अध्याय 08 जीवनाची इकाई – कोशी

तुम्ही आजूबाजू पाहत असताना, तुम्हाला जीवित आणि जीवित नसलेल्या गोष्टी दिसतात. तुम्हाला अनुभवलेले असलेले विचार आणि प्रश्न असतील – ‘एखाद्या जैविक घटकाला जीवित कर्तव्य कोणत्या गुणामुळे असते, किंवा जीवित नसलेल्या गोष्टीत जीवित गोष्टीत असलेल्या काही गुणांची गहनता का नाही?’ याचे उत्तर जीवनाच्या मूळ इकाई – कोशीच्या सर्व जीवित जैविक घटकांमध्ये असण्याच्या आहे.

सर्व जैविक घटक कोश्यांनी बनलेले आहेत. काही घटकांची एका कोशेने बनलेली आहे आणि त्यांना एककोशीय जैविक घटक म्हणतात, तर इतर घटकांची, जसे की आपली, अनेक कोशांनी बनलेली आहे आणि त्यांना बहुकोशीय जैविक घटक म्हणतात.

8.1 कोशी काय आहे? [87]#

एककोशीय जैविक घटकांची आपल्यापुढे (i) स्वतंत्र असण्याची आणि (ii) जीवनाच्या महत्त्वाच्या कार्यांची योग्यता आहे. कोशीची पूर्ण रचना असणे अपेक्षित नसलेली कोणतीही गोष्टी स्वतंत्र जीवन सुनिश्चित करत नाही. म्हणून, कोशी ही सर्व जीवित जैविक घटकांची मूळ सामर्थ्याची आणि कार्याची इकाई आहे.

एंटन वॉन ल्युवेनहोक पहिल्यांदाच एक जीवित कोशी पाहिली आणि तिचे वर्णन केले. रॉबर्ट ब्राउन नंतर न्यूक्लियस याची शोधणी केली. मायक्रोस्कोपची उत्पादने आणि त्याच्या सुधारण्यामुळे इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप याच्या माध्यमातून कोशीच्या सर्व सामान्य तपशीलांची चौकशी केली गेली.

8.2 कोशी सिद्धांत [87-88]#

1838 मध्ये, जर्मन वनस्पतीशास्त्रज्ञ मॅथियास श्लेइडन अनेक वनस्पतींची चौकशी करून दाखविले की सर्व वनस्पती विविध प्रकारच्या कोशांनी बनलेले आहेत जे वनस्पतीच्या ऊतकांची रचना करतात. त्याच काळात, ब्रिटिश जैव विज्ञानज्ञ थियोडोर श्वान (1839) विविध प्रकारच्या प्राण्यांच्या कोशांची चौकशी केली आणि अशा कोशांमध्ये एक पातळ बाह्य परत असल्याचे दाखविले ज्याला आज ‘प्लाझ्मा मेम्ब्रेन’ म्हणतात. तो वनस्पती ऊतकांच्या अभ्यासावर आधारित असल्याने, कोशीची दुर्गम अवस्था वनस्पती कोशांचे एकमेव गुण असल्याचे निष्कर्ष घेतला. यावर आधारित असल्याने, श्वानने हे अंदाज पूर्वसादर केला की प्राण्यांआणि वनस्पतींचे शरीर कोशांआणि कोशांच्या उत्पादनांनी बनलेले आहेत.

श्लेइडन आणि श्वान एकत्र कोशी सिद्धांत रचला. त्याचं हे सिद्धांत तर नवीन कोशांची कसे उत्पन्न होतात हे स्पष्ट करण्यात आले नाही. रुडोल्फ विर्चो (1855) पहिल्यांदाच स्पष्ट केले की कोशांचे विभाजन होते आणि नवीन कोशांची आधीच्या कोशांपासून उत्पन्न होतात (Omnis cellula-e cellula). तो श्लेइडन आणि श्वानच्या अंदाजाला अंतिम रूप देऊन कोशी सिद्धांताला अंतिम रूप देत आला. आज समजलेला कोशी सिद्धांत अशी आहे:

(i) सर्व जीवित जैविक घटक कोशांआणि कोशांच्या उत्पादनांनी बनलेले आहेत.

(ii) सर्व कोशांची आधीच्या कोशांपासून उत्पन्न होतात.

8.3 कोशीचा एक अवलोकन [88-89]#

तुम्ही आधीच मायक्रोस्कोपद्वारे कापडाणीच्या कोशी आणि/किंवा माणूसच्या बाह्य बातचीताच्या कोशींची चौकशी केली असली तरी, चित्रण करूया त्यांची रचना. कापडाणीची कोशी ही प्रकारची वनस्पती कोशी आहे, ज्याच्या बाह्य सीमेखाली एक ठोस कोशीची दुर्गम अवस्था आहे आणि त्याच्या आत एक कोशी मेम्ब्रेन आहे. माणूसच्या बाह्य बातचीताच्या कोशींमध्ये बाह्य मेम्ब्रेन आहे जी कोशीची सीमा ठरवते. प्रत्येक कोशीच्या आत एक घन मेम्ब्रेनबाहेर असलेली रचना आहे जी न्यूक्लियस म्हणतात. या न्यूक्लियसमध्ये जनन सामग्री असलेले छोटे छोटे च्रोमोसोम आहेत ज्यांमध्ये जनन सामग्री असलेली DNA आहे. मेम्ब्रेनबाहेर असलेल्या न्यूक्लियस असलेल्या कोशींना युकारिटिक म्हणतात तर मेम्ब्रेनबाहेर नसलेल्या न्यूक्लियस असलेल्या कोशींना प्रोकारियोटिक म्हणतात. प्रोकारियोटिक आणि युकारिटिक दोन्ही कोशांमध्ये, एक अर्ध-तरल मध्यशक्ती जी सायटोप्लाझ्मा म्हणतात, कोशीच्या आकारात व्यापते. सायटोप्लाझ्मा ही वनस्पती आणि प्राण्यांच्या कोशींमध्ये कोशीच्या कार्याचे मुख्य मैदान आहे. त्यामध्ये विविध रासायनिक प्रक्रिया होतात ज्यामुळे कोशी ‘जीवित अवस्थेत’ राहते.

न्यूक्लियसच्या बाहेर युकारिटिक कोशींमध्ये इतर मेम्ब्रेनबाहेर असलेल्या विशिष्ट रचना आहेत जी ओर्गनेल्स म्हणतात, जसे की एंडोरेट्रिकुलर रेटिक्युलम (ER), गोल्जी जटिलता, लिझोसोम्स, मायटोकॉन्ड्रिया, मायक्रोबॉइड्स आणि व्हाक्युओल्स. प्रोकारियोटिक कोशांमध्ये अशा मेम्ब्रेनबाहेर असलेल्या ओर्गनेल्सची गहनता नाही.

रिबोसोम्स ही मेम्ब्रेनबाहेर असलेली ओर्गनेल्स आहेत जी सर्व कोशांमध्ये – युकारिटिक आणि प्रोकारियोटिक दोन्ही – आढळतात. कोशीच्या आत रिबोसोम्स सायटोप्लाझ्मामध्ये आढळतात आणि दोन्ही ओर्गनेल्स – क्लोरोप्लास्ट्स (वनस्पतींमध्ये) आणि मायटोकॉन्ड्रिया आणि रग्ग्ड ER – मध्ये देखील आढळतात.

प्राण्यांच्या कोशींमध्ये एक इतर मेम्ब्रेनबाहेर असलेली ओर्गनेल आहे जी सेंट्रोसोम म्हणतात जी कोशीच्या विभाजनास मदत करते.

चित्र 8.1 कोशीच्या विविध रूपांचे चित्र

कोशी आकारानुसार, आकारानुसार आणि कार्यांनुसार खूपच वेगवेगळे आहेत (चित्र 8.1). उदाहरणार्थ, मायकोप्लाझ्मा, खरेदीच्या छोट्या कोशी, 0.3 मायक्रोमीटर पर्यंतच्या लांबीत आहेत तर बॅक्टीरिया 3 ते 5 मायक्रोमीटर पर्यंत असू शकतात. एका अशाच एका कोशीची सर्वात मोठी छोटी कोशी ही ओस्ट्रियाच्या बीजाची छोटी कोशी आहे. बहुकोशीय जैविक घटकांमध्ये, माणूसच्या लाल रक्तशरीराच्या कोशींचा व्यास 7.0 मायक्रोमीटर पर्यंत असतो. ताण कोशी ही एक मोठी कोशी आहे. कोशी आपल्या रूपानुसार खूपच वेगवेगळ्या असतात. त्यांचा रूप डिस्क-जागी, बहुभुज, स्तंभाकार, घनाकार, तंतूसारखा, किंवा अनिश्चित असू शकतो. कोशीचा रूप त्यांच्या कार्यानुसार बदलू शकतो.

8.4 प्रोकारियोटिक कोशी [89-90]#

प्रोकारियोटिक कोशी बॅक्टीरिया, निळे-हिळे शैवाणे, मायकोप्लाझ्मा आणि PPLO (प्लियुरो प्यूमोनिया जसे जैविक घटक) यांनी दर्शविले जातात. त्यांचा खरा आकार आणि वेग युकारिटिक कोशीपेक्षा सामान्यत: लहान आहे आणि जास्त वेगाने वाढतात (चित्र 8.2). त्यांचा आकार आणि आकार खूपच वेगवेगळा असू शकतो. बॅक्टीरियांचे चार मूळ रूप आहेत: बॅसिलस (स्तंभाकार), कॉक्कस (गोलाकार), विब्रिओ (कॉम्मा रूपी) आणि स्पिरिलम (अर्धचंद्राकार).

चित्र 8.2 युकारिटिक कोशी आणि इतर जैविक घटकांची तुलना दर्शविणारे चित्र

प्रोकारियोटिक कोशीची संरचना अस्वाभाविक असल्याचे दिसते जरी प्रोकारियोटिक जैविक घटक विविध रूप आणि कार्यांनी दर्शवितात. सर्व प्रोकारियोटिक जैविक घटकांमध्ये कोशी मेम्ब्रेनच्या बाह्य बाजूला कोशीची दुर्गम अवस्था असते जो मायकोप्लाझ्मामध्ये नाही. कोशीच्या आत असलेली तरल मध्यशक्ती ही सायटोप्लाझ्मा आहे. एक स्पष्ट न्यूक्लियसची गहनता नाही. जनन सामग्री ही प्राकृतिक अवस्थेत असते, न्यूक्लियस (1-2 मायक्रोमीटर) मेम्ब्रेनद्वारे आच्छादित नाही. जनन सामग्रीची DNA (एक च्रोमोसोम/वर्तुल DNA) च्या बाहेर अनेक बॅक्टीरियांमध्ये लहान वर्तुल DNA आहेत. या लहान DNA हे PPLO प्लाझ्मिड्स म्हणतात. PPLO प्लाझ्मिड्स DNA अशा बॅक्टीरियांना काही अद्वितीय फिनोटाइपिक गुण देतात. एक अशा गुणाची गहनता ही एंटीबायोटिक्सची प्रतिरोधकता आहे. उच्च वर्गांमध्ये तुम्ही जाणे आहे की ही प्लाझ्मिड DNA वॉर्स युकारिटिक कोशी DNA (0.02-0.2 मायक्रोमीटर) (10-20 मायक्रोमीटर) बॅक्टीरियांच्या परिवर्तनाचे निरीक्षण करण्यासाठी वापरली जाते. न्यूक्लियस मेम्ब्रेन युकारिटिक जैविक घटकांमध्ये आढळते. प्रोकारियोटिक जैविक घटकांमध्ये ओर्गनेल्सची गहनता नाही, जसे की रिबोसोम्स. प्रोकारियोटिक जैविक घटकांमध्ये एक अद्वितीय गुण असतो जी आतरणाच्या रूपात आहे. एक विशिष्ट आणि अलग रूपाची कोशी मेम्ब्रेन जी मेसोसोम म्हणतात ही प्रोकारियोटिक जैविक घटकांची वैशिष्ट्यीकृत गुण आहे. ही मुख्यत: कोशी मेम्ब्रेनच्या आतरणांचे आहेत.

8.4.1 कोशी आतरण आणि त्याचे सुधारणे [90-91]#

बॅक्टीरियांच्या अतिरिक्त अनेक प्रोकारियोटिक कोशींमध्ये, विशेषत: बॅक्टीरियांच्या कोशींमध्ये, रासायनिक रूपात जटिल कोशी आतरण आहे. कोशी आतरण एका ठोस तीन पातळीच्या रचनेचे आहे, म्हणजे बाह्य बाजूला ग्लायकोकॅलॅक्स आणि त्याच्या आत कोशीची दुर्गम अवस्था आणि त्याच्या आत प्लाझ्मा मेम्ब्रेन. आतरणाच्या प्रत्येक पातळीला विशिष्ट कार्य आहे, परंतु त्यांचा एकत्र कार्य एक एकल सुरक्षित एकाई म्हणून होते. ग्रामच्या रंगदार्शन पद्धतीच्या प्रतिसादानुसार बॅक्टीरियांना दोन गटांमध्ये वेगळे केले जातात, म्हणजे ग्राम रंगदार्शन घेऊन जाणाऱ्या बॅक्टीरियांचा गट ग्राम सक्रिय आहे आणि इतर जे घेत नाहीत त्यांचा गट ग्राम नकारात्मक बॅक्टीरिया म्हणतात.

ग