কোষ হল আমাদের গ্রহের সমস্ত প্রাণের কাঠামোগত একক এবং একটি উন্মুক্ত ব্যবস্থা৷ এর মানে হল যে এর জীবনের জন্য পরিবেশের সাথে পদার্থ এবং শক্তির একটি ধ্রুবক বিনিময় প্রয়োজন। এই বিনিময়টি ঝিল্লির মাধ্যমে সঞ্চালিত হয় - কোষের প্রধান সীমানা, যা এর অখণ্ডতা সংরক্ষণের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এটি ঝিল্লির মাধ্যমেই সেলুলার বিপাক বাহিত হয় এবং এটি হয় পদার্থের ঘনত্বের গ্রেডিয়েন্ট বরাবর বা এটির বিরুদ্ধে যায়। সাইটোপ্লাজমিক ঝিল্লি জুড়ে সক্রিয় পরিবহন একটি জটিল এবং শক্তি-নিবিড় প্রক্রিয়া।
ঝিল্লি - বাধা এবং প্রবেশপথ
সাইটোপ্লাজমিক ঝিল্লি অনেক কোষের অর্গানেল, প্লাস্টিড এবং অন্তর্ভুক্তির অংশ। আধুনিক বিজ্ঞান ঝিল্লি কাঠামোর তরল মোজাইক মডেলের উপর ভিত্তি করে। এর কারণে ঝিল্লি জুড়ে পদার্থের সক্রিয় পরিবহন সম্ভবনির্দিষ্ট ভবন। ঝিল্লির ভিত্তি একটি লিপিড বিলেয়ার দ্বারা গঠিত হয় - প্রধানত ফসফোলিপিডগুলি তাদের হাইড্রোফিলিক-হাইড্রোফোবিক বৈশিষ্ট্য অনুসারে সাজানো হয়। লিপিড বিলেয়ারের প্রধান বৈশিষ্ট্যগুলি হল তরলতা (এম্বেড করা এবং সাইটগুলি হারানোর ক্ষমতা), স্ব-সমাবেশ এবং অসমতা। ঝিল্লির দ্বিতীয় উপাদান হল প্রোটিন। তাদের ফাংশন বিভিন্ন: সক্রিয় পরিবহন, অভ্যর্থনা, গাঁজন, স্বীকৃতি।
প্রোটিনগুলি ঝিল্লির পৃষ্ঠে এবং ভিতরে উভয়ই অবস্থিত এবং তাদের মধ্যে কয়েকটি এটি কয়েকবার প্রবেশ করে। একটি ঝিল্লিতে প্রোটিনের বৈশিষ্ট্য হল ঝিল্লির একপাশ থেকে অন্য দিকে যাওয়ার ক্ষমতা ("ফ্লিপ-ফ্লপ" জাম্প)। এবং শেষ উপাদানটি হল ঝিল্লির পৃষ্ঠে কার্বোহাইড্রেটের স্যাকারাইড এবং পলিস্যাকারাইড চেইন। তাদের কার্যাবলী আজও বিতর্কিত৷
মেমব্রেন জুড়ে পদার্থের সক্রিয় পরিবহনের প্রকার
অ্যাকটিভ হবে কোষের ঝিল্লির মাধ্যমে পদার্থের স্থানান্তর, যা নিয়ন্ত্রিত, শক্তি খরচের সাথে ঘটে এবং ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্টের বিপরীতে যায় (পদার্থগুলি কম ঘনত্বের এলাকা থেকে একটি এলাকায় স্থানান্তরিত হয় উচ্চ ঘনত্ব)। শক্তির কোন উৎস ব্যবহার করা হয় তার উপর নির্ভর করে, পরিবহনের নিম্নলিখিত পদ্ধতিগুলিকে আলাদা করা হয়:
- প্রাথমিক সক্রিয় (শক্তির উত্স - অ্যাডেনোসিন ট্রাইফসফোরিক অ্যাসিড ATP থেকে অ্যাডেনোসিন ডিফসফোরিক অ্যাসিড ADP-এর হাইড্রোলাইসিস)।
- সেকেন্ডারি অ্যাক্টিভ (প্রাথমিক অ্যাক্টিভ ট্রান্সপোর্টের মেকানিজমের ফলে তৈরি হওয়া গৌণ শক্তি দিয়ে সরবরাহ করা হয়)।
প্রোটিন-সহকারী
প্রথম এবং দ্বিতীয় উভয় ক্ষেত্রেই, ক্যারিয়ার প্রোটিন ছাড়া পরিবহন অসম্ভব। এই পরিবহন প্রোটিন খুব নির্দিষ্ট এবং নির্দিষ্ট অণু বহন করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, এবং কখনও কখনও এমনকি নির্দিষ্ট ধরনের অণু। এটি পরিবর্তিত ব্যাকটেরিয়া জিনের উপর পরীক্ষামূলকভাবে প্রমাণিত হয়েছিল, যা একটি নির্দিষ্ট কার্বোহাইড্রেটের ঝিল্লি জুড়ে সক্রিয় পরিবহনের অসম্ভবতার দিকে পরিচালিত করেছিল। ট্রান্সমেমব্রেন ট্রান্সপোর্টার প্রোটিনগুলি স্ব-পরিবহনকারী হতে পারে (তারা অণুর সাথে যোগাযোগ করে এবং সরাসরি ঝিল্লি জুড়ে বহন করে) বা চ্যানেল-গঠন (ঝিল্লিতে ছিদ্র তৈরি করে যা নির্দিষ্ট পদার্থের জন্য উন্মুক্ত) হতে পারে।
সোডিয়াম এবং পটাসিয়াম পাম্প
মেমব্রেন জুড়ে পদার্থের প্রাথমিক সক্রিয় পরিবহনের সবচেয়ে অধ্যয়ন করা উদাহরণ হল Na+ -, K+ -পাম্প। এই প্রক্রিয়াটি ঝিল্লির উভয় পাশে Na+ এবং K+ আয়নগুলির ঘনত্বের পার্থক্য নিশ্চিত করে, যা কোষ এবং অন্যান্য বিপাকীয় প্রক্রিয়াগুলিতে অসমোটিক চাপ বজায় রাখার জন্য প্রয়োজনীয়। ট্রান্সমেমব্রেন ক্যারিয়ার প্রোটিন, সোডিয়াম-পটাসিয়াম ATPase, তিনটি অংশ নিয়ে গঠিত:
- প্রোটিন ঝিল্লির বাইরের দিকে পটাসিয়াম আয়নের জন্য দুটি রিসেপ্টর রয়েছে।
- মেমব্রেনের অভ্যন্তরে তিনটি সোডিয়াম আয়ন রিসেপ্টর রয়েছে।
- প্রোটিনের ভিতরের অংশে এটিপি কার্যকলাপ রয়েছে।
যখন দুটি পটাসিয়াম আয়ন এবং তিনটি সোডিয়াম আয়ন ঝিল্লির উভয় পাশে প্রোটিন রিসেপ্টরের সাথে আবদ্ধ হয়, তখন এটিপি কার্যকলাপ চালু হয়। ATP অণু শক্তির মুক্তির সাথে ADP-তে হাইড্রোলাইজড হয়, যা পটাসিয়াম আয়ন পরিবহনে ব্যয় হয়ভিতরে, এবং সাইটোপ্লাজমিক ঝিল্লির বাইরে সোডিয়াম আয়ন। অনুমান করা হয় যে এই জাতীয় পাম্পের কার্যকারিতা 90% এর বেশি, যা নিজেই বেশ আশ্চর্যজনক।
রেফারেন্সের জন্য: একটি অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনের কার্যক্ষমতা প্রায় 40%, বৈদ্যুতিক - 80% পর্যন্ত। মজার বিষয় হল, পাম্পটি বিপরীত দিকেও কাজ করতে পারে এবং এটিপি সংশ্লেষণের জন্য ফসফেট দাতা হিসাবে কাজ করতে পারে। কিছু কোষের জন্য (উদাহরণস্বরূপ, নিউরন), কোষ থেকে সোডিয়াম অপসারণ এবং এতে পটাসিয়াম আয়ন পাম্প করার জন্য সমস্ত শক্তির 70% পর্যন্ত ব্যয় করা হয়। ক্যালসিয়াম, ক্লোরিন, হাইড্রোজেন এবং কিছু অন্যান্য ক্যাশন (ধনাত্মক চার্জ সহ আয়ন) জন্য পাম্পগুলি সক্রিয় পরিবহনের একই নীতিতে কাজ করে। অ্যানয়নগুলির জন্য এমন কোনও পাম্প পাওয়া যায়নি (নেতিবাচকভাবে চার্জ করা আয়ন)।
কার্বোহাইড্রেট এবং অ্যামিনো অ্যাসিডের পরিবহন
সেকেন্ডারি সক্রিয় পরিবহনের একটি উদাহরণ হল গ্লুকোজ, অ্যামিনো অ্যাসিড, আয়োডিন, আয়রন এবং ইউরিক অ্যাসিড কোষে স্থানান্তর করা। পটাসিয়াম-সোডিয়াম পাম্পের অপারেশনের ফলস্বরূপ, সোডিয়াম ঘনত্বের একটি গ্রেডিয়েন্ট তৈরি হয়: ঘনত্ব বাইরে বেশি এবং ভিতরে কম (কখনও কখনও 10-20 বার)। সোডিয়াম কোষে ছড়িয়ে পড়ে এবং এই প্রসারণের শক্তি পদার্থকে বাইরে পরিবহন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এই প্রক্রিয়াটিকে বলা হয় কোট্রান্সপোর্ট বা যুগল সক্রিয় পরিবহন। এই ক্ষেত্রে, ক্যারিয়ার প্রোটিনের বাইরে দুটি রিসেপ্টর কেন্দ্র রয়েছে: একটি সোডিয়ামের জন্য এবং অন্যটি পরিবহন করা উপাদানটির জন্য। শুধুমাত্র উভয় রিসেপ্টর সক্রিয় করার পরে, প্রোটিন গঠনগত পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায়, এবং প্রসারণ শক্তিসোডিয়াম ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্টের বিপরীতে কোষে পরিবাহিত পদার্থকে প্রবর্তন করে।
সেলের জন্য সক্রিয় পরিবহনের মান
যদি ঝিল্লির মাধ্যমে পদার্থের স্বাভাবিক প্রসারণ একটি নির্বিচারে দীর্ঘ সময় ধরে চলতে থাকে, তবে কোষের বাইরে এবং ভিতরে তাদের ঘনত্ব সমান হবে। এবং এটি কোষের জন্য মৃত্যু। সর্বোপরি, সমস্ত জৈব রাসায়নিক প্রক্রিয়া বৈদ্যুতিক সম্ভাব্য পার্থক্যের পরিবেশে এগিয়ে যেতে হবে। সক্রিয় ব্যতীত, একটি ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্টের বিরুদ্ধে, পদার্থের পরিবহন, নিউরনগুলি একটি স্নায়ু আবেগ প্রেরণ করতে সক্ষম হবে না। এবং পেশী কোষগুলি সংকোচনের ক্ষমতা হারাবে। কোষটি অসমোটিক চাপ বজায় রাখতে সক্ষম হবে না এবং ভেঙে পড়বে। এবং বিপাক পণ্য বের করা হবে না. এবং হরমোনগুলি কখনই রক্তের প্রবাহে প্রবেশ করবে না। সর্বোপরি, এমনকি একটি অ্যামিবা শক্তি ব্যয় করে এবং একই আয়ন পাম্প ব্যবহার করে তার ঝিল্লিতে একটি সম্ভাব্য পার্থক্য তৈরি করে।
