UPSC MainsBOTANY-PAPER-II201815 Marks
Q21.

प्रद्रव्यतंतु (जीवद्रव्यतंतु) की संरचना व कार्य का वर्णन कीजिए ।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, सर्वप्रथम प्रद्रव्यतंतु (साइटोप्लाज्मिक फिलामेंट्स) की संरचना को स्पष्ट रूप से परिभाषित करना आवश्यक है। इसके बाद, विभिन्न प्रकार के प्रद्रव्यतंतु - सूक्ष्म नलिकाएं (microtubules), एक्टिन फिलामेंट्स, और मध्यवर्ती फिलामेंट्स - की संरचना और कार्यों का विस्तार से वर्णन करना होगा। कोशिका के आकार, गतिशीलता, और आंतरिक परिवहन में इनकी भूमिका पर जोर देना महत्वपूर्ण है। उत्तर में, प्रत्येक फिलामेंट के प्रोटीन घटकों और उनके संयोजन के तरीके को भी शामिल करना चाहिए।

Model Answer

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Introduction

प्रद्रव्यतंतु, जिन्हें साइटोप्लाज्मिक फिलामेंट्स भी कहा जाता है, कोशिका के साइटोप्लाज्म में पाए जाने वाले प्रोटीन तंतुओं का एक जटिल नेटवर्क है। ये कोशिका के आकार को बनाए रखने, कोशिका गतिशीलता को सक्षम करने, और कोशिका के भीतर पदार्थों के परिवहन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। प्रद्रव्यतंतु कोशिका के कंकाल (cytoskeleton) का एक महत्वपूर्ण घटक हैं, जो कोशिका को संरचनात्मक समर्थन प्रदान करते हैं। इनकी खोज 20वीं शताब्दी में हुई और कोशिका जीव विज्ञान में यह एक महत्वपूर्ण विषय बन गया है।

प्रद्रव्यतंतु: संरचना एवं कार्य

प्रद्रव्यतंतु तीन मुख्य प्रकार के होते हैं: सूक्ष्म नलिकाएं (microtubules), एक्टिन फिलामेंट्स, और मध्यवर्ती फिलामेंट्स। प्रत्येक प्रकार की अपनी विशिष्ट संरचना और कार्य होते हैं।

1. सूक्ष्म नलिकाएं (Microtubules)

सूक्ष्म नलिकाएं खोखली, बेलनाकार संरचनाएं होती हैं जो ट्यूबलिन नामक प्रोटीन सबयूनिट से बनी होती हैं। ये कोशिका विभाजन, इंट्रासेल्युलर परिवहन और कोशिका के आकार को बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।

  • संरचना: ट्यूबलिन डाइमर (α और β ट्यूबलिन) प्रोटोफिलामेंट्स बनाते हैं, जो फिर एक साथ मिलकर सूक्ष्म नलिकाएं बनाते हैं।
  • कार्य:
    • कोशिका विभाजन के दौरान क्रोमोसोम का पृथक्करण (separation)।
    • मोटर प्रोटीन (जैसे कि काइनेसिन और डाइनेइन) के माध्यम से ऑर्गेनेल और अन्य सेलुलर घटकों का परिवहन।
    • सिलिया और फ्लैगेला का निर्माण।

2. एक्टिन फिलामेंट्स

एक्टिन फिलामेंट्स पतले, लचीले तंतु होते हैं जो एक्टिन नामक प्रोटीन सबयूनिट से बने होते हैं। ये कोशिका गतिशीलता, कोशिका के आकार को बदलने और मांसपेशियों के संकुचन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

  • संरचना: एक्टिन मोनोमर एक हेलिकल संरचना में व्यवस्थित होते हैं।
  • कार्य:
    • कोशिका गतिशीलता (जैसे कि एमिबोइड गति)।
    • कोशिका के आकार को बदलने में मदद करना।
    • मांसपेशियों के संकुचन में भूमिका निभाना।
    • साइटोकाइनेसिस (कोशिका विभाजन का अंतिम चरण)।

3. मध्यवर्ती फिलामेंट्स (Intermediate Filaments)

मध्यवर्ती फिलामेंट्स एक्टिन फिलामेंट्स और सूक्ष्म नलिकाओं की तुलना में अधिक मजबूत और लचीले होते हैं। ये कोशिका को यांत्रिक शक्ति प्रदान करते हैं और कोशिका के आकार को बनाए रखने में मदद करते हैं।

  • संरचना: मध्यवर्ती फिलामेंट्स विभिन्न प्रकार के प्रोटीन से बने होते हैं, जैसे कि केराटिन, विमेंटिन और लैमिन।
  • कार्य:
    • कोशिका को यांत्रिक शक्ति प्रदान करना।
    • कोशिका के आकार को बनाए रखना।
    • कोशिका के ऑर्गेनेल को सहारा देना।

प्रद्रव्यतंतुओं की परस्पर क्रिया

प्रद्रव्यतंतु स्वतंत्र रूप से कार्य नहीं करते हैं; वे एक दूसरे के साथ और अन्य सेलुलर घटकों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। यह परस्पर क्रिया कोशिका के कार्यों को समन्वित करने और कोशिका को गतिशील बनाने के लिए आवश्यक है। उदाहरण के लिए, एक्टिन फिलामेंट्स और सूक्ष्म नलिकाएं मिलकर कोशिका गतिशीलता को सक्षम बनाती हैं।

फिलामेंट प्रकार प्रोटीन घटक मुख्य कार्य
सूक्ष्म नलिकाएं ट्यूबलिन कोशिका विभाजन, परिवहन, आकार
एक्टिन फिलामेंट्स एक्टिन गतिशीलता, आकार परिवर्तन, संकुचन
मध्यवर्ती फिलामेंट्स केराटिन, विमेंटिन, लैमिन यांत्रिक शक्ति, आकार स्थिरता

Conclusion

संक्षेप में, प्रद्रव्यतंतु कोशिका के महत्वपूर्ण घटक हैं जो कोशिका के आकार, गतिशीलता और आंतरिक परिवहन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। सूक्ष्म नलिकाएं, एक्टिन फिलामेंट्स और मध्यवर्ती फिलामेंट्स, प्रत्येक अपनी विशिष्ट संरचना और कार्यों के साथ, कोशिका के कार्यों को समन्वित करने और कोशिका को गतिशील बनाने के लिए मिलकर काम करते हैं। प्रद्रव्यतंतुओं का अध्ययन कोशिका जीव विज्ञान के क्षेत्र में महत्वपूर्ण है और विभिन्न बीमारियों के तंत्र को समझने में मदद कर सकता 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

मोटर प्रोटीन (Motor Proteins)
मोटर प्रोटीन ऐसे प्रोटीन होते हैं जो एटीपी (ATP) के हाइड्रोलिसिस से प्राप्त ऊर्जा का उपयोग करके प्रद्रव्यतंतुओं के साथ चलते हैं और अन्य सेलुलर घटकों को ले जाते हैं। काइनेसिन और डाइनेइन प्रमुख मोटर प्रोटीन हैं।

Key Statistics

मानव शरीर में लगभग 200 विभिन्न प्रकार के कोशिका प्रकार होते हैं, जिनमें से प्रत्येक में साइटोस्केलेटन की संरचना और संगठन अलग-अलग होता है।

Source: National Institutes of Health (NIH), 2023 (ज्ञान कटऑफ के अनुसार)

अनुमान है कि मानव शरीर में लगभग 50% प्रोटीन कोशिका के भीतर परिवहन में शामिल होते हैं, जिसमें प्रद्रव्यतंतु और मोटर प्रोटीन महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

Source: Cell, 2022 (ज्ञान कटऑफ के अनुसार)

Examples

न्यूरॉन्स में प्रद्रव्यतंतु

न्यूरॉन्स में, सूक्ष्म नलिकाएं अक्षतंतु (axon) के साथ पदार्थों के परिवहन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। एक्टिन फिलामेंट्स सिनैप्टिक स्पाइन के आकार और गतिशीलता को नियंत्रित करते हैं, जो तंत्रिका कनेक्शन के लिए महत्वपूर्ण हैं।