प्रश्न- केन्द्रक के विभिन्न घटकों के नाम बताइये। प्रत्येक के कार्य का भी वर्णन कीजिए।

अथवा
केन्द्रक, केन्द्रक कला तथा न्यूक्लिओलस के कार्यों का वर्णन कीजिए।

उत्तर-

केन्द्रक
(Nucleus)

रॉबर्ट ब्राउन (Robert Brown) ने सर्वप्रथम सन् 1831 में कोशिका में केन्द्रक की उपस्थिति का पता लगाया था। केन्द्रक कोशिका का सबसे अधिक महत्वपूर्ण भाग है क्योंकि यह कोशिका की समस्त उपापचयी क्रियाओं का नियमन करता है। इसमें आनुवंशिक पदार्थ अर्थात् डी.एन.ए. पाया जाता है। इसीलिए इसे सभी आनुवंशिक लक्षणों का नियंत्रण केन्द्र माना जाता है। बीलर (Belar) के अनुसार कोशिका विभाजन में कोशिका में कोशिकाद्रव्य के जिस भाग से गुणसूत्र का निर्माण होता है, वह भाग कोशिका का केन्द्रक कहलाता है। कोशिका विज्ञान की वह शाखा जिसके अन्तर्गत केन्द्रक का अध्ययन किया जाता है, उसे कैरियोलॉजी कहते हैं।

प्रत्येक कोशिका के जीवनकाल में इसकी दो अवस्थाएँ होती हैं -

1. इण्टरफेज या उपपाचयी प्रावस्था - यह कोशिका की विश्रामी अवस्था होती है। इस अवस्था के अन्तर्गत कोशिका में केन्द्रक तथा कोशिकाद्रव्य का कोई विभाजन नहीं होता है। केन्द्रक और कोशिकाद्रव्य काफी सक्रिय अवस्था में रहते हैं। केन्द्रक की इस प्रावस्था को इण्टरफेज केन्द्र कहते हैं। केन्द्रक की रचना जानने के लिए सामान्यतः कोशिका की इण्टरफेज प्रवास्था का अध्ययन किया जाता है।

2. माइटोटिक प्रावस्था - यह प्रवास्था कोशिका विभाजन के समय दिखाई देती है। इस प्रावस्था में कोशिका का केन्द्रक तथा कोशिकाद्रव्य विभाजन की स्थिति में होता है।

केन्द्रक की स्थिति विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं में भिन्न-भिन्न होती है, परन्तु एक ही ऊतक की कोशिकाओं में इसकी स्थिति निश्चित होती है। एडीपोज ऊतक की कोशिकाओं में यह प्लाज्मा झिल्ली के समीप स्थित होता है, जबकि भ्रूणीय कोशिकाओं में यह कोशिका के लगभग मध्य में पाया जाता है। ग्लैन्डुलर ऊतक की कोशिकाओं में यह कोशिका के आधार के समीप स्थित रहता है। सभी सुकेन्द्रकीय ३ (यूकैरियोटिक) कोशिकाओं में केन्द्रक सुविकसित होता है। प्रत्येक जटिल सुकेन्द्रकीय कोशिका में प्रायः एक ही केन्द्रक पाया जाता है, लेकिन कुछ कोशिकाओं में यह दो या दो से अधिक संख्या में भी होते हैं।

केन्द्रक की आकृति कोशिकाओं के प्रकार के अनुसार भिन्न भिन्न होती है। साधारणतः यह कोशिकाओं में अपनी इण्टरफेज प्रावस्था में गोलाकार होता है लेकिन यह पूर्णतया अनियमित आकार का भी हो सकता है, जैसे श्वेत रुधिर कणिकाओं में बेलनाकार तथा प्रिज्मेटिक कोशिकाओं में यह इलिप्टिकल तथा स्क्वेमस कोशिकाओं में चपटी आकृति का होता है। कुछ कोशिकाओं में यह घोड़े की नाल, शाखित, लैंस तथा पाइरीफार्म आकृति का भी पाया जाता है।

केन्द्रक का परिमाण भी इसके आकार की भाँति, भिन्न-भिन्न प्राणियों के ऊतक की कोशिकाओं में भिन्न-भिन्न होता है। इसके अतिरिक्त एक ही जीव की विभिन्न कोशिकाओं में तथा एक ही कोशिका की विभिन्न अवस्थाओं में भी केन्द्रक का परिणाम अलग-अलग होता है। जन्तु कोशिकाओं में सबसे छोटे केन्द्रक प्रायः 0.5p व्यास के तथा सबसे लम्बे लगभग 1mm तक के पाये जाते हैं।

संरचना - कोशिका में केन्द्रक की रचना अत्यन्त जटिल होती है। कोशिका की इण्टरफेज अवस्था में इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी द्वारा अध्ययन करने पर केन्द्रक में निम्नलिखित भाग स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं -

केन्द्रक झिल्ली इस झिल्ली की उपस्थिति के बारे में विवरण सबसे पहले रॉबर्ट ब्राउन ने सन् 1833 में दिया था। इसको कैरियोथीका भी कहते हैं। यह झिल्ली केन्द्रक के चारों ओर का बाहरी आवरण है जो केन्द्रक के अन्दर स्थित केन्द्रकद्रव्य को कोशिकाद्रव्य से अलग करती है अर्थात् यह कोशिका को अन्दर से दो भागों में विभक्त करता है बाहरी कोशिकाद्रव्य का भाग तथा भीतरी केन्द्रकद्रव्य का भाग। यह स्वभाव में सेमीपरमिएबल होती है तथा इसी के द्वारा केन्द्रक तथा कोशिकाद्रव्य के मध्य भोज्य पदार्थ का आदन प्रदान होता है।

केन्द्रक झिल्ली के कार्य

केन्द्रक झिल्ली के निम्नलिखित कार्य हैं-

(i) यह झिल्ली केन्द्रक की आकृति तथा परिमाण को नियंत्रित करती है तथा कोशिकाद्रव्य एवं केन्द्रकद्रव्य के मध्य एक भौतिक सीमा का निर्माण करती है।

(ii) यह कुछ कोशिका-अंगकों का इनवैजिनेशन के द्वारा निर्माण करती है।

(iii) केन्द्रक झिल्ली छिद्र द्वारा कोशिकाद्रव्य और केन्द्रकद्रव्य के मध्य बड़े आकार के अणुओं के आदान-प्रदान को नियंत्रित करती है, जैसे केन्द्रक में निर्मित एम.आर.एन.ए. इन छिद्रों के द्वारा कोशिकाद्रव्य में पहुँचता है, जहाँ यह प्रोटीन संश्लेषण में राइबोसोम के साथ भाग लेता है।

2. केन्द्रकद्रव्य या कैरियोलिम्फ - कोशिका में केन्द्रक झिल्ली के अन्दर कोशिकाद्रव्य की तरहएक पारदर्शी एसिडोफिलिक द्रव भरा रहता है, जिसे केन्द्रकद्रव्य कहते हैं। इसमें क्रोमेटिन धागों का जाल तथा न्यूक्लिओलस पाये जाते हैं। केन्द्रकद्रव्य का रासायनिक संघटन अत्यन्त जटिल होता है, यह मुख्य रूप से न्यूक्लियो प्रोटीन्स का बना होता है। इसमें अनेक एन्जाइम्स जैसे राइबोन्युक्लिऐज फॉस्फाटेज तथा डाइपेप्टाइडेज पाये जाते हैं। इनके अतिरिक्त इसमें न्यूक्लिक अम्ल, खनिज लवण तथा लिपिड्स इत्यादि भी पाये जाते हैं।

3. क्रोमेटिन धागे - केन्द्रकद्रव्य में अनेक महीन धागे अनियमित जालक के रूप में पाये जाते हैं। इन धागों को क्रोमेटिन धागे या क्रोमेनिमेटा और इनके जाल को क्रोमेटिन जाल कहते हैं। इन धागों का ब्यास 40Á से 150Â तक होता है। ये क्रोमैटिन धागे कोशिका के केन्द्रक में केवल इण्टरफेज प्रावस्था में ही दिखाई देते हैं। ये ही क्रोमेटिन धागे कोशिका विभाजन के समय संकुचित होकर गुणसूत्र में परिवर्तित हो जाते हैं। कोन (Cohn 1964) के अनुसार क्रोमेटिन धागे केन्द्रक की इण्टरफेज प्रावस्था में दिखाई देने वाली वह रचना है जो कोशिका विभाजन के समय गुणसूत्र में परिवर्तित हो जाती है। क्रोमेटिन दो प्रकार के होते हैं -

(i) यूक्रोमेटिन - इण्टरफेज प्रावस्था में यह केन्द्रक में जालक के रूप में रहता है। कोशिका विभाजन के समय यह संघनित हो जाता है तथा कोशिका विभाजन की टीलोफेज प्रावस्था में पुनः यह धागों के रूप में फैल जाता है। यह क्षारीय रंजकों द्वारा रंजित होता है। यह आनुवंशिक रूप से सक्रिय पदार्थ है जिसमें डी.एन.ए. काफी मात्रा में होता है।

(ii) हेटरोक्रोमेटिन - यह क्रोमेटिन के वे क्षेत्र हैं जो कोशिका विभाजन की हर प्रावस्था में संघनित रहते हैं तथा गहरे रंग के क्षेत्र के रूप में स्पष्ट दिखाई देते हैं अर्थात् इण्टरफेज तथा प्रोफेज प्रावस्थाओं में संघनित हो जाते हैं किन्तु यूक्रोमेटिन की भाँति टीलोफेज प्रावस्था में खुलते नहीं हैं। हेटरोक्रोमेटिन न्यूक्लिओलस के चारों ओर तथा परिधि पर पाई जाती है। इसमें डी.एन.ए. थोड़ी मात्रा में तथा आर.एन.ए. अधिक मात्रा में पाया जाता है।

4. न्यूक्लिओलस - यह केन्द्रक के अन्दर एक बड़ी गोलाकार एवं स्पष्ट रचना है। यह कोशिका की उपापचयी क्रियाओं से सम्बन्धित है। जिन कोशिकाओं में प्रोटीन संश्लेषण की क्रिया सक्रिय रूप में पाई जाती है (जैसे- न्यूरॉन्स तन्त्रिका तथा स्रावी कोशिकाएँ) उनमें यह आकार में अधिक बड़ा होता है लेकिन जिन कोशिकाओं में प्रोटीन संश्लेषण की क्रिया बहुत कम पायी जाती है (जैसे- शुक्राणु पेशी कोशिकाएँ.. इत्यादि), उनमें यह प्रायः अधिक छोटा या अनुपस्थिति होता है। शरीर कोशिकाओं की इण्टरफेज प्रावस्था केन्द्रक में यह स्पष्ट दिखाई देता है।

न्यूक्लिओलस की संख्या अलग-अलग जन्तुओं की कोशिकाओं के केन्द्रक में भिन्न-भिन्न होती है। ये संख्या में एक से तीन तक हो सकती हैं। वास्तव में इनकी संख्या गुणसूत्र की संख्या पर निर्भर करती है। केन्द्रक के अन्दर न्यूक्लिओलस की स्थिति प्रायः निश्चित होती है। अधिकांशतः केन्द्रक में इसकी स्थिति अपकेन्द्रीय होती है।

न्यूक्लिओलस के कार्य

न्यूक्लिओलस के कार्य निम्नलिखित हैं-

(i) आर.एन.ए. का संश्लेषण - राइबोसोमल आर.एन.ए. का संश्लेषण न्यूक्लिओलस में होता है। न्यूक्लिलोस से सम्बद्ध क्रोमेटिन में राइबोसोम डी. एन. ए. या राइबोसोमल जीन होती है जो राइबोसोमल आर. एन. ए. को कोड करता है।

(ii) राइबोसोम की बायोजिनेसिस - न्यूक्लिओलस का मुख्य कार्य राइबोसोम्स के बायोजिनेसिस या उत्पत्ति से सम्बन्धित है जिसके द्वारा यह कोशिकाद्रव्य में प्रोटीन संश्लेषण में सहायता करता है।

(iii) यह कोशिका विभाजन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। लबिनसेण्ट के अनुसार न्यूक्लिओलस गुणसूत्र में उपस्थित पदार्थों का भण्डार है।

केन्द्रक का रासायनिक संघटन अत्यन्त ही जटिल होता है जिसमें न्यूक्लियो-प्रोटीन्स इसके रासायनिक संघटन के सबसे महत्वपूर्ण भाग का निर्माण करती है। इसमें अनेक प्रकार के अकार्बनिक तथा कार्बनिक रासायनिक पदार्थ पाये जाते हैं जो निम्नलिखित हैं-

1. क्षारीय प्रोटीन्स प्रोटामिन्स तथा हिस्टोन्स सरल क्षारीय प्रोटीन्स हैं जिनका आण्विक भार कम होता है। प्रोटामिन में क्षारीय अमीनो अम्ल आर्जिनीन होता है, जबकि हिस्टोन्स में क्षारीय अमीनो अम्ल लाइसिन तथा आर्जिनीन होते हैं। हिस्टोन्स का आण्विक भार प्रोटामिन्स से कुछ अधिक होता है। ये प्रोटीन्स गुणसूत्रों के पोषण तथा जनन में सहायक होते हैं।

2. अम्ल प्रोटीन्स ये अधिक आण्विक भार वाली प्रोटीन्स हैं जो केन्द्रक की विशिष्ट उपापचयी क्रियाओं में भाग लेती हैं। ये इण्टरफेज केन्द्रक में अधिक पाई जाती हैं। इनमें ट्रिप्टोफेन तथा टाइरोसीन अमीनो अम्ल होते हैं।

3. केन्द्रकीय एन्जाइम्स - एन्जाइम्स केन्द्रक के अत्यन्त महत्वपूर्ण भाग हैं जो स्वभाव में नान- हिस्टोन्स होते हैं। केन्द्रक के अन्दर अनेक एन्जाइम्स पाये जाते हैं, जिनमें मुख्य न्यूक्लिओसाइड फॉस्फोराइलेज, गुआनेज, इस्टरेज, एल्केलाइन फॉस्फाटेज तथा न्यूक्लिओटाइड-फॉस्फाटेज आदि हैं जो केन्द्रक की विभिन्न उपापयी क्रियाओं को नियंत्रित करते हैं।

4. न्यूक्लिक अम्ल - न्यूक्लिक अम्ल केन्द्रक के अधिकांश भाग को बनाते हैं। ये दो प्रकार के होते हैं राइबोन्यूक्लिक अम्ल (आर.एन.ए.) तथा डी-आक्सीराइबोन्यूक्लिक अम्ल (डी.एन.ए.)। केन्द्रक में डी.एन.ए. की मात्रा गुणसूत्रों की संख्या पर निर्भर करती है।

5. लिपिड्स - ये मुख्य रूप से लाइपोप्रोटीन्स तथा फॉस्फोलिपिड्स के रूप में पाये जाते हैं। केन्द्रक में पाये जाने वाले फॉस्फोलिपिड्स गुणसूत्र में पाये जाने वाले फॉस्फोलिपिड से भिन्न होते हैं।

6. अकार्बनिक पदार्थ ये केन्द्रक में कम मात्रा में पाये जाते हैं, लेकिन केन्द्रक की उपापचयी क्रियाओं में इनका काफी महत्व होता है। ये केन्द्रिकाद्रव्य में फॉस्फोरस, पोटैशियम, सोडियम, कैल्शियम तथा मैग्नीशियम यौगिकों के रूप में पाये जाते हैं। क्रोमेटिन में ये केन्द्रिकाद्रव्य की अपेक्षा अधिक मात्रा में उपस्थित होते हैं।

केन्द्रक के कार्य

केन्द्रक कोशिका का मुख्य भाग होता है, इसके कार्य निम्नलिखित हैं-

1. केन्द्रक सभी सुकेन्द्रकीय (यूकैरियोटिक) कोशिकाओं में पाया जाता है। यह कोशिकाओं का मस्तिष्क केन्द्र कहलाता है क्योंकि इण्टरफेज प्रावस्था में यह कोशिकाओं की प्रायः अधिकतर उपापचयी क्रियाओं का नियंत्रण रखता है। इण्टरफेज प्रावस्था में कोशिकाद्रव्य तथा केन्द्रक एक सैमिपरमिएबल झिल्ली के द्वारा अलग-अलग रहते हैं। इससे यह स्पष्ट होता है, कि इस झिल्ली के द्वारा केन्द्रक तथा कोशिकाद्रव्य के मध्य पदार्थों का आदान-प्रदान होता है जिससे केन्द्रक तथा कोशिकाद्रव्य के बीच एक न्यूक्लियो- साइटोप्लाज्मिक सम्बन्ध बना रहता है जो इण्टरफेज कोशिकाओं की सभी सामान्य उपापचयी क्रियाओं के संचालन के लिए आवश्यक है।

2. केन्द्रक आर. एन. ए. के संश्लेषण को भी नियन्त्रित करता है।

3. यह कोशिका के सभी लक्षणों को बनाये रखता है क्योंकि इसमें आनुवंशिक पदार्थ डी.एन.ए. होता है।

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