पेशीशास्त्र : पेशी रचना, अंगके व कार्य (Cell Structure, Organelles, and Functions )

पृथ्वीवर विविध प्रकारचे  असंख्य सजीव राहतात त्यातील काही हे साधी रचना असलेले  एकपेशीय  सजीव आहेत तर काही क्लिष्ट रचना असणारे बहुपेशीय सजीव आहेत. एकपेशीय साजीवामध्ये एका पेशी द्वारे सर्व क्रिया पार पाडल्या जातात तर बहुपेशीय साजीवामध्ये वेगवेगळी कार्ये करण्यासाठी वेगवेगळ्या पेशी असतात.

सजीवांचा मुलभूत व रचनात्मक घटक : पेशी हे सजीवांचे मूलभूत घटक आहे.

रॉबर्ट हूक या शास्त्रज्ञाने इ.स. १६६५ मध्ये रचनात्मक घटकाचा शोध लावला व त्याला Cells असे नाव दिले.

पेशीच्या  संख्येवरून सजीवांचे दोन प्रकार होतात :

1. एक पेशीय सजीव : सजीवांच्या रचनेत एकच पेशी असते व त्या एकाच पेशीद्वारे सर्व क्रिया केल्या जातात.

उदा: अमिबा, अंडे,पॅरामेशिअम, युग्लीना.

1. बहुपेशीय सजीव : सजीवाचा आकार जितका मोठा त्यामध्ये तितक्याच अधिक संख्येने पेशी असतात.

उदा : माणूस घोडा हत्ती इत्यादी.

माणसाच्या शरीरातील काही पेशींना एक सेंटीमीटर लांबी चे शेपूट किंवा अक्षतंतू असते.

मेंदूच्या चेतापेशींची संख्या १०,००० दशलक्ष असते.

प्रौढ व्यक्तीच्या शरीरात ६० ते ९० दशलक्ष पेशी असतात.

पेशी सिद्धांत :

१८३८-३९ मध्ये एमजे शिल्डन आणि थिओडोर श्वान : सर्व वनस्पती पेशी पासून बनलेल्या असतात आणि पेशी हा सजीवांचा पायाभूत घटक आहे असा सिद्धांत मांडला.

१८८५ मध्ये आर. वीरशॉ (R. Virchow ) : 'Omnis Cellula a Cellula ' म्हणजे सर्व पेशींचा जन्म अस्तित्वात असलेल्या पेशीपासून होतो असे प्रतिपादन केले.

आधुनिक पेशी सिद्धांताची गृहितके (Assumption of Modern Theory of Cell) : सर्व सजीव पेशी पासून बनलेले असतात. पेशी हा सजीवाचा रचनात्मक व कार्यात्मक घटक आहे. सर्व पेशीचा उदय अस्तित्वात असलेल्या पेशीपासून होतो. पेशीविभाजनाने त्या निर्माण होतात.सजीवांची कार्ये पेशीत घडतात.

विषाणू हे पेशी सिद्धांताला अपवाद असतात.

पेशीची संरचना (Morphology of Cells) : पेशीचे आकारमान मोजण्याचे एकक मायक्रोमिटर आहे. पेशींचे आकारमान हे ०.१ µm ते १८ cm दरम्यान असते.

• सर्वात लहान पेशी: मायकोप्लाजमा गॅलीसेप्टिअम ( ०.१ µm)
• सर्वात मोठी पेशी : शहामृगाचे अंडे ( १८ से.मी.)

पेशीचा आकार मुख्यत्वे तिच्या कार्याशी निगडित असतो.

•  मानवी लोहित पेशींचा (RBC) आकार द्विअंतर्वक्री गोलाकार असतो : कारण - कोशिका मधून पेशीचा प्रवाह सुलभ होण्यासाठी.
• पांढऱ्या रक्तपेशी(WBC) स्वतःचा आकार बदलू शकतात : कारण – शरीरात प्रवेश करणाऱ्या सूक्ष्म जीवांना नष्ट करण्यासाठी. 
•  चेतापेशी आकाराने लांब असतात : : कारण – आवेगाचे एका टोकाकडून दुसऱ्या टोकाकडे वहन करण्यासाठी.

पेशीचे वर्गीकरण :

सुस्पष्ट पटल परिबध्दित केंद्रकाच्या अस्तित्वाच्या आधारे पेशीचे दोन गटात विभाजन केले जाते. 

१. आदिकेंद्रकी पेशी.(Prokaryotic Cell) : आकार : लहान ( १-१० µm पर्यंत असतो)

• सुस्पष्ट पटल परिबध्दित केंद्रक‌ नसते.
• पेशीतील अंगकाभोवती आवरण नसते.
• या पेशींच्या केंद्रकाभोवती पटल नसते त्यामुळे या पेशींमधील जनुकीय द्रव्याचा पेशी द्रव्याशी संपर्क असतो.
• त्यांच्यामध्ये एकच गुणसूत्र असते.
• उदा. जीवाणू

वैशिष्ट्ये : या पेशीचे मूलभूत घटक.

१. प्रद्रव्यपटल (Plasma Membrane )

२. पेशीद्रव्य ( Cytoplasm )

३. केंद्रक द्रव्य ( Nucleoplasm )

पेशी द्रव्याच्या या DNA असलेल्या अस्पष्ट भागास केंद्रकाभ ( Nucleoid)म्हणतात.

२. दृश्यकेंद्रकी पेशी. ( Eukaryotic Cell) : आकार : ५ – १०० µm.

• दृश्यकेंद्रकी पेशीत परिबद्धीत केंद्रक असतो.
• उदा. शैवाले, कवके, प्रोटोझोआ, वनस्पती व प्राणी.
• लक्षणे : यामध्ये सुस्पष्ट केंद्रकपटल.
• केंद्रकी व केंद्रकद्रव्य असलेले केंद्रक असते.
• एकापेक्षा जास्त गुणसूत्रे असतात.

रचना व कार्य : 

पेशीभित्तिका (Cell Wall ):

• पेशीभित्तिका मृत/अजैविक असून मुक्त पारागम्य पटल असते.
• पेशीला आकार तसेच संरक्षण देण्याचे कार्य करते. 
• वनस्पती, शैवाल,कवक पेशीची पेशीभित्तिका सेल्युलोज युक्त असते तर प्राणी पेशी ही पेशीभित्तिका विरहीत असते. 
• दोन पेशीच्या पेशीभित्तिकेमध्ये पेक्टीन हे सिमेंटसारखे द्रव्य असते.

कार्य : पेशीचा आकार नियमित राखणे तसेच पेशीच्या आतील नाजूक अंगकाचे संरक्षण करणे.

प्रद्रव्यपटल (Cell Membrane):  पेशीभित्तिकेच्या आत असणारे पेशीचे दुसरे पटल.

• या पटलाला निवडक्षम पारपटल म्हणतात. कारण हे निवडक पदार्थांनाच आत-बाहेर जाऊ देते तर काही पदार्थांना रोखते. पेशीतील घटकांना पेशी बाहेरील पर्यावरणापासून अलग ठेवते. 
• हे आवरण नाजूक,लवचिक, असून ७० A° (१ A°=१०um १०^-७ mm) जाडीचे असते. 
• मेदाचे द्विस्तरीय आवरण असून त्यात प्रथिनाचे रेणू मिसळलेले असतात म्हणून त्यांना ‘ मेदमय समुद्रात तरंगणारे प्रथिनांचे हिमनग सुद्धा म्हणतात. 
• प्राणी पेशीत हेच बाह्य आवरण असते.  
•  कार्ये : पेशीच्या आतील व बाहेरील जल व पोषण द्रव्यांचे वहन.

प्रद्रव्यपटल निवडक्षम पारपटल असल्यामुळे काही निवडक द्रव्यांचे रेणू आत-बाहेर जाऊ शकतात परंतु काही निवडक द्रव्यांची ये -जा रोखली जाते.

परासरण व विसरण (Osmosis & Diffussion ):  या दोन्ही यांत्रिक क्रिया असून या क्रिया दरम्यान पेशींना ऊर्जा खर्च करण्याची आवश्यकता नसते.

परासरण : पाण्याचे अधिक प्रमाण असलेल्या भागाकडून कमी प्रमाण असलेल्या भागाकडे निवडक्षम पारपटलातून (प्रद्रव्यपटलातून) होणाऱ्या पाण्याच्या प्रवासाला परासरण म्हणतात.

परासरण क्रियेद्वारा वनस्पतींना ऊर्जा खर्च न करता पाणी प्राप्त होते.

मिठाच्या द्रावणात पेशी ठेवल्यास तीन शक्यता संभवतात.

१. समपरासरणी द्रावण ( Isotonic Solution ) : पेशी भोवती असलेल्या माध्यमातील पाण्याचे प्रमाण आणि पेशीतील पाण्याचे प्रमाण सारखे असते.

२. अवपरासरणी द्रावण ( Hypotonic Solution ) : पेशी भोवती असलेल्या माध्यमातील पाण्याचे प्रमाण पेशीतील पाण्याच्या प्रमाणापेक्षा जास्त असते. म्हणजेच बाहेरील द्रावण अति विरल असते.

३. अतिपरासरणी द्रावण ( Hypertonic Solution ) :

पेशी भोवती असलेल्या माध्यमातील पाण्याचे प्रमाण पेशीतील पाण्याच्या प्रमाणापेक्षा कमी असते म्हणजेच बाहेरील द्रावणाची तीव्रता अधिक असते.

रस संकोच (Plasmolysis) :  अति परासरणी द्रावणात ठेवल्यामुळे प्राणी किंवा वनस्पती पेशीतील पेशीद्रव्य आकसते या क्रियेला रससंकोच म्हणतात.

विसरण (Diffusion ) : पेशीच्या आत आणि बाहेर पदार्थाची ने - आन ज्या क्रियेद्वारे होते त्यास विसरण असे म्हणतात.

उदा. श्वसन क्रिया.

पेशीयभक्षण ( Endocytosis ) : बाहेरील पर्यावरणातून अन्न आणि इतर पदार्थ ग्रहण करणे.

पेशीउत्सर्जन ( Exocytosis ) : टाकाऊ पदार्थ बाहेर टाकणे.

अन्नपदार्थाचे अंतग्रहण ( Phagocytosis )

जलीय पदार्थाचे ( Pinocytosis )

विसरण आणि परासरण यातील फरक

अ.क्र	विसरण (Diffusion )	परासरण (Osmosis)
१	कोणत्याही माध्यमात घडून येते	याला द्रव माध्यमाची आवश्यकता असते
२	स्थायू द्रव किंवा वायू या तिन्ही अवस्थेत रेणूचे विसरण होते	यात केवळ द्रावणातील रेणुची हालचाल होते
३	अर्धपारपटलाची आवश्यकता नसते	अर्धपारपटलाची आवश्यकता असते

पेशीद्रव्य ( Cytoplasm ): प्रद्रव्यपटल आणि केंद्रका दरम्यान असणाऱ्या तरल जेली सदृश्य पदार्थास पेशीद्रव्य म्हणतात. 

• पेशी अंगके वगळता पेशीद्रव्यामध्ये असलेल्या भागाला पेशीद्रव्य (Cytosol ) म्हणतात. 
• कार्य : अमिनो आम्लं, ग्लुकोज, जीवनसत्त्वे, इत्यादी पदार्थाची साठवून करणे. 
• प्राणी पेशी मधील पेशीद्रव्य हे वनस्पती पेशी मधील पेशीद्रव्या पेक्षा जास्त दाट आणि कणयुक्त असते.

पेशी अंगके (Cell Organelles): विशिष्ट कार्य करणारे पेशीमधील उपघटके. हे मेद व प्रथिनयुक्त पटलानी वेष्टीत असतात.

पेशी अंगकामध्ये मुख्यत्वेकरून केंद्रक, आंतर्द्रव्यजालिका, गॉल्गी संकुल, लयकारिका, तंतूकणिका, लवके, रिक्तिका यांचा समावेश होतो.

केंद्रक (Nucleus) : पेशी चा सर्वात महत्त्वाचा भाग असून पेशीच्या सर्व क्रियांचे नियंत्रण करते. 

• केंद्रक हे गोलाकार असून पेशी च्या मध्यभागी असते. केंद्रक हे द्विपदरी असून यामध्ये रंगसुत्राचे (Network of Chromatin Fibre) जाळे असते. 
• रंगसुत्रे हे DNA आणि प्रथिनयुक्त असतात. 
• डी एन ए च्या विशिष्ट कार्यात्मक खंडाला जनुक (Gene) म्हणतात व ते अनुवांशिक माहितीचे संक्रमण एका पिढीकडून दुसऱ्या पिढीकडे करतात.

कार्य : 

• पेशीच्या सर्व चयापचय क्रियावर नियंत्रण ठेवणे.
• पेशीविभाजनावर नियंत्रण ठेवणे.
• अनुवंशिक गुणाचे पुढील पिढीकडे संक्रमण करणे.

केंद्रकीय आम्ले : डी एन ए आणि आर एन ए

• प्रत्येक केंद्रकीय आम्ल चार प्रकारच्या न्यूक्लिओटाइड पासून निर्माण होते.
• प्रत्येक न्यूक्लिओटाइड हे तीन मुलरेणू पासून तयार होते.

• १. पंचकार्बनीय शर्करा रेणू
• २. नत्र रेणू
• ३. फॉस्फरिक आम्लीय रेणू.

डीएनए मधील शर्करारेणू हे डिऑक्सिरायबोझचे रेणू असतात.

RNA मधील तेच रेणू रायबो शर्करेचे असतात.

फॉस्फोरिक रेणू मात्र दोन्ही केंद्रकीय आम्लामध्ये सारखा असतो. 
नत्र रेणू DNA मध्ये : अॅडेनाईन, ग्वानाईन, थायमाईन, सायटोसाईन.

DNA हा एकरेषीय, द्विसर्पिल, मोठ्या आकाराचा रेणू असून तो दोन बहून्युक्लिओटाईडच्या धाग्यापासून तयार होतो.

डीएनए चे  द्विसर्पिल रेणू प्रारूप वॅटसन व क्रिक यांनी 1953 मध्ये मांडले.

डी एन ए चे कार्य : जननिक माहितीचे जनुकांच्या रूपात संग्रहण करणे.

आर एन ए हासुद्धा बहून्युक्लिओटाईडचा रेषीय रेणू असतो तो रायबोज शर्करा, फॉस्फोरिक आम्ल आणि नत्र रेणू (अॅडेनाईन, ग्वानाईन, सायटोसाईन,युरासिल) यापासून बनलेला असतो.

आर एन ए चे प्रकार व कार्य : आर एन ए तीन प्रकारचे असतात.

1. Messenger RNA(m RNA) : हा DNA पासून जननिक माहितीचे वहन करतो.

2. Ribosomal RNA  ( r RNA ) : प्रथिन संश्लेषणात मदत करतो.

3. Translational RNA ( t RNA ) : प्रथिन संश्लेषणाच्या वेळी m RNA आणि रायबोझीयम  यांना अमिनो आम्ल रेणू पुरविणे. 

गुणसूत्रे : ही फक्त केंद्रक आणि पेशी विभाजनाच्या वेळी आढळणारी महत्त्वाची सरंचना आहे.

समजात गुणसूत्रे : द्विगणित पेशीमध्ये गुणसूत्रांचे दोन संच असतात ते जोडीने असतात

लिंग गुणसूत्रे : जन्मणाऱ्या जीवाचे लिंग निश्चित करतात.

अलिंगी गुणसूत्रे : लिंग गुणसूत्रे वगळता इतर गुणसूत्रे.

आंतर्द्रव्यजालिका ( Endoplasmic Reticulum ) : ही पेशीअंतर्गत वहन व्यवस्था आहे.

दोन प्रकारच्या असतात.

खडबडीत आंतर्द्रव्यजालिका	गुळगुळीत आंतर्द्रव्यजालिका
पृष्ठभागावर रायबोझोम चे कण असल्यामुळे खडबडीत दिसतात.	पृष्ठभागावर रायबोझोम चे कण नसल्यामुळे गुळगुळीत दिसतात.
संश्लेषित प्रथिनांची आवश्यकता असलेल्या ठिकाणी वहन करण्याचे कार्य करते.	मेद रेणूची निर्मिती करतात.

कार्य: पेशी अंतर्गत वहन हे प्रमुख कार्य असून पेशीला आधार देणारी चौकट म्हणून सुद्धा कार्य करते.

गॉल्गी संकुल : कॅमिलो गोल्गी यांनी सर्वप्रथम गॉल्गीकाय या अंगकाचे वर्णन केले.

हे अंगक कोशांचे बनलेले असते.

कार्य : हे पेशीतील स्रावी अंगक आहे. रिक्तिका आणि स्त्रावी पिटिकांची निर्मिती करते तसेच प्रद्रव्यपटल, लयकारिका आणि पेशीभित्तिका यांच्या निर्मितीमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावते.

लयकारिका (Lysosome) : प्राणी पेशीतील टाकाऊ पदार्थाची विल्हेवाट लावणारी संस्था.

• लयकारिका वनस्पती पेशी मध्ये नसतात.
• कार्य : स्वयंलय प्रक्रियेच्या माध्यमातून लयकारिका जीर्ण व कमजोर पेशी अंगके व कार्बनी टाकाऊ पदार्थाना  बाहेर फेकतात म्हणून यांना उध्वस्त करणारे पथक म्हणतात.
• लयकारिका मधील विकरे जेव्हा पेशी जुन्या किंवा खराब होतात, तेव्हा लयकारिका फुटतात व त्यातील खडबडीत आंतर्द्रव्यजालिका द्वारा निर्मित पाचक विकारांनी  स्वतःच्याच पेशीचे पचन करतात म्हणून त्यांना आत्मघाती पिशव्या असे सुद्धा म्हणतात.
• जेव्हा अन्नाचा साठा कमी असतो त्यावेळी पेशीला ऊर्जा पुरविण्याचे काम लयकारिका करतात.

तंतूकणिका (Mitochondria) : यांना पेशीचा ऊर्जा केंद्र म्हणतात.

• तंतूकणिका दुहेरी आवरणाची बनलेली असते व आतील आवरण घड्यांचे बनलेले असते, या घड्याना शिखा (Cristae) म्हणतात.
• वनस्पती पेशीतील तंतुकणिका ची संख्या ही प्राणी पेशीतील संख्येपेक्षा कमी असते. एटीपी या ऊर्जा समृद्ध संयुगाच्या निर्मितीचे कार्य तंतुकणिका करते.
• लोहित रक्त पेशी मध्ये तंतूकणिका नसल्यामुळे  त्या पेशी ऑक्सिजनचे वहन करीत असल्या तरीही स्वतः त्यातील ऑक्सिजन वापरत नाही.
• तंतूकणिकेतील पोकळीत प्रोटीनयुक्त द्रव्य असतो व त्यामध्ये फॉस्फेट कण, रायबोसोम व DNA रेणू असतात.
• पेशीतील Carbohydrate व मेदाचे Oxidation विकारांच्या सहाय्याने तंतूकणिके मार्फत केले जाते. यामध्ये ऊर्जा मुक्त होऊन ती ATP ( Adenosine Tri Phosphate ) च्या रुपात साठविली जाते.

लवके (Plastid) : हे पेशींना रंग प्राप्त करून देणारे अंगक आहे.

• ही फक्त वनस्पती पेशी मध्ये आढळतात तसेच हे द्विपटलयुक्त असतात.
• DNA  व रायबोझोम असल्याने लवके स्वतःच्या प्रतिकृती तयार करू शकतात.  

लवकांचे प्रकार : दोन प्रकारचे असतात.  
१.      वर्ण लवके (रंगीत ): यातील कॅरोटीन या रंगद्रव्यामुळे भगवा रंग तर झॅथोफिल रंगद्रव्यामुळे पिवळा रंग येतो. 
२.      वर्णहीन लवके/ अवर्ण लवके : ही पांढरी किंवा अवर्ण असतात.

हरित लवके : ही वर्ण लवकांचा प्रकार असून  यांच्यामुळे हिरवा रंग प्राप्त होतो. ही लवके प्रकाश संश्लेषण क्रियेसाठी खूप महत्त्वाची असतात. सौर ऊर्जेचे रासायनिक ऊर्जेत रूपांतर करण्याचे कार्य हरितद्रव्य मार्फत घडते.

हरित लवके ही वनस्पती पेशींचे ऊर्जा कारखाने आहेत.

हरित लवकांचे  प्रमुख भाग : २

१. पिठिका (Stroma) : हे रंगहीन प्रथिनयुक्त मॅट्रिक्स असून यामध्ये प्रकाश संश्लेषणसाठी आवश्यक असणारे डीएनए, विकरे आणि पिष्टमय पदार्थाचे कण असतात.

२. तरंगक (Granum) : हरितद्रव्य व इतर प्रकाश संश्लेशी वर्णके असणाऱ्या चकत्यांना थॅलेकॉईड्स म्हणतात. व  थॅलेकॉईड्सच्या समूहाला तरंगके म्हणतात व यांना जोडणार्‍या नलिकांना intergranal lamellae म्हणतात.

लवकांची कार्य :

• सौर ऊर्जेचे रासायनिक ऊर्जेत रुपांतर करणे.
• फळ आणि फुलांना रंग प्राप्त करून देणे.
• मेद, पिष्टमय पदार्थ, प्रथिनांचे संश्लेषण आणि साठवण करण्याचे कार्य वर्णहीन लवके करतात.

रिक्तिका (Vacuoles ) : द्रव व स्थायू पदार्थाची साठवणूक करणारे कोश.

• त्यांना विशिष्ट आकार नसून ती पेशीच्या गरजेनुसार त्यांची रचना बदलत असतात.
• प्राणी पेशी पेक्षा वनस्पती पेशी मध्ये आकाराने मोठ्या रिक्तिका असतात.
• एकपदरी पटलाने वेष्टित असतात.

कार्य : पेशीचा परासरणीय दाब नियंत्रित ठेवणे तसेच चयापचय क्रिया मध्ये तयार झालेले उत्पादिते यांचा संचय करणे.

उदा. ग्लायकोजन, पाणी, प्रथिने

प्राणी पेशी मध्ये रिक्तिका टाकाऊ पदार्थ तसेच अन्न साठविण्याचे कार्य करते.

तारककाय ( Centro mere) : हे अंगण फक्त प्राणी पेशी मध्ये आढळते व हे पेशीच्या केंद्रक विभाजनात सहभागी होतात.

रायबोझोम्स ( Ribosomes) : हे पेशिअंगके नसून RNA  आणि प्रथिना पासून तयार झालेले परम रेणू आहेत.

कार्य : प्रथिन संश्लेषणात महत्त्वाचा सहभाग असतो.

पेशीच्या अभ्यासाशी संबंधित शोध व त्यांचे संशोधक.

अ.क्र.	शोध	वर्ष	संशोधक
१	सूक्ष्मदर्शकाचा शोध	१५९०	झॅकरिअस जॅन्सन
२	बुचातील मृतपेशीव पेशी शास्त्राचा जनक	१६६५	रॉबर्ट हूक
३	जीवाणू, शुक्राणू,आदिजीव यांच्या जिवंत पेशींचे सर्वात प्रथम निरीक्षण	१६६५	अॅन्टोन वॅन ल्युव्हेन्हॉक
४	पेशीतील केंद्रकाचे अस्तित्व	१८३१	रॉबर्ट ब्राऊन
५	वनस्पती पेशी रचना	१८३८	शिल्डेन
६	प्रोटोप्लाझ्म	१८३९	डुजार्डीन परकिंजे
७	पेशी विभाजन	१८५५	विरशॉ
८	Centrosome	१८८८	T.Boveri
९	आंतर्द्रव्यजालिका	१९४५	पॉर्टर
१०	DAN Double Helix structure	१९५३	वॅटसन व क्रिक
११	लायसोझोम्स	१९५५	डी डयुव
१२	रायबोझोम्स	१९५५	G.E Palade
१३	तंतूकणिका		अल्टमन व बेंडा