सेल बायोलॉजी: कोशिका सिद्धांत और संरचना

Cell Biology

1. Cell Theory

All living organisms are composed of cells.
The cell is the basic unit of life.
All cells arise from pre-existing cells.

2. Types of Cells

Prokaryotic Cells:
- Lack a nucleus and membrane-bound organelles.
- Examples: Bacteria and Archaea.
Eukaryotic Cells:
- Contain a nucleus and membrane-bound organelles.
- Examples: Animal cells, Plant cells, Fungal cells, Protists.

3. Cell Structure

Cell Membrane:
- Semi-permeable barrier that regulates entry and exit of substances.
Nucleus:
- Contains genetic material (DNA).
- Site of transcription.
Cytoplasm:
- Gel-like substance where cellular processes occur.
Organelles:
- Mitochondria: Powerhouse of the cell, produces ATP through respiration.
- Ribosomes: Sites of protein synthesis.
- Endoplasmic Reticulum (ER):
  - Rough ER: Studded with ribosomes; site of protein synthesis and processing.
  - Smooth ER: Involved in lipid synthesis and detoxification.
- Golgi Apparatus: Modifies, sorts, and packages proteins and lipids for secretion or use within the cell.
- Lysosomes: Contain digestive enzymes for waste breakdown.
- Chloroplasts (in plant cells): Site of photosynthesis.

4. Cell Division

Mitosis:
- Process of cell division resulting in two identical daughter cells.
- Phases: Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase, and Cytokinesis.
Meiosis:
- Process of cell division that produces gametes (sex cells) with half the chromosome number.
- Involves two rounds of division: Meiosis I and Meiosis II.

5. Cell Communication

Signaling Molecules: Hormones, neurotransmitters, and other molecules that facilitate communication between cells.
Receptors: Proteins on the cell surface or inside cells that bind to signaling molecules to trigger a response.
Cell Junctions: Structures that connect cells together and allow communication (e.g., tight junctions, gap junctions).

6. Cell Metabolism

Anabolism: Building up of molecules (e.g., protein synthesis).
Catabolism: Breaking down of molecules to release energy (e.g., cellular respiration).

7. Cellular Homeostasis

Cells maintain internal balance through mechanisms such as osmoregulation and pH regulation.
Transport mechanisms:
- Passive Transport: Movement of substances across the membrane without energy (e.g., diffusion, osmosis).
- Active Transport: Requires energy to move substances against their concentration gradient (e.g., sodium-potassium pump).

8. Cell Cycle Regulation

Controlled by checkpoints to ensure proper division and functioning.
Key proteins: Cyclins and Cyclin-dependent kinases (CDKs).

9. Stem Cells

Undifferentiated cells with the potential to develop into various cell types.
Types:
- Embryonic Stem Cells: Pluripotent; can become any cell type.
- Adult Stem Cells: Multipotent; limited to specific cell types.

सेल बायोलॉजी

सेल थियरी

सभी जीवित जीवों का गठन कोशिकाओं से होता है।
कोशिका जीवन की मूलभूत इकाई है।
सभी कोशिकाएं पूर्व-स्थित कोशिकाओं से उत्पन्न होती हैं।

कोशिकाओं के प्रकार

प्रोकैरियोटिक कोशिकाएँ:
- नाभिक और झिल्डी-बंधित ऑर्गेन्स की कमी।
- उदाहरण: बैक्टीरिया और आर्किया।
यूकैरियोटिक कोशिकाएँ:
- नाभिक और झिल्डी-बंधित ऑर्गेन्स की उपस्थिति।
- उदाहरण: पशु कोशिकाएं, पौधों की कोशिकाएं, फंगी की कोशिकाएं, प्रोटिस्ट।

कोशिका संरचना

कोशिका झिल्ली:
- अर्ध-परमीयुक्त बाधा, मात्रा के प्रवाह को नियंत्रित करती है।
नाभिक:
- आनुवंशिक सामग्री (डीएनए) का स्थान।
- प्रतिलिपि (ट्रांसक्रिप्शन) का स्थान।
साइटोप्लाज्म:
- जेली जैसे पदार्थ जिसमें कोशिकीय प्रक्रियाएँ होती हैं।
ऑर्गेन्स:
- माइटोकॉन्ड्रिया: कोशिका की ऊर्जा उत्पादन का केंद्र, श्वसन के माध्यम से एटीपी का उत्पादन।
- राइबोसोम्स: प्रोटीन संश्लेषण के स्थल।
- एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ईआर):
  - रफ ईआर: राइबोसोम से भरा; प्रोटीन संश्लेषण और प्रसंस्करण का स्थल।
  - स्मूद ईआर: लिपिड संश्लेषण और विषहरण में संलग्न।
- गोल्ज़ी एपारATUS: प्रोटीन और लिपिड का संशोधन, वर्गीकरण और पैकेजिंग।
- लाइसोज़ोम्स: अपशिष्ट को तोड़ने के लिए पाचन एंजाइमों का निर्माण।
- क्लोरोप्लास्ट्स (पौधों में): प्रकाश संश्लेषण का स्थल।

कोशिका विभाजन

माइटोसिस:
- कोशिका विभाजन की प्रक्रिया, जिसमें दो समान पुत्र कोशिकाएं बनती हैं।
- चरण: प्रोफेज, मेटाफेज, एनाफेज, टेलोफेज और साइटोकाइन्सिस।
मीयोसिस:
- कोशिका विभाजन की प्रक्रिया जो गेमेट्स (लैंगिक कोशिकाएं) का निर्माण करती है, जिसमें आधी क्रोमोसोम संख्या होती है।
- दो विभाजन राउंड्स शामिल: मीयोसिस I और मीयोसिस II।

कोशिका संचार

सिग्नलिंग मॉलिक्यूल्स: हार्मोन, न्यूरोट्रांसमीटर, और अन्य मॉलिक्यूल जो कोशिकाओं के बीच संचार में मदद करते हैं।
रिसेप्टर्स: कोशिका सतह पर या अंदर प्रोटीन जो सिग्नलिंग मॉलिक्यूल्स से बंधते हैं।
कोशिका जंक्शंस: कोशिकाओं को जोड़ने की संरचनाएँ जो संचार की अनुमति देती हैं (जैसे, टाइट जंक्शंस, गैप जंक्शंस)।

कोशिका मेटाबॉलिज्म

एनाबोलिज्म: मॉलिक्यूल्स का निर्माण (जैसे, प्रोटीन संश्लेषण)।
कैटाबोलिज्म: मॉलिक्यूल्स का टूटना जिससे ऊर्जा मुक्त होती है (जैसे, कोशिकीय श्वसन)।

सेलुलर होमियोस्टैसिस

कोशिकाएँ आंतरिक संतुलन बनाए रखती हैं जैसे कि ओस्मोरेगुलेशन और पीएच नियमन।
परिवहन तंत्र:
- निष्क्रिय परिवहन: बिना ऊर्जा के संक्रांति (जैसे, विभेदन, ऑस्मोसिस)।
- सक्रिय परिवहन: सघनता के विपरीत पदार्थों को स्थानांतरित करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता (जैसे, सोडियम-पोटैशियम पंप)।

सेल चक्र नियमन

उचित विभाजन और क्रियान्वयन सुनिश्चित करने के लिए चेकपॉइंट्स द्वारा नियंत्रित।
मुख्य प्रोटीन: साइक्लिन और साइक्लिन-निर्भरत काइनेज (CDKs)।

स्टेम सेल

अविकसित कोशिकाएं जो विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं में विकसित होने की क्षमता रखती हैं।
प्रकार:
- भ्रूण स्टेम सेल: प्लुरिपोटेंट; किसी भी प्रकार की कोशिका बन सकती हैं।
- व्यस्क स्टेम सेल: मल्टीपोटेंट; विशिष्ट कोशिका प्रकारों तक सीमित।