Model Answer
0 min readIntroduction
ऑस्मोसेंसर, पौधों में पाए जाने वाले विशेष रिसेप्टर प्रोटीन होते हैं जो कोशिका के आस-पास के वातावरण में पानी की मात्रा में परिवर्तन को महसूस करते हैं। यह संवेदन पौधों को पानी की उपलब्धता के अनुसार अपनी शारीरिक प्रक्रियाओं को समायोजित करने में मदद करता है, जैसे कि स्टोमेटा का खुलना और बंद होना, कोशिका वृद्धि, और जड़ विकास। परासरण (Osmosis) एक महत्वपूर्ण जैविक प्रक्रिया है जिसमें पानी अर्धपारगम्य झिल्ली के माध्यम से उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से निम्न सांद्रता वाले क्षेत्र में जाता है। पौधों के जीवन के लिए परासरण का सही ढंग से संवेदन और प्रतिक्रिया देना अत्यंत आवश्यक है, और ऑस्मोसेंसर इसी कार्य को करते हैं। द्वि-अवयवीय संवेदी/संकेत तंत्र इस संवेदन प्रक्रिया को सुगम बनाता है।
ऑस्मोसेंसर: एक विस्तृत विवरण
ऑस्मोसेंसर कोशिका झिल्ली में स्थित प्रोटीन होते हैं जो पानी की गतिविधि (water activity) में परिवर्तन का पता लगाते हैं। ये प्रोटीन कोशिका के अंदर और बाहर के पानी की संभावित ऊर्जा (water potential) में अंतर को मापते हैं। जब कोशिका के आसपास के वातावरण में पानी की कमी होती है, तो ऑस्मोसेंसर सक्रिय हो जाते हैं और एक संकेत मार्ग (signaling pathway) शुरू करते हैं जो कोशिका को प्रतिक्रिया करने के लिए प्रेरित करता है।
द्वि-अवयवीय संवेदी/संकेत तंत्र
द्वि-अवयवीय संवेदी/संकेत तंत्र (Two-component signaling system) एक सामान्य तंत्र है जिसका उपयोग बैक्टीरिया और पौधों द्वारा पर्यावरणीय संकेतों का पता लगाने और प्रतिक्रिया करने के लिए किया जाता है। पौधों में, यह तंत्र ऑस्मोसेंसर से प्राप्त संकेतों को संसाधित करने और कोशिका के भीतर उचित प्रतिक्रिया उत्पन्न करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इस तंत्र में दो मुख्य घटक होते हैं:
- संवेदी हिस्टिडीन किनेज (Sensor histidine kinase): यह घटक ऑस्मोसेंसर के रूप में कार्य करता है और पानी की गतिविधि में परिवर्तन का पता लगाता है।
- रिस्पांस रेगुलेटर (Response regulator): यह घटक संवेदी हिस्टिडीन किनेज से संकेत प्राप्त करता है और जीन अभिव्यक्ति को बदलकर कोशिका को प्रतिक्रिया करने के लिए प्रेरित करता है।
परासरण-संवेदन में द्वि-अवयवीय तंत्र की भूमिका
जब ऑस्मोसेंसर पानी की कमी का पता लगाते हैं, तो वे संवेदी हिस्टिडीन किनेज को सक्रिय करते हैं। सक्रिय किनेज तब एक फॉस्फेट समूह को रिस्पांस रेगुलेटर में स्थानांतरित करता है। फॉस्फोराइलेटेड रिस्पांस रेगुलेटर तब कोशिका के नाभिक में जाता है और विशिष्ट जीन की अभिव्यक्ति को बदल देता है। ये जीन कोशिका को पानी की कमी से बचाने के लिए विभिन्न प्रतिक्रियाएं उत्पन्न करने में मदद करते हैं, जैसे कि:
- एबसीसिक एसिड (Abscisic acid - ABA) का संश्लेषण: ABA एक हार्मोन है जो स्टोमेटा को बंद करने और पानी के नुकसान को कम करने को प्रेरित करता है।
- प्रोलाइन का संचय: प्रोलाइन एक अमीनो एसिड है जो कोशिका में पानी की क्षमता को बढ़ाता है और कोशिका को निर्जलीकरण से बचाता है।
- जड़ विकास को बढ़ावा देना: जड़ विकास को बढ़ावा देने से पौधा अधिक पानी को अवशोषित कर सकता है।
उदाहरण: Arabidopsis thaliana में ऑस्मोसेंसर
Arabidopsis thaliana में, ऑस्मोसेंसर के रूप में कार्य करने वाले कई प्रोटीन की पहचान की गई है, जिनमें शामिल हैं: OSCA1 और HK1। OSCA1 एक कैल्शियम चैनल है जो पानी की कमी के जवाब में कैल्शियम आयनों के प्रवाह को बढ़ाता है। यह कैल्शियम प्रवाह तब रिस्पांस रेगुलेटर को सक्रिय करता है, जो ABA संश्लेषण को प्रेरित करता है। HK1 एक हिस्टिडीन किनेज है जो OSCA1 के साथ मिलकर काम करता है ताकि पानी की कमी का पता लगाया जा सके और उचित प्रतिक्रिया उत्पन्न की जा सके।
| घटक | कार्य |
|---|---|
| संवेदी हिस्टिडीन किनेज (OSCA1, HK1) | पानी की गतिविधि में परिवर्तन का पता लगाना |
| रिस्पांस रेगुलेटर | जीन अभिव्यक्ति को बदलना और प्रतिक्रिया उत्पन्न करना |
| एबसीसिक एसिड (ABA) | स्टोमेटा को बंद करना और पानी के नुकसान को कम करना |
Conclusion
संक्षेप में, ऑस्मोसेंसर पौधों में पानी की उपलब्धता को महसूस करने और प्रतिक्रिया करने के लिए महत्वपूर्ण रिसेप्टर प्रोटीन हैं। द्वि-अवयवीय संवेदी/संकेत तंत्र इस संवेदन प्रक्रिया को सुगम बनाता है, जिससे पौधे पानी की कमी से निपटने और जीवित रहने में सक्षम होते हैं। परासरण-संवेदन में ऑस्मोसेंसर और द्वि-अवयवीय तंत्र की भूमिका को समझना, पौधों की जल-तनाव सहनशीलता को बेहतर बनाने के लिए महत्वपूर्ण है, जो जलवायु परिवर्तन के युग में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। भविष्य में, इन तंत्रों को लक्षित करके, हम सूखे के प्रति अधिक प्रतिरोधी फसलें विकसित कर सकते हैं।
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