पेशी (Cell) हा सर्व सजीवांचा मूलभूत, रचनात्मक आणि कार्यात्मक घटक (Structural and Functional Unit of Life) आहे. ज्याप्रमाणे वीट ही इमारतीचा मूलभूत पाया असते, त्याचप्रमाणे पेशी हा सजीवांच्या शरीराचा पाया आहे. MPSC, पोलिस भरती, तलाठी आणि इतर राज्यस्तरीय स्पर्धा परीक्षांच्या दृष्टीने ‘सामान्य विज्ञान’ विषयातील हा अत्यंत महत्त्वाचा आणि गुणात्मक घटक आहे.
१. पेशीचा शोध आणि इतिहास (Discovery & History)
पेशीशी संबंधित विविध शास्त्रज्ञांचे योगदान आणि त्यांनी लावलेले शोध स्पर्धा परीक्षांमध्ये वारंवार विचारले जातात:
💡 महत्वाचे तथ्य (Exam Special):
- सर्वात लहान पेशी: मायकोप्लाझ्मा गॅलिसेप्टिकम (Mycoplasma gallisepticum / PPLO) – आकार: ०.१ ते ०.५ मायक्रॉन.
- सर्वात मोठी पेशी: शहामृगाचे अंडे (Ostrich Egg) – आकार: सुमारे १७० mm × १३० mm.
- मानवी शरीरातील सर्वात लांब पेशी: चेतापेशी (Neuron) – लांबी १ मीटरपर्यंत असू शकते.
- मानवी शरीरातील सर्वात लहान पेशी: तांबड्या रक्तपेशी (RBCs) / शुक्राणू (Sperm).
२. पेशींचे प्रकार (Types of Cells)
केंद्रकाच्या रचनेनुसार पेशींचे प्रामुख्याने दोन प्रकार पडतात:
अ) आदिकेंद्रकी पेशी (Prokaryotic Cells) व दृश्यकेंद्रकी पेशी (Eukaryotic Cells)
३. पेशीची रचना आणि मुख्य घटक (Cell Structure & Components)
पेशीच्या मुख्य संरचनेत खालील घटकांचा समावेश होतो:
१. पेशीभित्तिका (Cell Wall)
- हे पेशीचे सर्वात बाहेरील, टणक आणि सरprotective आवरण आहे.
- केवळ वनस्पती, कवक आणि जिवाणूंमध्ये असते. प्राणी पेशीमध्ये पेशीभित्तिका नसते.
- रासायनिक रचना:
- वनस्पती पेशीभित्तिका: सेल्यूलोज (Cellulose) आणि पेक्टिनपासून बनलेली असते.
- कवक (Fungi): कायटीन (Chitin) पासून बनलेली असते.
- जिवाणू (Bacteria): पेप्टिडोग्लायकन (Peptidoglycan) पासून बनलेली असते.
- कार्य: पेशीला ठराविक आकार व मजबुती देणे आणि अतिरीक्त पाण्यापासून संरक्षण करणे.
२. प्रद्रव्यपटल / पेशीपटल (Plasma Membrane / Cell Membrane)
- हे वनस्पती आणि प्राणी दोन्ही पेशींमध्ये आढळणारे नाजुक, पातळ व लवचिक आवरण आहे.
- हे द्वि-स्तरीय स्निग्ध पदार्थ (Phospholipid Bilayer) आणि प्रथिनांपासून (Proteins) बनलेले असते.
- निवडक्षम पारपटल (Selectively Permeable Membrane): हे ठराविक उपयुक्त पदार्थांनाच (उदा. पाणी, ऑक्सिजन, ग्लुकोज) पेशीमध्ये येऊ देते किंवा बाहेर जाऊ देते.
- फ्लुइड मोझॅक मॉडेल (Fluid Mosaic Model): १९७२ मध्ये सिंगार व निकोलसन यांनी हे मॉडेल मांडले.
३. पेशीद्रव्य (Cytoplasm)
- प्रद्रव्यपटल आणि केंद्रक यामधील द्रवभागाला पेशीद्रव्य म्हणतात.
- हा चिकट, जलयुक्त भाग असतो ज्यामध्ये सर्व पेशी अंगके (Cell Organelles) तरंगत असतात.
- चयापचयाच्या (Metabolic) बहुतांश जैविक रासायनिक प्रक्रिया येथे घडतात.
४. पेशी अंगके व त्यांची कार्ये (Cell Organelles & Functions)
१. केंद्रक (Nucleus) – पेशीचे नियंत्रण केंद्र
- शोध: रॉबर्ट ब्राऊन (१८३१).
- पेशीतील सर्व कार्यांवर नियंत्रण ठेवणारे हे मुख्य अंगक आहे (Brain of the Cell).
- यावर छिद्रयुक्त दुहेरी केंद्रकपटल (Nuclear Membrane) असते.
- केंद्रकात गुणसूत्रे (Chromosomes) असतात, जी DNA (Deoxyribonucleic Acid) व प्रथिनांपासून बनलेली असतात.
- कार्य: अनुवांशिक माहिती (Genetic Information) एका पिढीतून दुसऱ्या पिढीत संक्रमित करणे व पेशी विभाजनावर नियंत्रण ठेवणे.
२. तंतुकणिका (Mitochondria) – पेशीचे ऊर्जाकेंद्र
- उपनाव: “Powerhouse of the Cell” (पेशीचे ऊर्जागृह).
- शोध: अल्बर्ट फोन कोलीकर (१८८०); ‘Mitochondria’ हे नाव कार्ल बेंडा यांनी दिले.
- हे दुहेरी आवरणयुक्त अंगक आहे. आतील आवरण घड्या पाडलेले असते, ज्याला ‘क्रिस्टी’ (Cristae) म्हणतात.
- येथे पेशीश्वसन (Cellular Respiration) होऊन ऊर्जेची निर्मिती ATP (Adenosine Triphosphate) च्या स्वरूपात होते.
- विशेष वैशिष्ट्य: तंतुकणिकेकडे स्वतःचे DNA आणि रायबोझोम्स असतात, त्यामुळे ती स्वतःची प्रथिने स्वतः तयार करू शकते.
३. लयकायिका (Lysosomes) – आत्मघातकी पिशव्या
- उपनाव: “Suicide Bags” (आत्मघातकी पिशव्या) / पेशीतील कचरा विल्हेवाट प्रणाली.
- शोध: ख्रिश्चन डी ड्युव्ह (Christian de Duve).
- यामध्ये शक्तिशाली पाचक प्रथिने (Digestive Enzymes) असतात.
- कार्य: पेशीत प्रवेश करणाऱ्या सूक्ष्मजीवांचा व जुन्या खराब झालेल्या अंगकांचा नाश करणे. पेशी जुनी किंवा इजाग्रस्त झाल्यास लयकायिका फुटतात आणि स्वतःच्याच पेशीचे पचन करतात; म्हणून यांना ‘आत्मघातकी पिशव्या’ म्हणतात.
४. गॉल्जी काय / गॉल्जी पिंड (Golgi Apparatus)
- शोध: कॅमिलो गॉल्जी (Camillo Golgi).
- हे चपट्या, समांतर असणाऱ्या पिशव्यांसारख्या रचनांनी (Cisternae) बनलेले असते.
- उपनाव: पेशीचे ‘पॅकेजिंग आणि वाहतूक केंद्र’ (Post Office / Dispatch Center of the Cell).
- कार्य: आंतरद्रव्यजालिकेकडून आलेली प्रथिने व स्निग्ध पदार्थांमध्ये पालट करणे, त्यांची बांधणी (Packaging) करणे व योग्य ठिकाणी पाठवणे.
५. आंतरद्रव्यजालिका (Endoplasmic Reticulum – ER)
- हे पेशीच्या आत तयार होणाऱ्या पदार्थांचे वहन करणारे जाळे असते. (पेशीचांगाचा सांगाडा/Internal Framework).
- प्रकार:
- कणिकामय / खडबडीत (Rough ER): पृष्ठाभागावर रायबोझोम्स असतात. कार्य: प्रथिन संश्लेषण (Protein Synthesis).
- गुळगुळीत (Smooth ER): रायबोझोम्स नसतात. कार्य: मेद / स्निग्ध पदार्थांचे (Lipids/Steroids) संश्लेषण करणे व विषाक्त पदार्थांचे निर्विषीकरण करणे.
६. रायबोझोम्स (Ribosomes) – प्रथिन निर्मितीचे कारखाने
- उपनाव: “Protein Factories of the Cell”.
- हे कोणत्याही आवरणाने वेढलेले नसलेले सर्वात लहान पेशी अंगक आहे.
- हे RNA आणि प्रथिनांपासून बनलेले असतात.
- कार्य: प्रथिनांची निर्मिती करणे (Protein Synthesis).
७. लवके (Plastids) – केवळ वनस्पती पेशींमध्ये
- हे अंगक केवळ वनस्पती आणि शेवाळामध्ये आढळते. तंतुकणिकेप्रमाणेच यांच्याकडेही स्वतःचे DNA व रायबोझोम्स असतात.
- मुख्य प्रकार:
- हरितलवक (Chloroplasts): यामध्ये ‘हरितद्रव्य’ (Chlorophyll) असते. प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेद्वारे अन्न तयार करते. (Kitchen of the Cell).
- वर्णलवक (Chromoplasts): रंगीत लवके. फुले व फळांना रंग देतात (उदा. टोमॅटोमधील लायकोपीन, गाजरामधील कॅरोटीन).
- अवर्णलवक (Leucoplasts): पांढरी किंवा रंगहीन लवके. अन्नाचा (पिष्टमय पदार्थ, मेद, प्रथिने) साठा करण्याचे काम करतात.
८. रिक्तिका (Vacuoles)
- पेशीतील टाकाऊ किंवा साठवणूक पदार्थांचा साठा करणाऱ्या पिशव्या.
- वनस्पती पेशी: आकार खूप मोठा असतो (पेशीचा ५०% ते ९०% भाग व्यापतात) आणि कायमस्वरूपी असतात.
- प्राणी पेशी: आकार लहान असतो आणि त्या तात्पुरत्या स्वरूपाच्या असतात.
💡 परीक्षाभिमुख टीप: वनस्पती फळ पिकताना हरितलवकाचे (Chloroplast) रूपांतर वर्णलवकात (Chromoplast) होते. उदा. हिरवा टोमॅटो पिकल्यावर लाल होतो (लायकोपीनमुळे).
५. वनस्पती पेशी आणि प्राणी पेशी यांमधील फरक
६. पेशी विभाजन (Cell Division) – संक्षिप्त आढावा
नवीन पेशींच्या निर्मितीसाठी पेशी विभाजन आवश्यक असते. याचे मुख्य दोन प्रकार पडतात:
१. सूत्री विभाजन (Mitosis)
- हे कायिक पेशींमध्ये (Somatic Cells) आणि मूलपेशींमध्ये (Stem Cells) घडते.
- यामध्ये एका मूळ पेशीपासून (Parent Cell) दोन समान गुणधर्म असणाऱ्या द्विगुणित (2n) जन्य पेशी (Daughter Cells) तयार होतात.
- उपयोग: शरीराची वाढ होणे, जखमा भरणे, झिज भरून काढणे.
२. अर्धसूत्री विभाजन (Meiosis)
- हे जनन पेशींमध्ये (Germ Cells / Reproductive Cells) घडते (उदा. शुक्राणू व बीजाणू निर्मिती).
- यामध्ये एका मूळ (2n) पेशीपासून चार एकगुणी (n / Haploid) जन्य पेशी तयार होतात.
- या प्रक्रियेत गुणसूत्रांची संख्या निम्मी होते, ज्यामुळे प्रजातींमध्ये अनुवांशिक विविधता (Genetic Variation) येते.
🎯 महत्वाचे मुद्दे (Quick Revision)
- पेशीचा शोध: १६६५ मध्ये रॉबर्ट हुक यांनी मृत बुचाच्या छेदात लावला.
- जिवंत पेशीचा शोध: १६७४ मध्ये अँटॉन फॉन ल्युवेनहॉक यांनी लावला.
- पेशी सिद्धांत: श्लायडेन व श्वान (१८३८-३९) यांनी मांडला.
- पावरहाऊस ऑफ सेल (Powerhouse of Cell): तंतुकणिका (Mitochondria) – येथे ATP च्या स्वरूपात ऊर्जा तयार होते.
- आत्मघातकी पिशव्या (Suicide Bags): लयकायिका (Lysosomes).
- प्रथिन निर्मितीचे केंद्र (Protein Factory): रायबोझोम्स (Ribosomes).
- पेशीचे नियंत्रण केंद्र (Control Center): केंद्रक (Nucleus).
- पेशीचे पोस्ट ऑफिस (Packaging Center): गॉल्जी काय (Golgi Body).
- वनस्पती पेशीभित्तिका: सेल्यूलोजपासून (Cellulose) बनलेली असते.
- कवकांची पेशीभित्तिका: कायटीनपासून (Chitin) बनलेली असते.
- जिवाणूंची पेशीभित्तिका: पेप्टिडोग्लायकन (Peptidoglycan) पासून बनलेली असते.
- स्वतःचे DNA असणारी अंगके: तंतुकणिका (Mitochondria) आणि हरितलवक (Chloroplast).
- तारकाकेंद्र (Centrosome): केवळ प्राणी पेशींमध्ये आढळते, जे पेशी विभाजनात भाग घेते.
- सूत्री विभाजन (Mitosis): कायिक पेशींमध्ये घडून येते (वाढ व दुरुस्तीसाठी).
- अर्धसूत्री विभाजन (Meiosis): जनन पेशींमध्ये घडून येते (प्रजननासाठी).