UPSC MainsBOTANY-PAPER-II201115 Marks
Q24.

जीवित कोशिकाओं में जीवद्रव्य-कंकाल के मुख्य कार्य क्या हैं ?

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, जीवद्रव्य-कंकाल (cytoskeleton) की संरचना और कार्यों को स्पष्ट रूप से समझाना आवश्यक है। उत्तर में, जीवद्रव्य-कंकाल के मुख्य घटकों - सूक्ष्म नलिकाएं (microtubules), एक्टिन तंतु (actin filaments) और मध्यवर्ती तंतु (intermediate filaments) - पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए। प्रत्येक घटक के विशिष्ट कार्यों को उदाहरणों के साथ स्पष्ट करें। संरचनात्मक समर्थन, कोशिका गतिशीलता, कोशिका विभाजन और इंट्रासेल्युलर परिवहन जैसे प्रमुख कार्यों को शामिल करें। एक संरचित उत्तर के लिए, घटकों को परिभाषित करें, फिर प्रत्येक घटक के कार्यों को सूचीबद्ध करें, और अंत में सभी कार्यों का एक संक्षिप्त सारांश प्रस्तुत करें।

Model Answer

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Introduction

जीवित कोशिकाओं में, जीवद्रव्य-कंकाल एक जटिल नेटवर्क होता है जो प्रोटीन तंतुओं से बना होता है। यह कोशिका के आकार को बनाए रखने, कोशिका गतिशीलता को सक्षम करने, इंट्रासेल्युलर परिवहन में सहायता करने और कोशिका विभाजन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। जीवद्रव्य-कंकाल गतिशील होता है, जिसका अर्थ है कि इसके घटक लगातार असेंबल और डिसएसेम्बल होते रहते हैं, जिससे कोशिका अपनी आवश्यकताओं के अनुसार अपनी संरचना को बदल सकती है। यह कोशिका के जीवन के लिए आवश्यक है और इसकी संरचना और कार्यप्रणाली के लिए महत्वपूर्ण है।

जीवद्रव्य-कंकाल के मुख्य घटक

जीवद्रव्य-कंकाल मुख्य रूप से तीन प्रकार के प्रोटीन तंतुओं से बना होता है:

  • सूक्ष्म नलिकाएं (Microtubules): ये खोखले, बेलनाकार संरचनाएं ट्यूबलिन नामक प्रोटीन से बनी होती हैं।
  • एक्टिन तंतु (Actin Filaments): ये ठोस, लचीले तंतु एक्टिन नामक प्रोटीन से बने होते हैं।
  • मध्यवर्ती तंतु (Intermediate Filaments): ये विभिन्न प्रकार के प्रोटीन से बने होते हैं और सूक्ष्म नलिकाओं और एक्टिन तंतुओं की तुलना में अधिक स्थिर होते हैं।

सूक्ष्म नलिकाओं के कार्य

सूक्ष्म नलिकाएं कोशिका में कई महत्वपूर्ण कार्य करती हैं:

  • कोशिका संरचना का समर्थन: सूक्ष्म नलिकाएं कोशिका को आकार देने और बनाए रखने में मदद करती हैं।
  • इंट्रासेल्युलर परिवहन: वे मोटर प्रोटीन (जैसे कि kinesin और dynein) के साथ मिलकर कोशिका के अंदर ऑर्गेनेल और अन्य सामग्रियों का परिवहन करते हैं।
  • कोशिका विभाजन: वे माइटोटिक स्पिंडल का निर्माण करते हैं, जो क्रोमोसोम को अलग करने और कोशिका विभाजन को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है।
  • सिलिया और फ्लैगेला का निर्माण: सूक्ष्म नलिकाएं सिलिया और फ्लैगेला की संरचना का आधार बनाती हैं, जो कोशिका गतिशीलता में शामिल होते हैं।

एक्टिन तंतुओं के कार्य

एक्टिन तंतु कोशिका में निम्नलिखित कार्य करते हैं:

  • कोशिका आकार और गतिशीलता: एक्टिन तंतु कोशिका के आकार को बदलने और कोशिका को स्थानांतरित करने में मदद करते हैं।
  • मांसपेशियों का संकुचन: मांसपेशियों की कोशिकाओं में, एक्टिन तंतु मायोसिन के साथ मिलकर मांसपेशियों के संकुचन को सक्षम करते हैं।
  • कोशिका विभाजन: वे कोशिका विभाजन के दौरान संकुचन वलय (contractile ring) का निर्माण करते हैं, जो कोशिका को दो भागों में विभाजित करने में मदद करता है।
  • कोशिका सतह का क्षेत्र वृद्धि: एक्टिन तंतु कोशिका सतह के क्षेत्र को बढ़ाने में मदद करते हैं, जैसे कि माइक्रोविली में।

मध्यवर्ती तंतुओं के कार्य

मध्यवर्ती तंतु कोशिका में निम्नलिखित कार्य करते हैं:

  • कोशिका संरचना का समर्थन: वे कोशिका को यांत्रिक शक्ति प्रदान करते हैं और कोशिका के आकार को बनाए रखने में मदद करते हैं।
  • कोशिका ऑर्गेनेल का समर्थन: वे कोशिका ऑर्गेनेल को उनके स्थान पर बनाए रखने में मदद करते हैं।
  • कोशिका तनाव का प्रतिरोध: वे कोशिका को यांत्रिक तनाव से बचाने में मदद करते हैं।

जीवद्रव्य-कंकाल के कार्यों का सारांश

जीवद्रव्य-कंकाल कोशिका के आकार, गतिशीलता, परिवहन और विभाजन के लिए आवश्यक है। यह कोशिका के जीवन के लिए एक गतिशील और महत्वपूर्ण संरचना है।

घटक मुख्य कार्य
सूक्ष्म नलिकाएं संरचनात्मक समर्थन, इंट्रासेल्युलर परिवहन, कोशिका विभाजन, सिलिया/फ्लैगेला निर्माण
एक्टिन तंतु कोशिका आकार/गतिशीलता, मांसपेशियों का संकुचन, कोशिका विभाजन, सतह क्षेत्र वृद्धि
मध्यवर्ती तंतु संरचनात्मक समर्थन, ऑर्गेनेल समर्थन, तनाव प्रतिरोध

Conclusion

संक्षेप में, जीवद्रव्य-कंकाल जीवित कोशिकाओं के लिए एक अनिवार्य संरचना है, जो कोशिका के आकार, गतिशीलता, परिवहन और विभाजन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। सूक्ष्म नलिकाएं, एक्टिन तंतु और मध्यवर्ती तंतु, प्रत्येक विशिष्ट कार्य करते हैं, लेकिन वे सभी कोशिका के समग्र कार्य के लिए आवश्यक हैं। जीवद्रव्य-कंकाल की गतिशील प्रकृति कोशिका को अपनी आवश्यकताओं के अनुसार अपनी संरचना को बदलने की अनुमति देती है, जिससे यह विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूल हो पाती है।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

इंट्रासेल्युलर परिवहन (Intracellular transport)
कोशिका के अंदर पदार्थों का स्थानांतरण, जो जीवद्रव्य-कंकाल द्वारा सुगम बनाया जाता है।
ट्यूबलिन (Tubulin)
सूक्ष्म नलिकाओं का निर्माण करने वाला प्रोटीन। यह एक डाइमर के रूप में मौजूद होता है और जीटीपी (GTP) के साथ बंधता है।

Key Statistics

मानव शरीर में लगभग 200 विभिन्न प्रकार के कोशिका प्रकार होते हैं, जिनमें से प्रत्येक में जीवद्रव्य-कंकाल की अलग-अलग संरचना और कार्य होते हैं।

Source: National Institutes of Health (NIH), 2023 (knowledge cutoff)

एक्टिन कोशिका के कुल प्रोटीन का लगभग 10-15% बनाता है, जो इसकी प्रचुरता और महत्व को दर्शाता है।

Source: Alberts et al., Molecular Biology of the Cell, 6th edition (2015)

Examples

न्यूरॉन्स में अक्षतंतु परिवहन (Axonal Transport)

न्यूरॉन्स में, सूक्ष्म नलिकाएं और मोटर प्रोटीन न्यूरोट्रांसमीटर और अन्य आवश्यक अणुओं को कोशिका शरीर से अक्षतंतु तक और वापस ले जाते हैं, जो तंत्रिका संकेत संचार के लिए महत्वपूर्ण है।

Frequently Asked Questions

जीवद्रव्य-कंकाल की असामान्यताएं किस प्रकार की बीमारियों का कारण बन सकती हैं?

जीवद्रव्य-कंकाल की असामान्यताएं कई बीमारियों का कारण बन सकती हैं, जिनमें कैंसर, न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग और हृदय रोग शामिल हैं। उदाहरण के लिए, कुछ प्रकार के कैंसर में, सूक्ष्म नलिकाओं को लक्षित करने वाली दवाएं कोशिका विभाजन को रोकने और ट्यूमर के विकास को धीमा करने के लिए उपयोग की जाती हैं।

Topics Covered

Cell BiologyBiologyCytoskeletonCell StructureCell Function