कोण पर गतिमान क्लोरोप्लास्ट के ऊपर होगा। इस खंड को माइनस डिफरेंट ज़ोन (IZ-) के रूप में जाना जाता है। यहां, यदि प्रत्येक दिशा को थीटा (क्षैतिज) और z (ऊर्ध्वाधर) दिशाओं में घटकों में विभाजित किया गया है, तो इन घटकों का योग z दिशा में एक दूसरे का विरोध करता है, और इसी तरह थीटा दिशा में विचलन करता है।[5]दूसरे उदासीन क्षेत्र के शीर्ष पर ऊपर की ओर कोणीय क्लोरोप्लास्ट की गति होती है और इसे सकारात्मक उदासीन क्षेत्र (IZ+) के रूप में जाना जाता है। इस प्रकार, जबकि z दिशात्मक घटक फिर से एक दूसरे का विरोध करते हैं, थीटा घटक अब एकत्रित होते हैं।[5]बलों का शुद्ध प्रभाव साइटोप्लाज्मिक/वैक्यूलर प्रवाह शून्य से उदासीन क्षेत्र से सकारात्मक उदासीन क्षेत्र की ओर बढ़ता है।[5]जैसा कि कहा गया है, ये दिशात्मक घटक क्लोरोप्लास्ट आंदोलन द्वारा सुझाए गए हैं, लेकिन स्पष्ट नहीं हैं। इसके अलावा, एक उदासीन क्षेत्र से दूसरे में इस साइटोप्लाज्मिक/वैक्यूलर प्रवाह का प्रभाव दर्शाता है कि साइटोप्लाज्मिक कण उदासीन क्षेत्रों को पार करते हैं, भले ही सतह पर क्लोरोप्लास्ट ऐसा न करें। कण, जैसे ही कोशिका में ऊपर उठते हैं, शून्य से उदासीन क्षेत्र के पास अर्धवृत्ताकार तरीके से घूमते हैं, एक उदासीन क्षेत्र को पार करते हैं, और एक सकारात्मक उदासीन क्षेत्र के पास समाप्त होते हैं।[5]चरसियन कोशिकाओं पर आगे के प्रयोग वैक्यूलर द्रव प्रवाह के लिए गोल्डस्टीन मॉडल का समर्थन करते हैं।[8]हालाँकि, वैक्यूलर झिल्ली (जिसे गोल्डस्टीन मॉडल में नजरअंदाज कर दिया गया था) के कारण, साइटोप्लाज्मिक प्रवाह एक अलग प्रवाह पैटर्न का अनुसरण करता है। इसके अलावा, हाल के प्रयोगों से पता चला है कि कामिया और कुरोदा द्वारा एकत्र किए गए डेटा, जो साइटोप्लाज्म में एक सपाट वेग प्रोफ़ाइल का सुझाव देते हैं, पूरी तरह से सटीक नहीं हैं।[8]किकुची ने निटेला फ्लेक्सिलिस कोशिकाओं के साथ काम किया, और द्रव प्रवाह वेग और कोशिका झिल्ली से दूरी के बीच एक घातीय संबंध पाया।[8]यद्यपि यह कार्य चारैसियन कोशिकाओं पर नहीं है, निटेला फ्लेक्सिलिस और चारा कोरलिना के बीच प्रवाह दृष्टिगत और संरचनात्मक रूप से समान है।[8]


चारा कोरलिना और एराबिडोप्सिस थालियाना में साइटोप्लाज्मिक प्रवाह के लाभ

उन्नत पोषक तत्व परिवहन और बेहतर विकास

गोल्डस्टीन मॉडल साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग से उत्पन्न होने वाले जटिल प्रवाह प्रक्षेपवक्र के कारण रिक्तिका गुहा में बढ़े हुए परिवहन (कड़ाई से अनुदैर्ध्य साइटोप्लाज्मिक प्रवाह द्वारा विशेषता परिवहन) की भविष्यवाणी करता है।[5] हालाँकि, एक पोषक तत्व सांद्रता प्रवणता अनुदैर्ध्य रूप से समान सांद्रता और प्रवाह के परिणामस्वरूप होगी, पूर्वानुमानित जटिल प्रवाह प्रक्षेपवक्र रिक्तिका झिल्ली में एक बड़ी सांद्रता प्रवणता उत्पन्न करते हैं।[5]फ़िक के विसरण के नियमों से यह ज्ञात होता है कि बड़े सांद्रण प्रवणता से बड़े विसरणीय प्रवाह होते हैं।[10] इस प्रकार, चारा कोरलिना में साइटोप्लाज्मिक प्रवाह के अनूठे प्रवाह प्रक्षेप पथ भंडारण रिक्तिका में प्रसार द्वारा पोषक तत्वों के परिवहन को बढ़ाते हैं। यह सख्ती से अनुदैर्ध्य साइटोप्लाज्मिक प्रवाह की तुलना में रिक्तिका के अंदर पोषक तत्वों की उच्च सांद्रता की अनुमति देता है। गोल्डस्टीन ने यह भी प्रदर्शित किया कि इन प्रक्षेप पथों के साथ साइटोप्लाज्मिक प्रवाह जितना तेज़ होता है, उतनी ही बड़ी सांद्रता प्रवणता उत्पन्न होती है, और भंडारण रिक्तिका में बड़े प्रसारशील पोषक तत्व का परिवहन होता है। रिक्तिका में पोषक तत्वों के परिवहन में वृद्धि से विकास दर और समग्र विकास आकार में उल्लेखनीय अंतर आ जाता है।[6]अरबीडोफिसिस थालीआना में प्रयोग किए गए हैं। इस पौधे के जंगली प्रकार के संस्करण, केवल धीमी प्रवाह दर पर, चरा कोरलिना के समान तरल पदार्थ के प्रवेश के कारण साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग प्रदर्शित करते हैं।[6]एक प्रयोग में पौधे से जंगली प्रकार के मायोसिन मोटर अणु को हटा दिया जाता है और इसे एक तेज़ मायोसिन अणु से बदल दिया जाता है जो एक्टिन फिलामेंट्स के साथ 16 माइक्रोन/सेकंड की गति से चलता है। पौधों के दूसरे समूह में, मायोसिन अणु को धीमी होमो सेपियन्स वीबी मायोसिन मोटर अणु से बदल दिया जाता है। मानव मायोसिन वीबी केवल .19 माइक्रोन/सेकंड की दर से चलता है। परिणामी साइटोप्लाज्मिक प्रवाह दरें जंगली प्रकार के लिए 4.3 माइक्रोन/सेकंड और तेजी से बढ़ने वाले मायोसिन प्रोटीन के साथ प्रत्यारोपित पौधों के लिए 7.5 माइक्रोन/सेकंड हैं। मानव मायोसिन वीबी के साथ प्रत्यारोपित पौधे निरंतर साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग प्रदर्शित नहीं करते हैं। फिर पौधों को समान परिस्थितियों में बढ़ने दिया जाता है। तेज़ साइटोप्लाज्मिक दर से बड़े और अधिक प्रचुर पत्तों वाले बड़े पौधे पैदा हुए।[6]इससे पता चलता है कि गोल्डस्टीन मॉडल द्वारा प्रदर्शित पोषक तत्वों का बढ़ा हुआ भंडारण पौधों को बड़ा और तेजी से बढ़ने की अनुमति देता है।[5][6]


चारा कोरलिना में प्रकाश संश्लेषक गतिविधि में वृद्धि

प्रकाश संश्लेषण प्रकाश ऊर्जा को एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) के रूप में रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है।[11] यह पौधों की कोशिकाओं के क्लोरोप्लास्ट में होता है। इसे पूरा करने के लिए प्रकाश फोटॉन कोलोरप्लास्ट के विभिन्न इंटरमेम्ब्रेन प्रोटीन के साथ बातचीत करते हैं। हालाँकि, ये प्रोटीन फोटॉन से संतृप्त हो सकते हैं, जिससे संतृप्ति कम होने तक वे कार्य करने में असमर्थ हो जाते हैं। इसे कौत्स्की प्रभाव के रूप में जाना जाता है और यह एटीपी उत्पादन तंत्र पर अक्षमता का कारण है। हालाँकि, चारा कोरलिना में साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग, क्लोरोप्लास्ट को पौधे के तने के चारों ओर घूमने में सक्षम बनाती है। इस प्रकार, क्लोरोप्लास्ट रोशनी वाले क्षेत्रों और छायांकित क्षेत्रों में चले जाते हैं।[11]साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग के कारण फोटॉनों का यह रुक-रुक कर संपर्क वास्तव में क्लोरोप्लास्ट की प्रकाश संश्लेषक दक्षता को बढ़ाता है।[11]प्रकाश संश्लेषक गतिविधि का मूल्यांकन आम तौर पर क्लोरोफिल प्रतिदीप्ति विश्लेषण का उपयोग करके किया जाता है।

चारा कोरलिना में ग्रेविसेंसिंग

ग्रेविसेंसिंग गुरुत्वाकर्षण बल को महसूस करने और उस पर प्रतिक्रिया करने की क्षमता है। कई पौधे सीधे विकास के लिए ग्रेविसेंसिंग का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, जड़ अभिविन्यास के आधार पर, अमाइलोप्लास्ट पौधे की कोशिका के भीतर अलग-अलग तरीके से बसेंगे। ये अलग-अलग निपटान पैटर्न पौधे के भीतर प्रोटीन ऑक्सिन को अलग-अलग तरीके से वितरित करने का कारण बनते हैं। वितरण पैटर्न में यह अंतर जड़ों को नीचे या बाहर की ओर बढ़ने का निर्देश देता है। अधिकांश पौधों में, ग्रेविसेंसिंग के लिए समन्वित बहु-कोशिकीय प्रयास की आवश्यकता होती है, लेकिन चारा कोरलिना में, एक कोशिका गुरुत्वाकर्षण का पता लगाती है और उस पर प्रतिक्रिया करती है।[12] साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग से उत्पन्न बार्बर पोल क्लोरोप्लास्ट गति में एक प्रवाह ऊपर की ओर और दूसरा नीचे की ओर होता है।[5]क्लोरोप्लास्ट की नीचे की ओर गति ऊपर की ओर प्रवाह की तुलना में थोड़ी तेज होती है, जिससे 1.1 की गति का अनुपात उत्पन्न होता है।[5][12]इस अनुपात को ध्रुवीय अनुपात के रूप में जाना जाता है और यह गुरुत्वाकर्षण बल पर निर्भर करता है।[12]गति में यह वृद्धि गुरुत्वाकर्षण बल का प्रत्यक्ष परिणाम नहीं है, बल्कि अप्रत्यक्ष परिणाम है। गुरुत्वाकर्षण पौधे के प्रोटोप्लास्ट को कोशिका भित्ति के भीतर बसने का कारण बनता है। इस प्रकार, कोशिका झिल्ली शीर्ष पर तनाव में और नीचे संपीड़न में डाल दी जाती है। झिल्ली पर परिणामी दबाव ग्रेविसेंसिंग की अनुमति देता है जिसके परिणामस्वरूप चारा कोरलिना में साइटोप्लाज्मिक प्रवाह की अलग-अलग गति देखी जाती है। ग्रेविसेंसिंग का यह गुरुत्वाकर्षण सिद्धांत सीधे तौर पर एमाइलोप्लास्ट के निपटान द्वारा प्रदर्शित स्टेटोसाइट सिद्धांत का विरोध करता है।[12]


चारा कोरलिना में साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग का प्राकृतिक उद्भव

साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग मायोसिन मोटर प्रोटीन के माध्यम से एक्टिन फिलामेंट्स से जुड़े ऑर्गेनेल की गति के कारण होती है।[5]हालाँकि, चारा कोरलिना में, एक्टिन फिलामेंट्स का संगठन अत्यधिक व्यवस्थित है। एक्टिन एक ध्रुवीय अणु है, जिसका अर्थ है कि मायोसिन एक्टिन फिलामेंट के साथ केवल एक दिशा में चलता है।[3]इस प्रकार, चारा कोरलिना में, जहां क्लोरोप्लास्ट और मायोसिन अणु की गति एक नाई पोल पैटर्न का पालन करती है, एक्टिन फिलामेंट्स को प्रत्येक अनुभाग के भीतर समान रूप से उन्मुख होना चाहिए।[3]दूसरे शब्दों में, जिस खंड में क्लोरोप्लास्ट ऊपर की ओर बढ़ते हैं, वहां सभी एक्टिन फिलामेंट्स एक ही ऊपर की दिशा में उन्मुख होंगे, और जिस खंड में क्लोरोप्लास्ट नीचे की ओर बढ़ते हैं, वहां सभी एक्टिन फिलामेंट्स नीचे की दिशा में उन्मुख होंगे। यह संगठन स्वाभाविक रूप से बुनियादी सिद्धांतों से उभरता है। एक्टिन फिलामेंट के बारे में बुनियादी, यथार्थवादी धारणाओं के साथ, वुडहाउस ने प्रदर्शित किया कि एक बेलनाकार कोशिका में एक्टिन फिलामेंट अभिविन्यास के दो सेटों के गठन की संभावना है। उनकी धारणाओं में एक्टिन फिलामेंट को एक बार सेट करने के बाद अपनी जगह पर बनाए रखने के लिए एक बल, फिलामेंट्स के बीच एक आकर्षक बल, जिससे उन्हें पहले से ही एक फिलामेंट के रूप में संरेखित होने की अधिक संभावना होती है, और एक प्रतिकारक बल, जो बेलनाकार कोशिका की लंबाई के लंबवत संरेखण को रोकता है।[3]पहली दो धारणाएं एक्टिन फिलामेंट के भीतर आणविक बलों से उत्पन्न होती हैं, जबकि आखिरी धारणा एक्टिन अणु की वक्रता के प्रति नापसंदगी के कारण बनाई गई थी।[3]अनुमानित बलों के लिए अलग-अलग मापदंडों के साथ इन मान्यताओं के साथ चलने वाले कंप्यूटर सिमुलेशन लगभग हमेशा उच्च क्रम वाले एक्टिन संगठनों की ओर ले जाते हैं।[3]हालाँकि, कोई भी क्रम प्रकृति में पाए जाने वाले नाई के पोल पैटर्न जितना व्यवस्थित और सुसंगत नहीं था, जो बताता है कि यह तंत्र भूमिका निभाता है, लेकिन चारा कोरलिना में एक्टिन फिलामेंट्स के संगठन के लिए पूरी तरह से जिम्मेदार नहीं है।

दबाव प्रवणता द्वारा निर्मित साइटोप्लाज्मिक प्रवाह

कुछ प्रजातियों में साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग कोशिका की लंबाई के साथ दबाव प्रवणता के कारण होती है।

फिजेरम पॉलीसेफालम में

फिजेरम पॉलीसेफालम एक एकल-कोशिका वाला प्रोटिस्ट है, जो जीवों के एक समूह से संबंधित है जिसे अनौपचारिक रूप से 'चिपचिपी मिट्टी ्स' कहा जाता है। इस अमीबॉइड में मायोसिन और एक्टिन अणुओं की जैविक जांच ने मानव मांसपेशी मायोसिन और एक्टिन अणुओं के साथ आश्चर्यजनक शारीरिक और यंत्रवत समानताएं प्रदर्शित की हैं। इन अणुओं के संकुचन और विश्राम से कोशिका की लंबाई के साथ दबाव प्रवणता होती है। ये संकुचन साइटोप्लाज्मिक द्रव को एक दिशा में धकेलते हैं और विकास में योगदान करते हैं।[13] यह प्रदर्शित किया गया है कि जबकि अणु मनुष्यों के समान होते हैं, मायोसिन को एक्टिन से बांधने की जगह को अवरुद्ध करने वाले अणु अलग होते हैं। जबकि, मनुष्यों में, ट्रोपोमायोसिन साइट को कवर करता है, केवल तभी संकुचन की अनुमति देता है जब कैल्शियम आयन मौजूद होते हैं, इस अमीबॉइड में, शांतोडुलिन के रूप में जाना जाने वाला एक अलग अणु साइट को अवरुद्ध करता है, जिससे उच्च कैल्शियम आयन स्तरों की उपस्थिति में आराम मिलता है।[13]


न्यूरोस्पोरा क्रैसा में

न्यूरोस्पोरा क्रैसा एक बहुकोशिकीय कवक है जिसमें कई ऑफ शूटिंग हाइपहे होते हैं। कोशिकाएँ 10 सेमी तक लंबी हो सकती हैं, और एक छोटे पट द्वारा अलग की जाती हैं।[14] सेप्टम में छोटे छेद साइटोप्लाज्म और साइटोप्लाज्मिक सामग्री को कोशिका से कोशिका तक प्रवाहित करने की अनुमति देते हैं। इस साइटोप्लाज्मिक प्रवाह को संचालित करने के लिए आसमाटिक दबाव प्रवणता कोशिका की लंबाई के माध्यम से होती है। प्रवाह वृद्धि और सेलुलर उप-कम्पार्टमेंट के निर्माण में योगदान देता है।[14][15]


विकास में योगदान

आसमाटिक दबाव प्रवणताओं के माध्यम से निर्मित साइटोप्लाज्मिक प्रवाह कवक हाइपहे के साथ अनुदैर्ध्य रूप से प्रवाहित होता है और विकास के कारण अंत में दुर्घटनाग्रस्त हो जाता है। यह प्रदर्शित किया गया है कि हाइपल टिप पर अधिक दबाव तेज विकास दर से मेल खाता है। लंबे हाइपहे में उनकी लंबाई के साथ अधिक दबाव अंतर होता है जो तेज साइटोप्लाज्मिक प्रवाह दर और हाइपल टिप पर बड़े दबाव की अनुमति देता है।[14]यही कारण है कि लंबे हाइपहे छोटे हाइपहे की तुलना में तेजी से बढ़ते हैं। टिप वृद्धि बढ़ जाती है क्योंकि 24 घंटे की अवधि में साइटोप्लाज्मिक प्रवाह दर बढ़ जाती है जब तक कि 1 माइक्रोन/सेकंड की अधिकतम वृद्धि दर नहीं देखी जाती है।[14]मुख्य हाइपहे से शाखाएं छोटी होती हैं और उनमें साइटोप्लाज्मिक प्रवाह दर धीमी होती है और तदनुसार धीमी वृद्धि दर होती है।[14]

File:Microtubules Alters Idealized Pipeflow Preventing Eddy Formation on Downstream Side of Neurospora Crassa hypahe.jpg
टॉप: न्यूरोस्पोरा क्रैसा के हाइपहे में आदर्शीकृत साइटोप्लाज्मिक प्रवाह। नीचे: न्यूरोस्पोरा क्रैसा के हाइपहे में वास्तविक साइटोप्लाज्मिक प्रवाह। सूक्ष्मनलिकाएं (लाल) सेप्टल छेद से बाहर निकलते समय प्रवाह के लिए खुद को लंबवत उन्मुख करती हैं, आदर्श मामले की तुलना में प्रवाह को तेजी से धीमा कर देती हैं और सेप्टम के निचले हिस्से पर भंवरों के गठन को रोकती हैं। नाभिक और अन्य प्रोटीन ऊपर की ओर एकत्र होते हैं जो सेप्टम की अखंडता को बनाए रखते हैं।

सेलुलर उपकम्पार्टमेंट का गठन

न्यूरोस्पोरा क्रैसा में साइटोप्लाज्मिक प्रवाह सूक्ष्मनलिकाएं ले जाता है। सूक्ष्मनलिकाएं की उपस्थिति प्रवाह के दिलचस्प पहलुओं का निर्माण करती है। केंद्र में एक छेद के साथ एक सेप्टम के साथ नियमित बिंदुओं पर अलग किए गए पाइप के रूप में कवक कोशिकाओं को मॉडलिंग करने से बहुत सममित प्रवाह उत्पन्न होना चाहिए। बुनियादी द्रव यांत्रिकी का सुझाव है कि प्रत्येक सेप्टम के पहले और बाद में भंवर बनने चाहिए।[16] हालाँकि, न्यूरोस्पोरा क्रैसा में भंवर केवल सेप्टम से पहले बनते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि जब सूक्ष्मनलिकाएं सेप्टल छेद में प्रवेश करती हैं, तो वे प्रवाह के समानांतर व्यवस्थित होती हैं और प्रवाह विशेषताओं में बहुत कम योगदान देती हैं, हालांकि, सेप्टल छेद से बाहर निकलने पर, वे स्वयं को प्रवाह के लिए लंबवत उन्मुख करते हैं, त्वरण को धीमा करते हैं, और एड़ी के गठन को रोकते हैं।[14]सेप्टम से ठीक पहले बनने वाले भंवर उप-कम्पार्टमेंट के निर्माण की अनुमति देते हैं जहां नाभिक विशेष प्रोटीन समुच्चय के साथ देखे जाते हैं।[14]ये प्रोटीन, जिनमें से एक को एसपीए-19 कहा जाता है, सेप्टम रखरखाव में योगदान करते हैं। इसके बिना, सेप्टम ख़राब हो जाएगा और कोशिका बड़ी मात्रा में साइटोप्लाज्म को पड़ोसी कोशिका में लीक कर देगी जिससे कोशिका मृत्यु हो जाएगी।[14]


माउस oocytes में

कई पशु कोशिकाओं में, सेंट्रीओल्स और स्पिंडल माइटोटिक, अर्धसूत्रीविभाजन और अन्य प्रक्रियाओं के लिए नाभिक को कोशिका के भीतर केंद्रित रखते हैं। ऐसे केन्द्रीकरण तंत्र के बिना, बीमारी और मृत्यु हो सकती है। जबकि माउस अंडाणु में सेंट्रीओल्स होते हैं, वे नाभिक की स्थिति में कोई भूमिका नहीं निभाते हैं, फिर भी, अंडाणु का केंद्रक एक केंद्रीय स्थिति बनाए रखता है। यह साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग का परिणाम है।[17] माइक्रोफिलामेंट्स, सूक्ष्मनलिकाएं और मायोसिन 2 से स्वतंत्र, पूरे सेल में एक जाल नेटवर्क बनाते हैं। गैर-केन्द्रित कोशिका स्थानों में स्थित नाभिकों को कोशिका केंद्र तक 25 माइक्रोन से अधिक दूरी स्थानांतरित करने के लिए प्रदर्शित किया गया है। नेटवर्क मौजूद होने पर वे 6 माइक्रोन से अधिक दूरी तय किए बिना ऐसा करेंगे।[17]माइक्रोफिलामेंट्स के इस नेटवर्क में मायोसिन वीबी अणु द्वारा ऑर्गेनेल बंधे हुए हैं।[17]साइटोप्लाज्मिक द्रव इन अंगों की गति से अवरुद्ध होता है, हालांकि, साइटोप्लाज्म की गति के साथ दिशात्मकता का कोई पैटर्न जुड़ा नहीं होता है। वास्तव में, गति को एक प्रकार कि गति विशेषताओं को पूरा करने के लिए प्रदर्शित किया गया है। इस कारण से, इस बात पर कुछ बहस चल रही है कि क्या इसे साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग कहा जाना चाहिए। बहरहाल, अंगकों की दिशात्मक गति इस स्थिति से उत्पन्न होती है। चूँकि कोशिकाद्रव्य कोशिका में भरा होता है, इसलिए यह ज्यामितीय रूप से एक गोले के आकार में व्यवस्थित होता है। जैसे-जैसे गोले की त्रिज्या बढ़ती है, सतह का क्षेत्रफल भी बढ़ता है। इसके अलावा, किसी भी दिशा में गति सतह क्षेत्र के समानुपाती होती है। इसलिए कोशिका को संकेंद्रित गोले की एक श्रृंखला के रूप में सोचने पर, यह स्पष्ट है कि बड़ी त्रिज्या वाले गोले छोटी त्रिज्या वाले गोले की तुलना में अधिक मात्रा में गति उत्पन्न करते हैं। इस प्रकार, केंद्र की ओर गति केंद्र से दूर की गति से अधिक होती है, और नाभिक को केंद्रीय सेलुलर स्थान की ओर धकेलने वाली शुद्ध गति मौजूद होती है। दूसरे शब्दों में, साइटोप्लाज्मिक कणों की यादृच्छिक गति कोशिका के केंद्र की ओर एक शुद्ध बल बनाती है।[17]इसके अतिरिक्त, साइटोप्लाज्म के साथ बढ़ी हुई गति साइटोप्लाज्मिक चिपचिपाहट को कम कर देती है, जिससे केंद्रक कोशिका के भीतर अधिक आसानी से घूम पाता है। साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग के ये दो कारक अंडाणु कोशिका में केन्द्रक को केन्द्रित करते हैं।[17]


यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 Goldstein RE, van de Meent JW (August 2015). "साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग पर एक भौतिक परिप्रेक्ष्य". Interface Focus. 5 (4): 20150030. doi:10.1098/rsfs.2015.0030. PMC 4590424. PMID 26464789.
  2. ↑ Beilby MJ, Casanova MT (2013-11-19). चरसियन कोशिकाओं की फिजियोलॉजी. Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-642-40288-3.
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स्रोत

बाहरी संबंध

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