UPSC MainsZOOLOGY-PAPER-II202115 Marks
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Q27.

अंतराल संधि (गैप जंक्शन) प्रोटीन्स क्या हैं ? कोशिकीय पारस्परिक क्रिया में कनेक्सिन्स की भूमिकाओं की विवेचना कीजिए ।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, अंतराल संधि (गैप जंक्शन) प्रोटीन और कनेक्सिन्स की बुनियादी अवधारणाओं को स्पष्ट करना आवश्यक है। कोशिका पारस्परिक क्रिया में कनेक्सिन्स की भूमिका को विभिन्न उदाहरणों के साथ समझाना होगा। उत्तर को संरचनात्मक रूप से इस प्रकार व्यवस्थित किया जा सकता है: अंतराल संधि प्रोटीन की परिभाषा और संरचना, कनेक्सिन्स की भूमिका, विभिन्न ऊतकों में कनेक्सिन्स का महत्व, और अंत में निष्कर्ष।

Model Answer

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Introduction

अंतराल संधि (गैप जंक्शन) कोशिका-से-कोशिका संचार के महत्वपूर्ण माध्यम हैं जो सीधे साइटोप्लाज्मिक कनेक्शन प्रदान करते हैं। ये जंक्शन कोशिकाओं को आयनों, छोटे अणुओं और विद्युत संकेतों का आदान-प्रदान करने की अनुमति देते हैं, जो ऊतक होमियोस्टेसिस और समन्वित कार्यों के लिए महत्वपूर्ण हैं। अंतराल संधि प्रोटीन, विशेष रूप से कनेक्सिन्स, इन जंक्शनों के निर्माण और कार्य में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इनकी खोज 1950 के दशक में हुई थी और तब से कोशिका जीव विज्ञान और शरीर क्रिया विज्ञान में इनका अध्ययन किया जा रहा है।

अंतराल संधि प्रोटीन: एक परिचय

अंतराल संधि प्रोटीन, जिन्हें कनेक्सिन्स (Connexins) भी कहा जाता है, चार ट्रांसमेम्ब्रेन डोमेन वाले प्रोटीन का एक परिवार है। स्तनधारियों में 21 विभिन्न प्रकार के कनेक्सिन्स होते हैं, जिन्हें Cx26, Cx32, Cx43 आदि के रूप में नामित किया गया है। प्रत्येक कनेक्सिन अणु छह समान सबयूनिट्स से मिलकर एक हेक्सामेरिक संरचना बनाता है, जिसे कनेक्सोन (Connexon) कहा जाता है।

कनेक्सिन्स की संरचना और संयोजन

प्रत्येक कनेक्सोन एक कोशिका झिल्ली में एक चैनल बनाता है। दो आसन्न कोशिकाओं के कनेक्सोन आपस में जुड़कर एक पूर्ण अंतराल संधि चैनल बनाते हैं, जिससे दोनों कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म के बीच सीधा संपर्क स्थापित होता है। यह चैनल चयनात्मक रूप से पारगम्य होता है, जिसका अर्थ है कि यह कुछ अणुओं को गुजरने देता है जबकि दूसरों को रोकता है।

कोशिकीय पारस्परिक क्रिया में कनेक्सिन्स की भूमिकाएं

1. विद्युत युग्मन (Electrical Coupling)

कनेक्सिन्स आयनों के प्रवाह को सुविधाजनक बनाकर कोशिकाओं के बीच विद्युत युग्मन प्रदान करते हैं। यह हृदय की मांसपेशियों, चिकनी मांसपेशियों और तंत्रिका ऊतकों में तेजी से विद्युत संकेतों के प्रसार के लिए महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, हृदय में Cx43 हृदय कोशिकाओं के बीच समन्वित संकुचन सुनिश्चित करता है।

2. चयापचय युग्मन (Metabolic Coupling)

कनेक्सिन्स छोटे अणुओं, जैसे कि ग्लूकोज, एटीपी और कैल्शियम आयनों के आदान-प्रदान को सक्षम करते हैं। यह ऊतक होमियोस्टेसिस और पोषक तत्वों के वितरण के लिए महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, यकृत कोशिकाओं में Cx32 ग्लूकोज चयापचय को विनियमित करने में मदद करता है।

3. विकासात्मक प्रक्रियाएं (Developmental Processes)

कनेक्सिन्स भ्रूण के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, विशेष रूप से कोशिका विभेदन, प्रसार और प्रवास में। वे कोशिका संचार और सिग्नलिंग मार्गों को विनियमित करने में मदद करते हैं जो इन प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं।

4. प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया (Immune Response)

कनेक्सिन्स प्रतिरक्षा कोशिकाओं के बीच संचार में शामिल होते हैं और सूजन और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को विनियमित करने में मदद करते हैं।

विभिन्न ऊतकों में कनेक्सिन्स का महत्व

ऊतक (Tissue) प्रमुख कनेक्सिन (Major Connexin) कार्य (Function)
हृदय (Heart) Cx43 हृदय कोशिकाओं के बीच विद्युत युग्मन और समन्वित संकुचन
यकृत (Liver) Cx32 ग्लूकोज चयापचय का विनियमन
तंत्रिका ऊतक (Nervous Tissue) Cx36 न्यूरोनल संचार और सिनैप्टिक ट्रांसमिशन
त्वचा (Skin) Cx26 त्वचा की बाधा कार्य और घाव भरने

कनेक्सिन्स की अभिव्यक्ति और कार्य विभिन्न कारकों द्वारा विनियमित होते हैं, जिनमें हार्मोन, विकास कारक और पर्यावरणीय तनाव शामिल हैं। कनेक्सिन्स में दोष विभिन्न बीमारियों से जुड़े होते हैं, जैसे कि हृदय रोग, जन्मजात बहरापन और त्वचा रोग।

Conclusion

अंतराल संधि प्रोटीन, विशेष रूप से कनेक्सिन्स, कोशिका-से-कोशिका संचार और ऊतक होमियोस्टेसिस में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वे विद्युत और चयापचय युग्मन प्रदान करते हैं, विकासात्मक प्रक्रियाओं को विनियमित करते हैं और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया में शामिल होते हैं। विभिन्न ऊतकों में कनेक्सिन्स की विशिष्ट भूमिकाएं उन्हें विभिन्न बीमारियों के लिए संभावित चिकित्सीय लक्ष्यों बनाती हैं। कनेक्सिन्स पर आगे का शोध कोशिका जीव विज्ञान और शरीर क्रिया विज्ञान की हमारी समझ को गहरा करने में मदद करेगा।

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

कनेक्सोन (Connexon)
कनेक्सोन छह समान कनेक्सिन सबयूनिट्स से मिलकर बना एक हेक्सामेरिक संरचना है जो कोशिका झिल्ली में एक चैनल बनाता है।
अंतराल संधि (Gap Junction)
अंतराल संधि कोशिका झिल्ली में विशेष चैनल होते हैं जो सीधे दो आसन्न कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म को जोड़ते हैं, जिससे आयनों और छोटे अणुओं का आदान-प्रदान होता है।

Key Statistics

मानव जीनोम में 21 विभिन्न प्रकार के कनेक्सिन जीन पाए जाते हैं।

Source: ज्ञान कटऑफ (Knowledge Cutoff)

अनुमान है कि मानव शरीर में लगभग 10^15 अंतराल संधि मौजूद हैं।

Source: ज्ञान कटऑफ (Knowledge Cutoff)

Examples

जन्मजात बहरापन (Congenital Deafness)

Cx26 जीन में उत्परिवर्तन जन्मजात गैर-सिंड्रोमिक बहरापन का एक प्रमुख कारण है, जो दुनिया भर में लाखों लोगों को प्रभावित करता है।

Frequently Asked Questions

क्या कनेक्सिन्स केवल कोशिकाओं के बीच संचार में शामिल होते हैं?

नहीं, कनेक्सिन्स कोशिका प्रसार, विभेदन और एपोप्टोसिस जैसी अन्य सेलुलर प्रक्रियाओं में भी शामिल होते हैं।

Topics Covered

जीव विज्ञानकोशिका विज्ञानकोशिका संचारगैप जंक्शनकनेक्सिन्स