UPSC MainsBOTANY-PAPER-II202115 Marks
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Q14.

विभिन्न संकेतन अणुओं की भूमिका पर प्रकाश डालते हुए कोशिका संकेतन की प्रक्रिया की व्याख्या कीजिए ।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, कोशिका संकेतन की प्रक्रिया को चरणबद्ध तरीके से समझाना होगा। विभिन्न प्रकार के संकेतन अणुओं (जैसे हार्मोन, न्यूरोट्रांसमीटर, साइटोकाइन) और उनके कार्य को स्पष्ट करना महत्वपूर्ण है। कोशिका संकेतन के प्रकारों (ऑटोक्राइन, पैराक्रीन, एंडोक्राइन) को उदाहरणों के साथ समझाना होगा। उत्तर में कोशिका संकेतन के महत्व और इसके व्यवधान से होने वाली बीमारियों का भी उल्लेख करना चाहिए। संरचना इस प्रकार होनी चाहिए: परिचय, कोशिका संकेतन की प्रक्रिया, संकेतन अणुओं के प्रकार और कार्य, निष्कर्ष।

Model Answer

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Introduction

कोशिका संकेतन (Cell signaling) एक ऐसी प्रक्रिया है जिसके द्वारा कोशिकाएं अपने वातावरण से संकेत प्राप्त करती हैं और उन संकेतों के जवाब में अपनी गतिविधियों को बदलती हैं। यह प्रक्रिया बहुकोशिकीय जीवों के विकास, विभेदन और कार्य के लिए आवश्यक है। कोशिका संकेतन में विभिन्न प्रकार के अणु शामिल होते हैं, जो कोशिकाओं के बीच संचार स्थापित करते हैं। यह प्रक्रिया शरीर के विभिन्न अंगों और प्रणालियों के बीच समन्वय स्थापित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। कोशिका संकेतन में गड़बड़ी से कैंसर, मधुमेह और हृदय रोग जैसी कई बीमारियों का खतरा बढ़ सकता है।

कोशिका संकेतन की प्रक्रिया

कोशिका संकेतन एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें तीन मुख्य चरण शामिल होते हैं:

  • संकेत (Signal): यह एक अणु होता है जो एक कोशिका द्वारा दूसरे कोशिका को भेजा जाता है। संकेत विभिन्न प्रकार के हो सकते हैं, जैसे हार्मोन, न्यूरोट्रांसमीटर, साइटोकाइन, और वृद्धि कारक।
  • रिसेप्टर (Receptor): यह एक प्रोटीन होता है जो संकेत को प्राप्त करता है। रिसेप्टर कोशिका की सतह पर या कोशिका के अंदर स्थित हो सकते हैं।
  • प्रतिक्रिया (Response): यह कोशिका द्वारा संकेत के जवाब में की जाने वाली गतिविधि है। प्रतिक्रिया विभिन्न प्रकार की हो सकती है, जैसे जीन अभिव्यक्ति में परिवर्तन, प्रोटीन संश्लेषण में परिवर्तन, या कोशिका विभाजन।

संकेतन अणुओं के प्रकार और कार्य

विभिन्न प्रकार के संकेतन अणु होते हैं, जिनमें से प्रत्येक का अपना विशिष्ट कार्य होता है। कुछ महत्वपूर्ण संकेतन अणु निम्नलिखित हैं:

  • हार्मोन (Hormones): ये अणु अंतःस्रावी ग्रंथियों द्वारा निर्मित होते हैं और रक्त प्रवाह में जारी किए जाते हैं। वे शरीर के विभिन्न अंगों और प्रणालियों को प्रभावित करते हैं। उदाहरण के लिए, इंसुलिन रक्त शर्करा के स्तर को नियंत्रित करता है, जबकि टेस्टोस्टेरोन पुरुष यौन विकास को बढ़ावा देता है।
  • न्यूरोट्रांसमीटर (Neurotransmitters): ये अणु तंत्रिका कोशिकाओं द्वारा निर्मित होते हैं और सिनैप्स के माध्यम से अन्य तंत्रिका कोशिकाओं को संकेत भेजते हैं। उदाहरण के लिए, एसिटाइलकोलाइन मांसपेशियों के संकुचन को नियंत्रित करता है, जबकि डोपामाइन खुशी और प्रेरणा की भावनाओं को बढ़ावा देता है।
  • साइटोकाइन (Cytokines): ये अणु प्रतिरक्षा कोशिकाओं द्वारा निर्मित होते हैं और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को विनियमित करते हैं। उदाहरण के लिए, इंटरल्यूकिन-2 टी कोशिकाओं के विकास को बढ़ावा देता है, जबकि ट्यूमर नेक्रोसिस फैक्टर-अल्फा सूजन को बढ़ावा देता है।
  • वृद्धि कारक (Growth factors): ये अणु कोशिकाओं के विकास और विभाजन को बढ़ावा देते हैं। उदाहरण के लिए, एपिडर्मल ग्रोथ फैक्टर त्वचा कोशिकाओं के विकास को बढ़ावा देता है, जबकि प्लेटलेट-व्युत्पन्न ग्रोथ फैक्टर रक्त वाहिकाओं के विकास को बढ़ावा देता है।

कोशिका संकेतन के प्रकार

कोशिका संकेतन विभिन्न प्रकार से हो सकता है, जिनमें से कुछ प्रमुख प्रकार निम्नलिखित हैं:

  • ऑटोक्राइन संकेतन (Autocrine signaling): इस प्रकार के संकेतन में, एक कोशिका स्वयं को संकेत भेजती है। यह प्रक्रिया विकास और विभेदन के लिए महत्वपूर्ण है।
  • पैराक्रीन संकेतन (Paracrine signaling): इस प्रकार के संकेतन में, एक कोशिका आस-पास की कोशिकाओं को संकेत भेजती है। यह प्रक्रिया सूजन और घाव भरने के लिए महत्वपूर्ण है।
  • एंडोक्राइन संकेतन (Endocrine signaling): इस प्रकार के संकेतन में, एक कोशिका रक्त प्रवाह में संकेत भेजती है, जो पूरे शरीर में फैलते हैं। यह प्रक्रिया हार्मोनल विनियमन के लिए महत्वपूर्ण है।
  • डायरेक्ट कॉन्टैक्ट (Direct contact): कुछ कोशिकाएं सीधे संपर्क के माध्यम से संकेत भेजती हैं, जैसे कि गैप जंक्शनों के माध्यम से।

कोशिका संकेतन का महत्व

कोशिका संकेतन जीवन के लिए आवश्यक है। यह प्रक्रिया विकास, विभेदन, चयापचय और प्रजनन सहित कई महत्वपूर्ण जैविक प्रक्रियाओं को नियंत्रित करती है। कोशिका संकेतन में गड़बड़ी से कैंसर, मधुमेह, हृदय रोग और ऑटोइम्यून बीमारियों जैसी कई बीमारियों का खतरा बढ़ सकता है।

Conclusion

संक्षेप में, कोशिका संकेतन एक जटिल और महत्वपूर्ण प्रक्रिया है जो कोशिकाओं के बीच संचार स्थापित करती है और शरीर के विभिन्न कार्यों को नियंत्रित करती है। विभिन्न प्रकार के संकेतन अणु और संकेतन के प्रकार होते हैं, जो सभी जीवन के लिए आवश्यक हैं। कोशिका संकेतन में गड़बड़ी से कई बीमारियों का खतरा बढ़ सकता है, इसलिए इस प्रक्रिया को समझना स्वास्थ्य और रोग के लिए महत्वपूर्ण है। भविष्य में, कोशिका संकेतन मार्गों को लक्षित करने वाली नई दवाओं और उपचारों के विकास की संभावना 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

रिसेप्टर टाइरोसिन किनेज (Receptor Tyrosine Kinase)
रिसेप्टर टाइरोसिन किनेज (RTK) एक प्रकार का कोशिका सतह रिसेप्टर है जो प्रोटीन किनेज गतिविधि प्रदर्शित करता है। ये रिसेप्टर विकास कारकों और अन्य सिग्नलिंग अणुओं के लिए महत्वपूर्ण हैं और कोशिका वृद्धि, विभेदन और अस्तित्व को विनियमित करने में शामिल हैं।
जी-प्रोटीन-युग्मित रिसेप्टर्स (GPCRs)
जी-प्रोटीन-युग्मित रिसेप्टर्स (GPCRs) कोशिका झिल्ली में स्थित रिसेप्टर्स का एक बड़ा परिवार है जो विभिन्न प्रकार के सिग्नलिंग अणुओं के लिए प्रतिक्रिया करते हैं, जैसे हार्मोन, न्यूरोट्रांसमीटर और प्रकाश। वे कई शारीरिक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं और दवा विकास के लिए एक प्रमुख लक्ष्य हैं।

Key Statistics

2020 में, वैश्विक कोशिका संकेतन बाजार का आकार 18.7 बिलियन अमेरिकी डॉलर था और 2028 तक 31.2 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंचने का अनुमान है, जो 2021-2028 के दौरान 6.7% की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर (CAGR) दर्शाता है।

Source: Grand View Research, 2021

अनुमान है कि बाजार में उपलब्ध दवाओं का लगभग 34% जी-प्रोटीन-युग्मित रिसेप्टर्स (GPCRs) को लक्षित करती हैं।

Source: Nature Reviews Drug Discovery, 2014

Examples

इंसुलिन सिग्नलिंग

इंसुलिन एक हार्मोन है जो रक्त शर्करा के स्तर को कम करने के लिए कोशिका संकेतन का उपयोग करता है। इंसुलिन कोशिका सतह पर इंसुलिन रिसेप्टर से बंधता है, जो एक सिग्नलिंग कैस्केड को सक्रिय करता है जो ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर को कोशिका झिल्ली में ले जाता है, जिससे ग्लूकोज कोशिका में प्रवेश कर सकता है।

Frequently Asked Questions

कोशिका संकेतन में एपोप्टोसिस की क्या भूमिका है?

एपोप्टोसिस, या प्रोग्राम्ड सेल डेथ, कोशिका संकेतन द्वारा कसकर विनियमित होती है। कोशिका संकेतन मार्ग कोशिका को एपोप्टोसिस से गुजरने या जीवित रहने के लिए संकेत दे सकते हैं, जो विकास और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के लिए महत्वपूर्ण है।

Topics Covered

BiologyCell BiologyCell SignalingReceptorsSignal Transduction