Model Answer
0 min readIntroduction
कोशिकाएँ अपने पर्यावरण और अन्य कोशिकाओं से लगातार संकेत प्राप्त करती और प्रतिक्रिया करती हैं। हार्मोन, जो प्राथमिक दूत (primary messengers) के रूप में कार्य करते हैं, इन संकेतों को कोशिकाओं तक पहुंचाते हैं। हालाँकि, कई हार्मोन, विशेषकर पेप्टाइड हार्मोन और कैटेकोलामाइन्स, कोशिका झिल्ली को सीधे पार नहीं कर सकते। ऐसे में, वे कोशिका की सतह पर विशिष्ट रिसेप्टर्स से जुड़ते हैं, जिससे कोशिका के भीतर कुछ अणुओं का उत्पादन या सक्रियण होता है। इन अणुओं को द्वितीय दूत (secondary messengers) कहा जाता है। ये द्वितीय दूत हार्मोन द्वारा लाई गई जानकारी को कोशिका के भीतर विभिन्न लक्ष्य अणुओं तक पहुंचाते हैं और कोशिकीय प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला शुरू करते हैं, जिससे अंततः वांछित शारीरिक प्रभाव उत्पन्न होता है।
द्वितीय दूत (Secondary Messengers) की अवधारणा
द्वितीय दूत छोटे, गैर-प्रोटीन अणु या आयन होते हैं जो कोशिका के भीतर सिग्नल ट्रांसडक्शन पाथवे (signal transduction pathways) में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। जब एक जल-घुलनशील हार्मोन (प्राथमिक दूत) कोशिका झिल्ली पर अपने विशिष्ट रिसेप्टर से जुड़ता है, तो यह द्वितीय दूतों के उत्पादन या रिलीज को ट्रिगर करता है। ये द्वितीय दूत तब सिग्नल को आगे बढ़ाते हैं, उसे बढ़ा सकते हैं, और विभिन्न अंतःकोशिकीय प्रोटीन को सक्रिय या निष्क्रिय कर सकते हैं, जिससे अंततः विशिष्ट कोशिकीय प्रतिक्रियाएँ होती हैं। इस प्रकार, वे हार्मोन के "बाहरी" संदेश को "आंतरिक" कोशिकीय क्रिया में परिवर्तित करते हैं।
प्रमुख द्वितीय दूत प्रणालियाँ और उनके उदाहरण
1. चक्रीय एएमपी (Cyclic AMP - cAMP) प्रणाली
- कार्यप्रणाली: cAMP सबसे पहले खोजे गए द्वितीय दूतों में से एक है। जब एक हार्मोन (जैसे एड्रेनालिन, ग्लूकागोन) कोशिका की सतह पर G-प्रोटीन-युग्मित रिसेप्टर (GPCR) से जुड़ता है, तो यह G-प्रोटीन को सक्रिय करता है। सक्रिय G-प्रोटीन तब एडेनिलाइल साइक्लेज नामक एंजाइम को सक्रिय करता है, जो एटीपी (ATP) को cAMP में परिवर्तित करता है। cAMP तब प्रोटीन किनेज A (PKA) को सक्रिय करता है, जो आगे चलकर अन्य प्रोटीनों को फॉस्फोराइलेट करता है, जिससे कोशिकीय प्रतिक्रिया होती है।
- उदाहरण:
- ग्लुकागोन: यकृत कोशिकाओं में, ग्लूकागोन cAMP मार्ग को सक्रिय करता है, जिससे ग्लाइकोजन का टूटना (ग्लाइकोजेनोलिसिस) और ग्लूकोज का उत्पादन होता है, जो रक्त शर्करा के स्तर को बढ़ाता है।
- एड्रेनालिन (एपिनेफ्रीन): मांसपेशियों और यकृत कोशिकाओं में, एड्रेनालिन cAMP के माध्यम से ग्लाइकोजन के टूटने को उत्तेजित करता है, जिससे ऊर्जा के लिए ग्लूकोज उपलब्ध होता है। यह हृदय गति और रक्तचाप को भी बढ़ाता है।
- फॉलिकल-स्टिम्युलेटिंग हार्मोन (FSH): यह अंडाशय में ग्रेनुलोसा कोशिकाओं में cAMP मार्ग को सक्रिय करके एस्ट्रोजन संश्लेषण को उत्तेजित करता है।
2. आईपी3/डीएजी (IP3/DAG) प्रणाली
- कार्यप्रणाली: यह प्रणाली फॉस्फोलिपेज C (PLC) एंजाइम द्वारा मध्यस्थ होती है। जब एक हार्मोन (जैसे वैसोप्रेसिन, ऑक्सीटोसिन) एक विशिष्ट G-प्रोटीन-युग्मित रिसेप्टर से जुड़ता है, तो यह Gq प्रोटीन को सक्रिय करता है, जो PLC को सक्रिय करता है। PLC तब कोशिका झिल्ली फॉस्फोलिपिड PIP2 (फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल 4,5-बिसफॉस्फेट) को दो द्वितीय दूतों में तोड़ता है: इनोसिटोल ट्रिसफॉस्फेट (IP3) और डायसिलग्लिसरॉल (DAG)।
- IP3: एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ER) पर कैल्शियम चैनलों से जुड़ता है, जिससे कोशिकाद्रव्य में कैल्शियम आयन (Ca2+) मुक्त होते हैं।
- DAG: कोशिका झिल्ली में रहता है और प्रोटीन किनेज C (PKC) को सक्रिय करता है, जो विभिन्न प्रोटीनों को फॉस्फोराइलेट करके कोशिकीय प्रतिक्रियाओं को प्रभावित करता है।
- उदाहरण:
- वैसोप्रेसिन (ADH): चिकनी मांसपेशियों की कोशिकाओं में रक्त वाहिकाओं के संकुचन को उत्तेजित करने के लिए IP3/DAG मार्ग का उपयोग करता है।
- ऑक्सीटोसिन: गर्भाशय की चिकनी मांसपेशियों के संकुचन को प्रेरित करने के लिए IP3/DAG प्रणाली का उपयोग करता है।
3. कैल्शियम आयन (Ca2+) प्रणाली
- कार्यप्रणाली: कैल्शियम आयन स्वयं एक महत्वपूर्ण द्वितीय दूत के रूप में कार्य करते हैं। कोशिकाद्रव्य में Ca2+ की सांद्रता को सख्ती से नियंत्रित किया जाता है। विभिन्न हार्मोन (जैसे IP3/DAG मार्ग के माध्यम से) Ca2+ को एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम और बाह्यकोशिकीय स्थान से कोशिकाद्रव्य में छोड़ सकते हैं। बढ़ा हुआ Ca2+ तब कैल्मोडुलिन जैसे कैल्शियम-बाइंडिंग प्रोटीन से जुड़ता है, जो आगे चलकर विभिन्न एंजाइमों और प्रोटीनों को सक्रिय करता है, जिससे विशिष्ट कोशिकीय प्रतिक्रियाएं होती हैं।
- उदाहरण:
- एसिटाइलकोलाइन: मांसपेशियों की कोशिकाओं में संकुचन को ट्रिगर करने के लिए Ca2+ आयनों की रिहाई को प्रेरित करता है।
- कई न्यूरोट्रांसमीटर: न्यूरॉन्स में सिग्नलिंग को मध्यस्थ करने और न्यूरोट्रांसमीटर रिलीज को विनियमित करने के लिए Ca2+ आयनों का उपयोग करते हैं।
द्वितीय दूतों का महत्व
द्वितीय दूत प्रक्रियाएँ कई कारणों से महत्वपूर्ण हैं:
- सिग्नल प्रवर्धन (Signal Amplification): एक एकल हार्मोन अणु कई द्वितीय दूत अणुओं के उत्पादन को ट्रिगर कर सकता है, जिससे मूल सिग्नल का महत्वपूर्ण प्रवर्धन होता है।
- सिग्नल एकीकरण (Signal Integration): विभिन्न हार्मोन एक ही द्वितीय दूत मार्ग को प्रभावित कर सकते हैं, जिससे कोशिका विभिन्न संकेतों को एकीकृत कर पाती है।
- कोशिकीय प्रतिक्रिया का विशिष्टीकरण (Specific Cellular Response): द्वितीय दूत कोशिका प्रकार और विशिष्ट प्रोटीन की उपलब्धता के आधार पर विविध प्रतिक्रियाएं उत्पन्न करते हैं।
- तेजी से प्रतिक्रिया (Rapid Response): ये प्रणालियाँ तीव्र और गतिशील कोशिकीय प्रतिक्रियाओं की अनुमति देती हैं।
| द्वितीय दूत | मुख्य कार्य | संबंधित हार्मोन के उदाहरण |
|---|---|---|
| चक्रीय एएमपी (cAMP) | प्रोटीन किनेज A (PKA) को सक्रिय करता है, जीन अभिव्यक्ति को प्रभावित करता है। | ग्लुकागोन, एड्रेनालिन, FSH, LH, TSH |
| इनोसिटोल ट्रिसफॉस्फेट (IP3) | एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम से Ca2+ रिलीज को उत्तेजित करता है। | वैसोप्रेसिन, ऑक्सीटोसिन, एंजियोटेंसिन II |
| डायसिलग्लिसरॉल (DAG) | प्रोटीन किनेज C (PKC) को सक्रिय करता है। | वैसोप्रेसिन, ऑक्सीटोसिन, एंजियोटेंसिन II |
| कैल्शियम आयन (Ca2+) | कैल्मोडुलिन और अन्य कैल्शियम-संवेदनशील प्रोटीनों को सक्रिय करता है, मांसपेशियों के संकुचन, न्यूरोट्रांसमीटर रिलीज को प्रभावित करता है। | कई न्यूरोट्रांसमीटर, एसिटाइलकोलाइन, वैसोप्रेसिन |
| चक्रीय जीएमपी (cGMP) | प्रोटीन किनेज G (PKG) को सक्रिय करता है, चिकनी मांसपेशियों को शिथिल करता है। | नाइट्रिक ऑक्साइड (NO), एट्रियल नैट्रियुरेटिक पेप्टाइड (ANP) |
Conclusion
संक्षेप में, द्वितीय दूत प्रक्रियाएँ उन हार्मोनों के लिए अपरिहार्य हैं जो सीधे कोशिका झिल्ली को पार नहीं कर सकते। चक्रीय एएमपी, आईपी3/डीएजी, और कैल्शियम आयन जैसी प्रणालियाँ प्राथमिक हार्मोनल सिग्नल को कोशिका के भीतर एक झरने वाली प्रतिक्रिया में बदल देती हैं, जिससे व्यापक कोशिकीय और शारीरिक प्रभाव होते हैं। ये जटिल तंत्र कोशिका संचार में सिग्नल प्रवर्धन, एकीकरण और विशिष्टता को सुनिश्चित करते हैं, जो शरीर के समस्थिति (homeostasis) और कार्य के सटीक नियमन के लिए महत्वपूर्ण हैं। द्वितीय दूतों के माध्यम से होने वाली यह अनुप्रवाह क्रियाएँ अंतःस्रावी तंत्र को अपनी विविध भूमिकाओं को प्रभावी ढंग से निभाने में सक्षम बनाती हैं।
Answer Length
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