5.1 سیلولر سگنلنگ

سیلیں صرف ہمارے جسم کی عمارت کے بلاکس نہیں ہیں۔ پرکاریوٹک اور یوکاریوٹک دونوں سیلوں کی ایک اہم خاصیت یہ ہے کہ وہ مسلسل ماحولیاتی اشارے وصول کرتے اور ان کی تشریح کرتے ہیں اور ان کا جواب حقیقی وقت میں دیتے ہیں۔ ان سگنلز میں روشنی، حرارت، آواز اور چھونا شامل ہیں۔ ترقی کے دوران سیل کے مقدر کو خارجی سگنلز کے جواب میں سگنلنگ پاتھویز کے ذریعے متعین کیا جاتا ہے۔ سیل اپنے پڑوسی سیلوں کے ساتھ سگنلز بھیج کر اور وصول کر کے بات چیت کرتے ہیں۔ یہ سگنلز سیلز کی طرف سے کیمیکلز کی شکل میں تیار کیے جاتے ہیں اور خارجی ماحول میں خارج کیے جاتے ہیں۔ تاہم، سیلز ان ‘بیرونی’ سگنلز کا بھی جواب دے سکتے ہیں جو ہمارے جسم کے سیلوں کی طرف سے تیار نہیں کیے جاتے۔ لہٰذا، یہ فرض کیا جا سکتا ہے کہ سیلز مختلف قسم کے سگنلز کو محسوس کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں۔ یہ بات قابلِ ذکر ہے کہ ایک سیل صرف اسی سگنل کا جواب دے سکتا ہے اگر اس میں اس کے مطابق ریسیپٹر موجود ہو۔ ریسیپٹر ایک گلیکوپروٹین ہوتا ہے جو یا تو سیل سطح پر یا سائٹوپلازم یا نیوکلیئس کے اندر واقع ہوتا ہے۔ ایک کیمیکل میسنجر جس پر ریسیپٹر جواب دیتا ہے اسے لیگنڈ کہا جاتا ہے۔ ریسیپٹر اور اس کے مطابق لیگنڈ کے درمیان تعلق نہایت مخصوص ہوتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ ایک سیل صرف اسی کیمیکل میسنجر کا جواب دے سکتا ہے اگر اس میں اس کے مطابق ریسیپٹر موجود ہو اور ورنہ نہیں۔

ایک سیل سے دوسرے سیل میں کیمیکل پیغامات کی ترسیل کے لیے لیگنڈ کے اپنے ریسیپٹر سے باندھنے کی ضرورت ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں ریسیپٹر میں conformational تبدیلیاں آتی ہیں۔ یہ تبدیلیاں پھر ایک پیغام ریلے سسٹم شروع کرتی ہیں اور سیل کے اندر کی سرگرمیوں میں مزید اہم تبدیلیاں لاتی ہیں۔

یہ بات قابلِ ذکر ہے کہ سیلز مختلف طریقوں سے سگنلز بھیجتے اور وصول کرتے ہیں۔ بھیجنے والے اور وصول کرنے والے سیلوں کی قربت پر منحصر ہو کر سگنلنگ کو بڑے پیمانے پر درج ذیل اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے:

1. Paracrine سگنلنگ: اس قسم کی سگنلنگ میں سیلوں کے درمیان مواصلات نسبتاً کم فاصلے پر ہوتے ہیں۔ بھیجنے والے سیلوں کی طرف سے خارجی ماحول میں خارج کیا گیا کیمیکل پیغال فوری طور پر وصول کرنے والے سیلوں کی طرف سے محسوس کیا جاتا ہے۔ اس قسم کی سگنلنگ نیورونز کی بات چیت میں دیکھی جاتی ہے۔

2. Autocrine سگنلنگ: اکثر اوقات ایک سیل جو لیگنڈ خارج کرتا ہے، اس کے لیے مخصوص ریسیپٹرز بھی رکھتا ہے۔ اس قسم کی سگنلنگ کو autocrine سگنلنگ کہا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، کینسر سیلز کو غیر قابو پذیر نمو کی خصوصیت ہوتی ہے۔ لہٰذا، وہ اپنی افزائش کے لیے زیادہ مقدار میں گروتھ فیکٹرز کی ضرورت رکھتے ہیں۔ نارمل سیلز کے برعکس، کینسر سیلز اپنی نمو کے لیے بیرونی گروتھ فیکٹرز پر منحصر نہیں ہوتے۔ بلکہ، وہ خود اپنی گروتھ فیکٹرز تیار کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں اور ان کے لیے مخصوص ریسیپٹرز بھی رکھتے ہیں۔

3. Endocrine سگنلنگ: طویل فاصلے کی سگنلنگ یا endocrine سگنلنگ کے لیے لیگنڈ کو سیل کی طرف سے خارجی ماحول میں تیار کیا جاتا ہے، جہاں سے یہ خون کے جریان کے ذریعے وصول کرنے والے یا ہدف سیل تک پہنچتا ہے۔ ہارمونز عموماً اس قسم کی سگنلنگ کا مظاہرہ کرتے ہیں۔

5.2 میٹابولک پاتھویز

میٹابولزم وہ عمل ہے جس کے ذریعے جاندار organisms اپنی زندگی کے عمل انجام دینے کے لیے درکار آزاد توانائی کو حاصل اور استعمال کرتے ہیں۔ آزاد توانائی حاصل کرنے کی بنیاد پر جاندار organisms دو قسم کے ہوتے ہیں: فوٹوٹروفز اور کیموٹروفز۔
فوٹوٹروفز سورج کی روشنی کی توانائی کو استعمال کر کے سادہ مالیکیولز (کم توانائی رکھنے والے) کو زیادہ پیچیدہ مالیکیولز (توانائی سے بھرپور) میں تبدیل کرتے ہیں جو زندگی کے عمل انجام دینے کے ایندھن کے طور پر کام کرتے ہیں۔ فوٹوٹروفز فوٹو سنتھیٹک organisms (جیسے کہ پودے اور کچھ بیکٹیریا) ہوتے ہیں؛ وہ روشنی کی توانائی کو کیمیکل توانائی میں تبدیل کرتے ہیں۔ ہیٹروٹروفز جیسے کہ جانور، پودوں سے بالواسطہ کیمیکل توانائی حاصل کرتے ہیں ان کے کھانے کے ذریعے۔ organisms میں یہ آزاد توانائی کا uptake غذائی اجزاء کے آکسیڈیشن کے exergonic رد عمل کو endergonic عمل کے ساتھ جوڑ کر کیا جاتا ہے جو زندہ حالت کو برقرار رکھنے کے لیے درکار ہوتا ہے۔ ان تمام توانائی کے لین دین کے مرکز میں توانائی کی کرنسی ATP ہے (تفصیل سیکشن 4.2 bioenergetics میں دی گئی ہے)۔ میٹابولزم میں ایسے interlinked biochemical reactions ہوتے ہیں جو ایک مخصوص مالیکیول سے شروع ہو کر اسے کسی اور مالیکیول یا مالیکیولز میں ایک احتیاط سے طے شدہ انداز میں تبدیل کرتے ہیں۔ کیموٹروفز میں، توانائی electron donors کے آکسیڈیشن سے حاصل کی جاتی ہے۔ یہ توانائی سیل کے اندر مختلف عملوں کے لیے استعمال کی جاتی ہے جیسے کہ gradient کی تخلیق، جھلیوں کے عبر مالیکیولز کی نقل و حرکت، کیمیکل توانائی کو میکینیکل توانائی میں تبدیلی اور biomolecules کی سنتھیس کے نتیجے میں ہونے والے رد actions کو طاقت دینا۔

زندہ نظام کے اندر biomolecules کی سنتھیس اور ٹوٹ پھوٹ کئی مراحل کے ذریعے انجام پاتی ہے۔ یہ مراحل مجموعی طور پر میٹابولک پاتھوی تشکیل دیتے ہیں۔ میٹابولک پاتھویز کو بڑے پیمانے پر دو اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے؛ anabolic پاتھویز اور catabolic پاتھویز۔

(i) Anabolic پاتھویز

ان پاتھویز میں بڑے اور زیادہ پیچیدہ مالیکیولز کو چھوٹے مالیکیولز سے تیار کیا جاتا ہے۔ Anabolic پاتھویز endergonic (توانائی کی کھپت) ہوتے ہیں۔ وہ رد actions جو توانائی کی ضرورت رکھتے ہیں جیسے کہ glucose، چکنائی، پروٹین یا DNA کی سنتھیس کو anabolic reactions یا anabolism کہا جاتا ہے۔

$$\text { Useful energy + Small molecules }$$

$$\hspace{2cm} \bigg\downarrow \text{Anabolism}$$

$$\quad\text{Complex Molecules}$$

(ii) Catabolic پاتھویز

ان پاتھویز میں بڑے مالیکیولز کی ٹوٹ پھوٹ شامل ہوتی ہے۔ یہ exergonic (توانائی کی رہائی) رد actions ہوتے ہیں اور reducing equivalents اور ATP پیدا کرتے ہیں۔ Catabolism میں پیدا ہونے والی توانائی کی مفید شکلیں anabolism میں استعمال کی جاتی ہیں، تاکہ سادہ اجزاء سے پیچیدہ ساختیں یا توانائی سے کم حالتوں سے توانائی سے بھرپور حالتیں پیدا کی جا سکیں۔