Model Answer
0 min readIntroduction
कोशिकाएं (cells) अपने आसपास के वातावरण से लगातार संकेत प्राप्त करती रहती हैं और उन पर प्रतिक्रिया करती हैं। यह प्रतिक्रिया कोशिकीय कार्यों को विनियमित करने के लिए आवश्यक है। यह प्रक्रिया 'कोशिकीय संकेतन' (cell signaling) कहलाती है, जिसमें 'संकेतन अणु' (signal molecules) महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ये अणु कोशिकाओं के बीच संचार स्थापित करते हैं और विभिन्न कोशिकीय प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं। संकेतन मार्गों में दोष कई बीमारियों का कारण बन सकते हैं, जिनमें कैंसर, मधुमेह और हृदय रोग शामिल हैं। इसलिए, इन मार्गों को समझना रोग निदान और उपचार के लिए महत्वपूर्ण है।
संकेतन अणु (सिग्नल मॉलिक्यूल) क्या हैं?
संकेतन अणु वे रासायनिक संदेशवाहक होते हैं जो एक कोशिका से दूसरी कोशिका तक या एक कोशिका के भीतर जानकारी प्रसारित करते हैं। ये अणु कोशिका की सतह पर रिसेप्टर्स (receptors) से बंधते हैं, जिससे कोशिका के अंदर एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू होती है। संकेतन अणुओं को निम्नलिखित श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:
- हार्मोन (Hormones): ये अणु रक्तप्रवाह के माध्यम से यात्रा करते हैं और दूर स्थित कोशिकाओं को प्रभावित करते हैं। उदाहरण: इंसुलिन, टेस्टोस्टेरोन।
- न्यूरोट्रांसमीटर (Neurotransmitters): ये अणु तंत्रिका कोशिकाओं (neurons) द्वारा स्रावित होते हैं और अन्य तंत्रिका कोशिकाओं या लक्ष्य कोशिकाओं को प्रभावित करते हैं। उदाहरण: डोपामाइन, सेरोटोनिन।
- साइटोकिन्स (Cytokines): ये अणु प्रतिरक्षा कोशिकाओं (immune cells) द्वारा स्रावित होते हैं और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को विनियमित करते हैं। उदाहरण: इंटरल्यूकिन, ट्यूमर नेक्रोसिस फैक्टर।
- ग्रोथ फैक्टर (Growth Factors): ये अणु कोशिका वृद्धि और विभेदन (differentiation) को बढ़ावा देते हैं। उदाहरण: एपिडर्मल ग्रोथ फैक्टर, प्लेटलेट-व्युत्पन्न ग्रोथ फैक्टर।
- स्थानीय मध्यस्थ (Local Mediators): ये अणु आसपास की कोशिकाओं को प्रभावित करते हैं। उदाहरण: प्रोस्टाग्लैंडिंस, नाइट्रिक ऑक्साइड।
संकेतन मार्ग (Signaling Pathways)
संकेतन मार्ग जटिल प्रक्रियाओं की श्रृंखला होती है जिसके माध्यम से कोशिकाएं संकेत प्राप्त करती हैं और प्रतिक्रिया करती हैं। कुछ महत्वपूर्ण संकेतन मार्ग निम्नलिखित हैं:
- MAPK/ERK मार्ग: यह मार्ग कोशिका वृद्धि, विभेदन और उत्तरजीविता को विनियमित करता है।
- PI3K/Akt मार्ग: यह मार्ग कोशिका उत्तरजीविता, वृद्धि और चयापचय (metabolism) को विनियमित करता है।
- JAK-STAT मार्ग: यह मार्ग प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया और कोशिका वृद्धि को विनियमित करता है।
- TGF-β मार्ग: यह मार्ग कोशिका वृद्धि, विभेदन और एपोप्टोसिस (apoptosis) को विनियमित करता है।
संकेतन मार्ग में दोष और रोगजनक परिवर्तन
संकेतन मार्गों में दोष कई बीमारियों का कारण बन सकते हैं। उदाहरण के लिए:
- कैंसर (Cancer): कई कैंसरों में, संकेतन मार्गों में उत्परिवर्तन (mutations) कोशिका वृद्धि और विभाजन को अनियंत्रित कर देते हैं। उदाहरण के लिए, RAS जीन में उत्परिवर्तन MAPK/ERK मार्ग को सक्रिय कर सकता है, जिससे अनियंत्रित कोशिका वृद्धि होती है।
- मधुमेह (Diabetes): इंसुलिन संकेतन मार्ग में दोष इंसुलिन प्रतिरोध (insulin resistance) का कारण बन सकते हैं, जो टाइप 2 मधुमेह की विशेषता है।
- हृदय रोग (Heart Disease): संकेतन मार्गों में दोष हृदय की मांसपेशियों की कोशिकाओं के कार्य को बाधित कर सकते हैं, जिससे हृदय विफलता (heart failure) हो सकती है।
- न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग (Neurodegenerative Diseases): अल्जाइमर रोग और पार्किंसंस रोग जैसे न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों में, संकेतन मार्गों में दोष न्यूरॉन्स (neurons) के अस्तित्व और कार्य को प्रभावित कर सकते हैं।
उदाहरण: क्रोनिक माइलोजेनस ल्यूकेमिया (Chronic Myelogenous Leukemia - CML) एक कैंसर है जो BCR-ABL फ्यूजन प्रोटीन के कारण होता है। यह प्रोटीन एक असामान्य टाइरोसिन किनेज (tyrosine kinase) है जो JAK-STAT मार्ग को लगातार सक्रिय करता है, जिससे अनियंत्रित कोशिका वृद्धि होती है। इस रोग के उपचार के लिए इमाटिनिब (Imatinib) नामक एक टाइरोसिन किनेज अवरोधक (tyrosine kinase inhibitor) का उपयोग किया जाता है, जो BCR-ABL प्रोटीन की गतिविधि को रोकता है।
| रोग (Disease) | संकेतन मार्ग में दोष (Defect in Signaling Pathway) | परिणाम (Outcome) |
|---|---|---|
| कैंसर (Cancer) | RAS, PI3K/Akt, MAPK/ERK | अनियंत्रित कोशिका वृद्धि और विभाजन (Uncontrolled cell growth and division) |
| मधुमेह (Diabetes) | इंसुलिन संकेतन मार्ग (Insulin signaling pathway) | इंसुलिन प्रतिरोध (Insulin resistance) |
| क्रोनिक माइलोजेनस ल्यूकेमिया (CML) | JAK-STAT | अनियंत्रित ल्यूकोसाइट उत्पादन (Uncontrolled leukocyte production) |
Conclusion
संकेतन अणु और संकेतन मार्ग कोशिकीय कार्यों को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इन मार्गों में दोष कई बीमारियों का कारण बन सकते हैं। इसलिए, संकेतन मार्गों को समझना रोग निदान और उपचार के लिए आवश्यक है। भविष्य में, संकेतन मार्गों को लक्षित करने वाली नई दवाओं और उपचारों के विकास से कई बीमारियों के उपचार में सुधार हो 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.