जीवन की मौलिक इकाई

(क) कोशिका की खोज के मील के पत्थर

1. रॉबर्ट हुक (1665): कॉर्क की पतली काट में स्वनिर्मित सूक्ष्मदर्शी द्वारा मधुमक्खी के छत्ते के समान कोष्ठ देखे और उन्हें 'सेल' (Cell) नाम दिया। उन्होंने वास्तव में मृत पादप कोशिकाओं की कोशिका भित्तियों को देखा था।
2. एंटोन वॉन ल्यूवेनहॉक (1674): उन्नत सूक्ष्मदर्शी की सहायता से तालाब के जल में पहली बार स्वतंत्र रूप से जीवित कोशिकाओं (जीवाणु, प्रोटोजोआ, शुक्राणु) का अवलोकन किया।
3. रॉबर्ट ब्राउन (1831): आर्किड की जड़ की कोशिकाओं में केंद्र में एक गोल संरचना की खोज की और उसे केंद्रक (Nucleus) नाम दिया।
4. जे.ई. पुरकिंजे (1839): कोशिका के भीतर उपस्थित तरल जैविक पदार्थ को जीवद्रव्य (Protoplasm) नाम दिया। (हक्सले ने जीवद्रव्य को 'जीवन का भौतिक आधार' कहा था)।
5. कोशिका सिद्धांत (Cell Theory):
   • जर्मन वनस्पतिशास्त्री एम. जे. श्लीडेन (1838) तथा जंतुविज्ञानी थियोडोर श्वान (1839) ने प्रतिपादित किया कि "सभी पौधे एवं जंतु कोशिकाओं से बने होते हैं और कोशिका जीवन की मूलभूत इकाई है।"
   • रुडोल्फ विरचो (1855) ने इस सिद्धांत को आगे बढ़ाया और प्रसिद्ध सूत्र दिया—"Omnis cellula-e-cellula", अर्थात "सभी नई कोशिकाओं की उत्पत्ति पूर्ववर्ती जीवित कोशिकाओं के विभाजन से ही होती है।"

(क) प्रोकैरियोटिक एवं यूकैरियोटिक कोशिका में अंतर

(ख) प्लाज्मा झिल्ली एवं परासरण (Osmosis) के तीन प्रभाव

प्लाज्मा झिल्ली लिपिड और प्रोटीन से बनी एक लचीली झिल्ली है। इसे वर्णात्मक पारगम्य झिल्ली (Selectively Permeable Membrane) कहते हैं क्योंकि यह केवल कुछ चुने हुए पदार्थों को ही अंदर या बाहर आने-जाने देती है, सभी को नहीं।

परासरण की परिभाषा: "जल के अणुओं की गति जब एक वर्णात्मक पारगम्य झिल्ली के माध्यम से उच्च जल सांद्रता वाले क्षेत्र से निम्न जल सांद्रता वाले क्षेत्र की ओर होती है, तो उसे परासरण कहते हैं।"

1. अल्पपरासरी विलयन (Hypotonic Solution): यदि कोशिका के बाहरी माध्यम में जल की सांद्रता कोशिका के भीतर से अधिक हो (तनु घोल), तो जल अंतःपरासरण (Endosmosis) द्वारा कोशिका में प्रवेश करता है, जिससे कोशिका फूल जाती है (उदा: किशमिश को पानी में रखने पर फूलना)।
2. समपरासरी विलयन (Isotonic Solution): यदि बाहरी माध्यम और कोशिका द्रव की जल सांद्रता बिल्कुल समान हो, तो दोनों ओर जल का शुद्ध प्रवाह शून्य होता है। कोशिका के आकार में कोई परिवर्तन नहीं होता।
3. अतिपरासरी विलयन (Hypertonic Solution): यदि बाहरी घोल अधिक सांद्र हो (जल की सांद्रता कोशिका से कम हो), तो बहिःपरासरण (Exosmosis) द्वारा जल कोशिका से बाहर निकल जाता है, जिससे कोशिका सिकुड़ जाती है (उदा: अंगूर को सांद्र नमक के घोल में रखने पर पिचक जाना)। पादप कोशिका में इसे जीवद्रव्यकुंचन (Plasmolysis) कहते हैं।

यूकैरियोटिक कोशिका द्रव्य में कई विशिष्ट उप-संरचनाएं होती हैं जिन्हें कोशिकांग (Organelles) कहते हैं:

1. अंतर्द्रव्यी जालिका (Endoplasmic Reticulum - ER): यह झिल्ली-युक्त नलिकाओं और शीटों का एक विशाल तंत्र है। यह दो प्रकार की होती है:
   • खुरदुरी अंतर्द्रव्यी जालिका (RER): इसकी सतह पर राइबोसोम चिपके होते हैं, जो प्रोटीन संश्लेषण का कार्य करते हैं।
   • चिकनी अंतर्द्रव्यी जालिका (SER): यह वसा एवं लिपिड अणुओं के निर्माण में सहायता करती है। (कशेरुकी जंतुओं के यकृत में SER विषैले पदार्थों एवं दवाओं का निराविषीकरण / Detoxification करती है)। झिल्ली निर्माण में लिपिड व प्रोटीन की इस सहायता को झिल्ली जीवात-जनन (Membrane Biogenesis) कहते हैं।
2. गॉल्जी उपकरण (Golgi Apparatus): कैमिलो गॉल्जी द्वारा खोजी गई यह समानांतर चपटी थैलियों (कुंडिकाओं / Cisternae) का तंत्र है। इसका कार्य ER में बने पदार्थों का पैकेजिंग, भंडारण, रूपांतरण एवं प्रेषण करना है। यह सरल शर्करा से जटिल शर्करा बनाती है तथा लाइसोसोम के निर्माण में भाग लेती है।
3. लाइसोसोम (Lysosome - आत्मघाती थैली / Suicidal Bag):

   यह एकल झिल्ली से घिरी थैली है जिसमें खुरदुरी ER द्वारा निर्मित अत्यंत शक्तिशाली पाचक एंजाइम भरे होते हैं। यह कोशिका का अपशिष्ट निपटाने वाला तंत्र है।

   कारण स्पष्ट कीजिए: लाइसोसोम को 'आत्मघाती थैली' क्यों कहते हैं?
   जब कोशिकीय उपापचय में कोई रुकावट आती है अथवा कोशिका क्षतिग्रस्त या मृतप्राय हो जाती है, तो लाइसोसोम फट जाते हैं और उनके भीतर के शक्तिशाली पाचक एंजाइम मुक्त होकर अपनी ही कोशिका के अंगों का पाचन (Autophagy) कर डालते हैं। इसी कारण लाइसोसोम को कोशिका की आत्मघाती थैली (Suicide Bag) कहा जाता है।
4. माइटोकॉन्ड्रिया (Mitochondria - कोशिका का बिजलीघर / Powerhouse of Cell):

   यह दोहरी झिल्ली से घिरा अंगक है। बाहरी झिल्ली छिद्रित होती है जबकि भीतरी झिल्ली अत्यधिक वलित (क्रिस्टी / Cristae) होती है, जो एटीपी निर्माण के लिए रासायनिक क्रियाओं हेतु एक विशाल पृष्ठीय क्षेत्रफल प्रदान करती है।

   एटीपी (ATP - Adenosine Triphosphate): इसे कोशिका की ऊर्जा मुद्रा (Energy Currency of the Cell) कहा जाता है। कोशिकीय श्वसन द्वारा भोजन के ऑक्सीकरण से उत्पन्न ऊर्जा इसी में संचित होती है। विशेषता: माइटोकॉन्ड्रिया के पास अपना स्वयं का DNA तथा राइबोसोम होते हैं, अतः यह अपने कुछ आवश्यक प्रोटीन स्वयं बना सकता है।

5. लवक / प्लास्टिड (Plastids): यह केवल पादप कोशिकाओं में पाए जाते हैं। इनके दो प्रमुख प्रकार हैं:
   • क्रोमोप्लास्ट (रंगीन लवक): इनमें क्लोरोफिल वर्णक युक्त लवक को क्लोरोप्लास्ट (हरितलवक) कहते हैं, जो पौधों में प्रकाश संश्लेषण द्वारा भोजन का निर्माण करता है (इसे कोशिका की रसोई / Kitchen of the Cell कहते हैं)।
   • ल्यूकोप्लास्ट (श्वेत या रंगहीन लवक): यह प्राथमिक रूप से स्टार्च, तेल तथा प्रोटीन जैसे संचित पदार्थों का भंडारण करता है। (प्लास्टिड में भी अपना स्वयं का DNA और राइबोसोम होता है)।
6. रसधानियाँ (Vacuoles): ठोस अथवा तरल पदार्थों की संग्राहक थैलियाँ हैं। जंतु कोशिकाओं में ये छोटी-छोटी और अस्थायी होती हैं, जबकि पादप कोशिकाओं में एक केंद्रीय बड़ी रसधानी कोशिका आयतन का 50% से 90% स्थान घेरती है। यह कोशिका को स्फीति (Turgidity) तथा कठोरता प्रदान करती है।

(क) पादप कोशिका एवं जंतु कोशिका की विस्तृत तुलना

(ख) कोशिका विभाजन: समसूत्री (Mitosis) बनाम अर्धसूत्री (Meiosis)

जीवों में वृद्धि, मरम्मत और प्रजनन हेतु नई कोशिकाओं का निर्माण कोशिका विभाजन द्वारा होता है:

1. समसूत्री विभाजन (Mitosis): यह कायिक (शारीरिक) कोशिकाओं में शरीर की वृद्धि एवं घावों की मरम्मत के लिए होता है। इसमें एक मातृ कोशिका विभाजित होकर दो समान संतति कोशिकाएं बनाती है। संतति कोशिकाओं में गुणसूत्रों की संख्या मातृ कोशिका के बिल्कुल समान ($2n$) रहती है।
2. अर्धसूत्री विभाजन (Meiosis): यह केवल जनन अंगों की जनन कोशिकाओं में युग्मक (Gametes - शुक्राणु एवं अंडाणु) बनाने के लिए होता है। इसमें लगातार दो विभाजन होते हैं और कुल चार संतति कोशिकाएं बनती हैं। संतति कोशिकाओं में गुणसूत्रों की संख्या मातृ कोशिका की आधी ($n$) रह जाती है, ताकि निषेचन के बाद युग्मनज में गुणसूत्रों की मूल संख्या पुनः बहाल हो सके।