प्रोटोप्लाज्म: प्रोटोप्लाज्म की भौतिक और रासायनिक प्रकृति
प्रोटोप्लाज्म: प्रोटोप्लाज्म की भौतिक और रासायनिक प्रकृति!
सभी कोशिकाएँ प्रोटोप्लाज्म से बनी होती हैं। प्रोटोप्लाज्म को हक्सले द्वारा जीवन के भौतिक आधार के रूप में परिभाषित किया गया था क्योंकि यह जीवित प्राणियों की सभी गतिविधियों को करता है। 1835 में, डुजार्डिन ने कुछ प्रोटोजोआ में कोशिका की सामग्रियों का अध्ययन किया और उन्होंने कोशिकाओं के मैट्रिक्स को एक सजातीय द्रव्यमान के रूप में वर्णित किया और इसे सारकोड कहा।
चित्र सौजन्य: आंकड़े। भीतर रहित.com/51228249e4b0c14bf46514a6/full/l-patterns-286163172203-29.jpeg
सेल के इस मैट्रिक्स को 1840 में JE Purkinje द्वारा प्रोटोप्लाज्म का नाम दिया गया था। एच। वॉन मोहल ने 1846 में प्रोटोप्लाज्म को एक स्पष्ट, सजातीय दिखने (प्रकाश माइक्रोस्कोप में), जिलेटिनस पदार्थ के रूप में बताया।
उन्होंने कोशिका विभाजन में प्रोटोप्लाज्म के महत्व पर भी जोर दिया। 1861 में, शुल्त्स ने पौधों और जानवरों के प्रोटोप्लाज्म के बीच समानता स्थापित की, इस प्रकार प्रोटोप्लाज्म सिद्धांत तैयार किया गया, जिसके अनुसार सेल में कोशिका झिल्ली को सीमित करने के साथ एक अनिवार्य रूप से जीवित जमीन पदार्थ होते हैं। सभी प्रमुख पार्टिकुलेट घटकों या ऑर्गेनेल को हटाने के बाद इस जमीनी पदार्थ को हाइलोप्लाज्म कहा जाता है।
1939-40 में इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की खोज के बाद, प्रोटोप्लाज्म की अवधारणा को एक सजातीय स्पष्ट, कोलाइडल निलंबन से कई झिल्लीदार तत्वों वाले बहुस्तरीय जटिल प्रणाली में बदल दिया गया है।
भौतिक प्रकृति:
प्रोटोप्लाज्म, एक साधारण माइक्रोस्कोप के तहत, एक स्पष्ट सजातीय तरल पदार्थ कहलाता है, जिसे हाइलोप्लाज्म कहा जाता है, जिसमें ग्लोब्यूल्स, ग्रैन्यूल और विभिन्न विशेष भेदभाव वितरित किए जाते हैं। हाइलोप्लाज्म को कीनोप्लाज्म, साइटोप्लाज्म आदि के रूप में भी जाना जाता है।
प्रोटोप्लाज्म के भौतिक गुणों में रासायनिक प्रकृति, शारीरिक गतिविधियों और संगठन के कारण इसके कार्य शामिल हैं। यह निम्नलिखित गुण दिखाता है-
[I] एक कोलाइडल प्रणाली के रूप में प्रोटोप्लाज्म:
मूल रूप से हाइलोप्लाज्म या साइटोप्लाज्म एक जटिल कोलाइडल प्रणाली है। फिशर द्वारा 1894 में और 1899 में हार्डी द्वारा इसकी कोलाइडल संरचना का सुझाव दिया गया था। इसमें उच्च जल सामग्री होती है जिसमें जैविक महत्व के विभिन्न विलेय पदार्थ जैसे ग्लूकोज, फैटी एसिड, एमिनो एसिड, खनिज, विटामिन, हार्मोन और एंजाइम होते हैं।
ये विलेय या तो पानी में घुलनशील हो सकते हैं जो इसे एक सजातीय द्रव्यमान बनाते हैं या इसमें अघुलनशील होते हैं, इस प्रकार यह एक विषम द्रव्यमान बनाते हैं। प्रोटोप्लाज्म में कणों का यह निलंबन इसकी कोलाइडल प्रकृति का आधार है। विभिन्न घटक चार अलग-अलग प्रकार के प्रोटोप्लाज्म को उपस्थिति देते हैं:
1. बारीक सिद्धांत:
इस सिद्धांत को 1893 में Altmann द्वारा प्रस्तावित किया गया था। इस सिद्धांत के अनुसार, प्रोटोप्लाज्म में कई छोटे दाने होते हैं जैसा कि अमीबा में दिखाया गया है। हेन्ले, मैगी, आदि ने इन प्रोटोप्लाज्मिक कणिकाओं को प्लास्टिड्यूल्स माना। ऑल्टमैन ने उन्हें 'प्राथमिक जीव', या बायोप्लास्ट (या साइटोप्लास्ट) के रूप में मान्यता दी।
2. अलवर सिद्धांत:
प्रोटोप्लाज्म के वायुकोशीय प्रकृति को 1892 में बुचेली द्वारा सुझाया गया था। उनके अनुसार, प्रोटोप्लाज्म में कई निलंबित बूंदें या एल्वियोली या मिनट बुलबुले होते हैं, जो पायस के झाग के समान होते हैं।
3. तंतुमय सिद्धांत:
इस सिद्धांत को फ्लेमिंग ने आगे रखा था। उनके अनुसार, प्रोटोप्लाज्म में मैट्रिक्स के आंतरिक द्रव्यमान में एम्बेडेड फाइबर होते हैं। फाइब्रिल को माइलैल्स नामक प्रोटीन से बना माइटोम या स्पोंजीयोप्लाज्म कहा जाता है, और जमीनी पदार्थ को पैरामिटोम या हाइलोप्लाज्म कहा जाता है।
4. जाली सिद्धांत:
यह सिद्धांत क्लेन, कोमोय, आदि द्वारा पोस्ट किया गया था। यह बताता है कि प्रोटोप्लाज्म में इसके हायलोप्लाज्म में तंतुओं का एक जालिका होता है।
जिन कार्बनिक पदार्थों में निलंबन में प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट होते हैं, वे या तो हाइड्रोफिलिक (पानी से प्यार करने वाले) या हाइड्रोफोबिक (पानी से घृणा करने वाले) हो सकते हैं। हाइड्रोफिलिक कण पानी के अणुओं के आसपास होते हैं। प्रोटीन और पानी के बीच आकर्षण विद्युत आवेशों के कारण होता है जो उन्हें एक साथ पकड़ते हैं।
प्रोटोप्लाज्म के भौतिक गुण मुख्य रूप से एक जेल चरण में विभिन्न रासायनिक समावेशन के कारण होते हैं। एक जेल अर्ध-ठोस स्थिति या जेली जैसी स्थिति में निलंबित कणों का एक समूह है। एक जेल के अणुओं को अलग-अलग ताकत के विभिन्न प्रकार के रासायनिक बंधों द्वारा एक साथ रखा जाता है।
बांड की स्थिरता बांड के प्रकार और बंधन की ताकत पर निर्भर करती है। जेल ठोस से अधिक तरल हो सकता है। इस प्रक्रिया को विलायक और तरल अवस्था को सोल कहा जाता है। इस प्रकार, कोलाइडल प्रोटोप्लाज्म जो कि जेल के रूप में होता है, विलायक द्वारा सोल के रूप में बदल सकता है और सोल जेल द्वारा जेल में बदल सकता है। कोलाइडल प्रणाली के ये जेल-सोल की स्थिति साइटोप्लाज्म के यांत्रिक व्यवहार के लिए प्रमुख आधार हैं।
प्रोटोप्लाज्म न तो बिजली का अच्छा और न ही बुरा कंडक्टर है। यह पानी के संपर्क में आने पर एक नाजुक झिल्ली बनाता है और गर्म होने पर जम जाता है।
[द्वितीय] एक संरचना के रूप में प्रोटोप्लाज्म कम द्रव्यमान:
जब माइक्रोस्कोप के नीचे देखा जाता है तो प्रोटोप्लाज्म पूरी तरह से कम हो सकता है। लेकिन पशु कोशिका संरचना के बिना कभी नहीं होती है और इसकी प्रोटोप्लाज्म को कोशिका अंगों के निर्माण के लिए विभिन्न भागों में विभेदित किया जाता है।
यहां तक कि प्रोटोप्लाज्मिक मैट्रिक्स जिसमें दाने और रिक्तिकाएं शामिल हैं, बिना किसी दृश्य संरचना के है; और कोशिका के कुछ हिस्सों में, प्रोटोप्लाज्म किसी भी प्रकार के निहित निकायों के बिना हो सकता है। वैकल्पिक रूप से, प्रोटोप्लाज्म पूरी तरह से सजातीय है जैसे कि आर्सेला या डिफ्लुगिया के स्यूडोपोडियल प्रोटोप्लाज्म।
[तृतीय] अन्य गुण:
इसके अलावा, प्रोटोप्लाज्म निम्नलिखित गुण भी दिखाता है-
1. सामंजस्य:
प्रोटोप्लाज्म के विभिन्न कणों या अणुओं को एक दूसरे के साथ बलों द्वारा पालन किया जाता है, जैसे कि वैन डेर वाल के बंधन, जो अणुओं की लंबी श्रृंखलाओं को एक साथ रखते हैं। ये वैन डेर वाल के बंधन परमाणुओं के गैर-ध्रुवीय समूहों के बीच कमजोर और गैर-विशिष्ट बल हैं। यह संपत्ति इन बलों की ताकत के साथ बदलती है।
2. सिकुड़न:
यह गुण पौधों में विभिन्न रंध्र संचालन में महत्वपूर्ण है। प्रोटोप्लाज्म की सिकुड़न पानी के अवशोषण और हटाने के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि वे आमतौर पर प्रोटोप्लाज्म में होते हैं।
3. चिपचिपाहट:
यह प्रोटोप्लाज्म की सबसे महत्वपूर्ण संपत्ति है जिसके द्वारा यह तीन मुख्य घटनाओं को प्रदर्शित करता है, अर्थात, ब्राउनियन मूवमेंट, एमोबीड मूवमेंट और साइटोप्लास्मिक स्ट्रीमिंग या साइक्लोसिस।
(ए) ब्राउनियन आंदोलन:
यह निलंबित कोलाइडल कणों की ज़िगज़ैग गति की विशेषता है, जो एक कण की बमबारी या दूसरों द्वारा अणु के कारण होती है। इस तरह के कणों की आवाजाही सबसे पहले 1827 में कोलोइडल सॉल्यूशन में रॉबर्ट ब्राउन द्वारा देखी गई थी और इसलिए इस तरह के आंदोलनों को ब्राउनियन आंदोलनों के रूप में जाना जाता है।
उच्च तापमान, अधिक तेजी से आंदोलन और - इस प्रकार कोशिका की चिपचिपाहट कम हो जाती है। इसका मतलब यह है कि उच्च चिपचिपापन एक जेल की तरह प्रोटोप्लाज्म की स्थिति और कम चिपचिपाहट को इंगित करता है, एक अधिक ठोस जैसी स्थिति।
(बी) अमीबोइड आंदोलन:
अमीबा और अन्य प्रोटोजोअन्स और ल्यूकोसाइट्स इत्यादि के प्रदर्शन के रूप में अमीबॉइड आंदोलन भी चिपचिपाहट के परिणाम हैं। इस तरह के आंदोलनों के लिए सोल-जेल का निरंतर परिवर्तन और इसके विपरीत जिम्मेदार है। इस प्रकार के आंदोलन में कोशिका कोशिका द्रव्य, पसूडोपोडिया को बाहर निकाल देती है, और प्रोटोप्लाज्म कोशिका के आगे बढ़ने के कारण चक्रवात के कारण स्यूडोपोडिया में प्रवेश करती है।
(c) साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग या साइक्लोसिस:
यह साइटोप्लाज्म का इंट्रासेल्युलर आंदोलन है जैसा कि पैरामिकियम द्वारा दिखाया गया है। यह आमतौर पर साइटोप्लाज्म के सोल-चरण में होता है। इसका वास्तविक कारण अभी भी ज्ञात नहीं है; लेकिन, अगर सेल चयापचय में कमी होती है, तो चक्रवात में सहवर्ती कमी होती है। इसी तरह, चयापचय दर में वृद्धि भी स्ट्रीमिंग में वृद्धि को जन्म देती है।
4. सतह तनाव:
प्रोटोप्लाज्म सतह तनाव की संपत्ति को भी दर्शाता है। साइटोप्लाज्म के प्रोटीन और लिपिड में सतह का तनाव कम होता है, इसलिए वे झिल्ली बनाने वाली सतह पर पाए जाते हैं। दूसरी ओर रासायनिक पदार्थों (NaCl, आदि) में उच्च सतह तनाव होता है, इसलिए वे कोशिका प्रोटोप्लाज्म के गहरे भागों में होते हैं।
इस प्रकार शारीरिक रूप से, प्रोटोप्लाज्म एक रंगहीन, पारभासी, चिपचिपा, जिलेटिनस और अर्ध-द्रव पदार्थ होता है, जो पानी से भारी होता है और इसमें आणविक निलंबन होते हैं जो ऊपर दिए गए विभिन्न परिवर्तनों को दर्शाते हैं।
रासायनिक प्रकृति:
प्रोटोप्लाज्म रासायनिक रूप से कमजोर क्षार के रूप में प्रतिक्रिया करता है। यह तनु क्षार और अम्ल में घुलनशील है लेकिन मजबूत अम्ल या अल्कोहल से उपचारित होने पर जम जाता है। यह रासायनिक विश्लेषण के दौरान एच 2 ओ, एनएच 3 और सीओ 2, आदि में काफी अस्थिर और आसानी से विघटित होता है।
रासायनिक विश्लेषण द्वारा यह पाया गया है कि प्रोटोप्लाज्म में अनिवार्य रूप से 34 तत्व होते हैं, जिनमें से लगभग 12 तत्वों को सार्वभौमिक रूप से प्रस्तुत किया जाना चाहिए। (रासायनिक तत्व एक मौलिक पदार्थ है जिसे दो या अधिक सरल पदार्थों में नहीं तोड़ा जा सकता है।) प्रोटोप्लाज्म का 99% 4 मूल तत्वों से बना है, अर्थात, ऑक्सीजन, कार्बन, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन इसलिए; इन्हें प्रोटोप्लाज्म के प्रमुख घटक कहा जाता है। 8 अन्य तत्व (ट्रेस तत्व), प्रत्येक 1% से कम की मात्रा में मौजूद हैं, सल्फर, फास्फोरस, पोटेशियम, लोहा, मैग्नीशियम, कैल्शियम, सोडियम और क्लोराइड हैं।
ये तत्व आमतौर पर एक स्वतंत्र अवस्था में मौजूद नहीं होते हैं, लेकिन विभिन्न यौगिकों के रूप में पाए जाते हैं जैसे कि फास्फोरस एडेनोसिन ट्राइफोसेट (एटीपी), डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए) और राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) का मुख्य घटक है।
विभिन्न शारीरिक गतिविधि (परासरण और प्रसार) और जैव रासायनिक गतिविधि जैसे आवेग चालन, आदि के लिए कई अन्य ट्रेस तत्वों की आवश्यकता होती है। प्रोटोप्लाज्म में पानी का अनुमानित प्रतिशत लगभग 85% से 90% होता है। पानी फैलाव माध्यम बनाता है जिसमें अन्य तत्व निलंबित रहते हैं।
पानी दो रूपों में होता है- मुक्त पानी, और बाध्य पानी, कुल कोशिकीय पानी का निन्यानबे प्रतिशत मुक्त पानी है जिसमें विभिन्न अकार्बनिक पदार्थ और कार्बनिक यौगिक घुल जाते हैं। कुल कोशिकीय जल का शेष पाँच प्रतिशत भाग पानी है जो हाइड्रोजन बांड या अन्य बलों द्वारा शिथिल रूप से प्रोटीन अणुओं के साथ जोड़ा जाता है।
एक जीव के प्रोटोप्लाज्म में पानी का प्रतिशत सीधे आयु, निवास और चयापचय गतिविधियों पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, भ्रूण की कोशिकाओं में 90 से 95% पानी होता है जो वयस्क जीव की कोशिकाओं में उत्तरोत्तर घटता जाता है। जलीय निचले पशु कोशिकाओं में उच्च स्थलीय जानवरों की कोशिकाओं की तुलना में अधिक पानी होता है।
आमतौर पर शुष्क प्रोटोप्लाज्म बोलना निम्नलिखित संविधान को दर्शाता है-
प्रोटीन 45% कार्बोहाइड्रेट 25%
लिपिड 25% अन्य पदार्थ 5%
ये विभिन्न यौगिक या तो कार्बनिक प्रकृति के हो सकते हैं जिनमें С, H, N, O, या अकार्बनिक प्रकृति शामिल होते हैं, जिसमें लवण, गैस और कुछ तत्व जैसे फ्री स्टेट, जैसे S, Fe, P, Cl, आदि।
