BPSC 71वीं CCE प्रारंभिक सामान्य अध्ययन · प्रश्न 142 / 150

सही — A, ‘लिपिड और प्रोटीन के विभिन्न संयोजन जो प्रत्येक प्रजाति, कोशिका प्रकार और अंग के लिए विशिष्ट होते हैं।’ (अंग्रेज़ी संस्करण में इस जगह ‘organelle’ छपा है, अर्थात् कोशिकांग।) हर जैविक झिल्ली लिपोप्रोटीनी होती है : फ़ॉस्फ़ोलिपिड की एक सतत द्विपरत, जिसके ध्रुवीय शीर्ष जलीय परिवेश की ओर रहते हैं और जलविरोधी पूँछें भीतर की ओर सटी रहती हैं, और उसी में प्रोटीन धँसे रहते हैं। NCERT की कक्षा XI जीवविज्ञान इस पर संख्याएँ देती है — मानव लाल रक्त कोशिका की झिल्ली लगभग 52 प्रतिशत प्रोटीन और 40 प्रतिशत लिपिड है, और शेष वह कार्बोहाइड्रेट है जो बाहरी सतह पर ग्लाइकोलिपिड तथा ग्लाइकोप्रोटीन के रूप में बैठा होता है। कोलेस्ट्रॉल फ़ॉस्फ़ोलिपिड की पूँछों के बीच बैठकर तरलता को साधता है। झिल्ली-प्रोटीन इस आधार पर वर्गीकृत होते हैं कि उन्हें खींचकर बाहर निकालना कितना आसान है : परिधीय (peripheral) प्रोटीन सतह पर पड़े रहते हैं, अभिन्न (integral) प्रोटीन द्विपरत में आंशिक या पूर्ण रूप से दबे रहते हैं। यही तरल मोज़ेक मॉडल है, जिसे 1972 में एस. जे. सिंगर और जी. एल. निकोलसन ने प्रस्तावित किया और जो आज भी स्वीकृत चित्र है — अर्ध-तरल लिपिड प्रोटीनों को चादर में पार्श्व दिशा में सरकने देता है, और यही तरलता कोशिका-वृद्धि, अंतरकोशिकीय संधियों के बनने, स्राव, अंतर्ग्रहण (endocytosis) तथा कोशिका-विभाजन को संभव बनाती है। परीक्षक असल में जिस अंश पर अंक दे रहा है वह है ‘विभिन्न संयोजन’। झिल्ली की संरचना प्रकृति का कोई स्थिरांक नहीं है; वह इसके साथ बदलती है कि किसी झिल्ली को कितना काम करना है। माइटोकॉन्ड्रिया की भीतरी झिल्ली, जिस पर इलेक्ट्रॉन-अभिगमन शृंखला के संकुल और ATP सिंथेज़ ठसाठस भरे हैं, लगभग 75 प्रतिशत प्रोटीन पर चलती है। तंत्रिका-अक्षतंतु पर लिपटा माइलिन आवरण, जिसका एकमात्र काम विद्युत-रोधन है, लगभग 18 प्रतिशत प्रोटीन पर चलता है और भारी बहुमत से लिपिड है। वही मूल वास्तुशिल्प, पर उलटे अनुपात, क्योंकि एक रासायनिक कारख़ाना है और दूसरा तार का ग़िलाफ़। ठीक यही अंतर विकल्प का वाक्यांश ‘प्रत्येक प्रजाति, कोशिका प्रकार और अंग के लिए विशिष्ट’ पकड़ता है, और इसीलिए आयोग ने इस कुंजी को बनाए रखा, यह टिप्पणी करते हुए कि जैविक झिल्लियाँ प्रकृति में लिपोप्रोटीनी हैं और कोशिका-प्रकार तथा प्रजाति के अनुसार लिपिड और प्रोटीन के विभिन्न संयोजनों से बनी होती हैं।

• (b)केवल लिपिड — यह वही चित्र है जो जीवविज्ञान 1935 से पहले मानता था — ओवरटन ने 1895 में यह अनुमान लगाया कि झिल्लियाँ लिपिड की हैं, क्योंकि लिपिड में घुलनशील पदार्थ उन्हें सबसे तेज़ पार करते थे, और गॉर्टर तथा ग्रेंडेल ने 1925 में दिखाया कि लाल रक्त कोशिकाओं से निकाला गया लिपिड फैलकर उन्हीं कोशिकाओं के पृष्ठीय क्षेत्रफल से दुगुना क्षेत्र घेर लेता है, जिससे द्विपरत सिद्ध हुई। लिपिड सचमुच सतत प्रावस्था भी है और पारगम्यता-अवरोध भी। पर नंगी लिपिड चादर न सोडियम पंप कर सकती है, न किसी हार्मोन-ग्राही को धारण कर सकती है, न एंज़ाइम का काम कर सकती है; लाल रक्त कोशिका की झिल्ली भार से लगभग 52 प्रतिशत प्रोटीन है। यह विकल्प ‘फ़ॉस्फ़ोलिपिड द्विपरत’ की आधी-अधूरी स्मृति है।
• (c)केवल प्रोटीन — जीवविज्ञान में कहीं भी कोई झिल्ली केवल प्रोटीन की नहीं होती। मानव शरीर की सबसे प्रोटीन-बहुल झिल्ली भी — माइटोकॉन्ड्रिया की भीतरी झिल्ली, लगभग 75 प्रतिशत प्रोटीन — अपनी लिपिड द्विपरत के बिना नहीं चलती, कार्डियोलिपिन समेत, क्योंकि केवल जलविरोधी लिपिड क्रोड ही उस कक्ष को जल-घुलनशील आयनों से सील कर सकता है और उस प्रोटॉन प्रवणता को थामे रख सकता है जिस पर ATP सिंथेज़ चलता है। प्रोटीन जल-घुलनशील मशीनें हैं; वे स्वयं जल के विरुद्ध अवरोध नहीं बना सकतीं। लिपिड निकाल दीजिए तो काम करने के लिए कोई कक्ष ही नहीं बचता।
• (d)उपरोक्त में से कोई नहीं — ‘उपरोक्त में से कोई नहीं’ तभी सही हो सकता है जब उससे पहले के तीनों विकल्प ग़लत हों, और विकल्प (a) तरल मोज़ेक मॉडल का पाठ्यपुस्तक-सम्मत कथन है, इसलिए यह अपने आप ढह जाता है। यह उस अभ्यर्थी की शरण है जो सिद्धांततः लंबे विकल्प पर अविश्वास करता है। संरचना और परिभाषा वाले प्रश्नों में यह प्रवृत्ति उल्टी पड़ती है : विकल्प प्रायः इसीलिए लंबा होता है कि उसे सटीक बनाया गया है, और उसकी शर्तें — यहाँ ‘विभिन्न संयोजन’ तथा ‘प्रत्येक प्रजाति, कोशिका प्रकार और अंग के लिए विशिष्ट’ — ही भेद करने का काम कर रही होती हैं।

जैविक झिल्ली केवल कोशिका की बाहरी त्वचा नहीं है। यही वास्तुशिल्प प्लाज़्मा झिल्ली, केंद्रक-आवरण, अंतर्द्रव्यी जालिका, गॉल्जी उपकरण, लाइसोसोम, माइटोकॉन्ड्रिया की दोहरी झिल्ली और उसकी मुड़ी हुई भीतरी क्रिस्टी, तथा हरितलवक के थाइलैकॉइड — सबको बनाता है, और ठीक इसीलिए सुकेंद्रकी (eukaryote) कोशिकाओं में कक्ष होते हैं और प्राक्केंद्रकी (prokaryote) कोशिकाओं में, जिनमें झिल्ली-बद्ध कोशिकांग नहीं होते, नहीं होते। निर्माण-खंड है फ़ॉस्फ़ोलिपिड, एक उभयरागी (amphipathic) अणु जिसका फ़ॉस्फ़ेट शीर्ष जल-प्रेमी और जिसकी दो वसा-अम्ल पूँछें जल-विरोधी होती हैं। ऐसे अणुओं को पानी में डालिए और वे स्वयं जुड़कर, पूँछें भीतर तथा शीर्ष बाहर करके, लगभग 7 से 8 नैनोमीटर मोटी द्विपरत बना लेते हैं; न ऊर्जा चाहिए न कोई साँचा, यह काम जलविरोधी प्रभाव कर देता है। वह द्विपरत एक उत्कृष्ट अवरोध है — आयन और ध्रुवीय अणु उसे पार नहीं कर सकते — जो उपयोगी है पर अकेले बेकार भी, क्योंकि कोशिका को ग्लूकोज़ भीतर लाना है, सोडियम बाहर निकालना है, हार्मोन भाँपने हैं और अपने पड़ोसियों को पहचानना है। यह सब लिपिड में धँसे या उससे जुड़े प्रोटीन करते हैं। छोटे अध्रुवीय अणु सीधे विसरित हो जाते हैं; जल परासरण से चलता है; ध्रुवीय अणुओं को प्रवणता की दिशा में ले जाने के लिए वाहक प्रोटीन चाहिए; और किसी पदार्थ को उसकी सांद्रता-प्रवणता के विरुद्ध ले जाने में ATP ख़र्च होता है, जैसा सोडियम-पोटैशियम पंप करता है। इस तरह लिपिड सील और तरलता देता है, प्रोटीन चयनशीलता तथा यंत्र देता है, और बाहरी सतह का कार्बोहाइड्रेट पहचान देता है — ABO रक्त-समूह प्रतिजन झिल्ली के ग्लाइकोलिपिड और ग्लाइकोप्रोटीन ही हैं। संरचना इसलिए बदलती है क्योंकि कार्य बदलता है।

जीवविज्ञान देखने से पहले विकल्पों की बनावट देखिए। तीन विकल्प निरपेक्ष हैं — ‘केवल लिपिड’, ‘केवल प्रोटीन’, ‘उपरोक्त में से कोई नहीं’ — और एक लंबा, सावधानी से शर्तों में बँधा वाक्य है। किसी वास्तविक जैविक संरचना की बनावट पूछने वाले प्रश्न में शर्तों वाला कथन लगभग हमेशा जीतता है, क्योंकि कोशिका-जीवविज्ञान में कुछ भी विशुद्ध नहीं होता। फिर कार्य से तर्क कीजिए, जो बिना कोई प्रतिशत रटे मामला तय कर देता है। झिल्ली को एक साथ दो उलटे काम करने हैं : कोशिका को हर जल-घुलनशील चीज़ से सील करना, और चुने हुए आयनों तथा पोषकों को नियंत्रित दर से भीतर आने देना। अकेली लिपिड द्विपरत पहला काम कर देती है और दूसरे को असंभव बना देती है; अकेले प्रोटीन दूसरा काम कर देते हैं और पहला नहीं कर सकते, क्योंकि प्रोटीन की परत इतनी जलविरोधी नहीं होती कि पानी रोक सके। इसलिए दोनों घटक आवश्यक हैं, और यही एक साथ (b) तथा (c) को मार देता है, और उनके मरते ही (d) भी मर जाता है। बचता है केवल यह जाँचना कि (a) की शर्त प्रभावशाली भर नहीं, सच भी है — और एक तुलना यह तय कर देती है : माइलिन आवरण लगभग 18 प्रतिशत प्रोटीन है जबकि माइटोकॉन्ड्रिया की भीतरी झिल्ली लगभग 75 प्रतिशत। यही एक विरोधाभास निर्णायक तथ्य है — प्रमाण कि प्रोटीन-लिपिड अनुपात सचमुच कोशिका-प्रकार और कोशिकांग के हिसाब से विशिष्ट होता है। जाल यहाँ आधी याद आई पंक्ति है — ‘प्लाज़्मा झिल्ली एक फ़ॉस्फ़ोलिपिड द्विपरत है’ — जो केवल लिपिड का नाम लेती है और जल्दबाज़ अभ्यर्थी को (b) की ओर धकेल देती है। द्विपरत इमारत का ढाँचा है, इमारत नहीं।

• NCERT की कक्षा XI जीवविज्ञान बताती है कि मानव लाल रक्त कोशिका की झिल्ली लगभग 52 प्रतिशत प्रोटीन और 40 प्रतिशत लिपिड है, और यह कि प्रोटीन-लिपिड अनुपात अलग-अलग कोशिका-प्रकारों में काफ़ी भिन्न होता है — सही विकल्प के ‘विभिन्न संयोजन’ वाक्यांश का पाठ्यपुस्तकीय आधार यही है।
• तरल मोज़ेक मॉडल 1972 में सिंगर और निकोलसन ने प्रस्तावित किया : लिपिड की अर्ध-तरल प्रकृति प्रोटीनों को द्विपरत के भीतर पार्श्व गति करने देती है, और यही तरलता कोशिका-वृद्धि, अंतरकोशिकीय संधियों के बनने, स्राव, अंतर्ग्रहण तथा कोशिका-विभाजन का आधार है।
• झिल्ली-प्रोटीन निकाले जाने की सुगमता से वर्गीकृत होते हैं — परिधीय प्रोटीन झिल्ली की सतह पर पड़े रहते हैं, जबकि अभिन्न प्रोटीन उसमें आंशिक या पूर्ण रूप से दबे रहते हैं; मुख्य लिपिड फ़ॉस्फ़ोलिपिड हैं, जो ध्रुवीय शीर्ष बाहर और जलविरोधी पूँछें भीतर करके द्विपरत में सजे रहते हैं, और कोलेस्ट्रॉल भी मौजूद रहता है।
• प्रोटीन की मात्रा काम के बोझ के साथ चलती है : माइटोकॉन्ड्रिया की भीतरी झिल्ली लगभग 75 प्रतिशत प्रोटीन है क्योंकि वह इलेक्ट्रॉन-अभिगमन शृंखला और ATP सिंथेज़ ढोती है, जबकि माइलिन आवरण केवल लगभग 18 प्रतिशत प्रोटीन है क्योंकि रोधन के लिए लिपिड चाहिए, यंत्र नहीं।
• यह मॉडल चरणों में बना — ओवरटन ने 1895 में पारगम्यता से झिल्ली की लिपिड प्रकृति निकाली, गॉर्टर तथा ग्रेंडेल ने 1925 में लाल रक्त कोशिकाओं से निकाले लिपिड की सहायता से द्विपरत दिखाई, डेनियली और डेवसन ने 1935 में प्रोटीन-लिपिड-प्रोटीन वाला सैंडविच सुझाया, रॉबर्टसन के इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मचित्रों ने 1959 में त्रिस्तरीय ‘इकाई झिल्ली’ दी, और 1972 में सिंगर तथा निकोलसन ने उसकी जगह ले ली।

• ‘प्लाज़्मा झिल्ली एक फ़ॉस्फ़ोलिपिड द्विपरत है’ इस आधी याद आई पंक्ति के सहारे ‘केवल लिपिड’ चुन लेना — द्विपरत ढाँचा है, और लाल रक्त कोशिका की झिल्ली का लगभग आधा भार प्रोटीन है
• यह मान लेना कि हर झिल्ली की संरचना एक जैसी है — प्रोटीन का हिस्सा माइलिन में लगभग 18 प्रतिशत से लेकर माइटोकॉन्ड्रिया की भीतरी झिल्ली में लगभग 75 प्रतिशत तक जाता है
• ‘उपरोक्त में से कोई नहीं’ की ओर इसलिए बढ़ जाना कि सही विकल्प संदेहजनक रूप से लंबा दिख रहा है — संरचना वाले प्रश्नों में लंबाई प्रायः सटीकता होती है, भराव नहीं

BPSC झिल्ली को सपाट परिभाषात्मक स्मरण की तरह पूछता है, जिसमें सही विकल्प वही लंबा और शर्तों वाला होता है और ग़लत विकल्प एक-शब्द के निरपेक्ष कथन — ‘X किससे बना है’ वाले दूसरे पदों में भी वह यही बनावट रखता है, इसलिए शर्तों को छोड़िए मत, पढ़िए। UPSC संरचना लगभग कभी सीधे नहीं पूछता; वह झिल्ली तक उसके काम के रास्ते से आता है — 1996 में कोशिकांगों की सूची में खनिज-ग्रहण को प्लाज़्मा झिल्ली से जोड़ना, और 2005 में परासरण तथा प्रतीप परासरण में अर्धपारगम्य झिल्ली के आर-पार विलायक की दिशा। BPSC के लिए मॉडल याद कीजिए, UPSC के लिए परिवहन की क्रियाविधि।

• अभ्यास प्रश्न — वास्तविक PYQ नहीं

  प्लाज़्मा झिल्ली का व्यापक रूप से स्वीकृत तरल मोज़ेक मॉडल 1972 में किसने प्रस्तावित किया था ?

  • (a)गॉर्टर और ग्रेंडेल
  • (b)डेनियली और डेवसन
  • (c)सिंगर और निकोलसन
  • (d)जे. डी. रॉबर्टसन

  उत्तर(c) सिंगर और निकोलसन — उन्होंने 1972 में तरल मोज़ेक मॉडल प्रस्तावित किया। गॉर्टर तथा ग्रेंडेल ने 1925 में लिपिड द्विपरत दिखाई, डेनियली और डेवसन ने 1935 में प्रोटीन-लिपिड-प्रोटीन सैंडविच दिया, और रॉबर्टसन के इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मचित्रों ने 1959 में त्रिस्तरीय ‘इकाई झिल्ली’ प्रस्तुत की।

• अभ्यास प्रश्न — वास्तविक PYQ नहीं

  सोडियम-पोटैशियम पंप द्वारा Na+ तथा K+ आयनों का प्लाज़्मा झिल्ली के आर-पार उनकी सांद्रता-प्रवणता के विरुद्ध जाना किसका उदाहरण है ?

  • (a)सरल विसरण
  • (b)परासरण
  • (c)सुगम विसरण
  • (d)सक्रिय परिवहन

  उत्तर(d) सक्रिय परिवहन — सांद्रता-प्रवणता के विरुद्ध गति के लिए ATP से ऊर्जा चाहिए। सरल विसरण और सुगम विसरण दोनों प्रवणता की दिशा में चलते हैं और उनमें ऊर्जा ख़र्च नहीं होती, तथा परासरण विशेष रूप से चयनात्मक पारगम्य झिल्ली के आर-पार जल का विसरण है।