Spherosome
સ્ફેરોસોમ્સ, જેને લિપિડ ટીપાં અથવા ઓલિઓસોમ્સ પણ કહેવાય છે, તે એક પટલથી ઘેરાયેલા નાના કોષ અંગો છે જે લિપિડ્સના સંગ્રહ અને સંશ્લેષણમાં ભાગ લે છે. સામાન્ય માળખું અને કાર્ય માળખું સ્ફેરોસોમ્સનું નિરીક્ષણ સૌપ્રથમ હેનસ્ટીન (1880) દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું પરંતુ પર્નર (1953) દ્વારા તેની શોધ કરવામાં આવી હતી. શબ્દ સ્ફેરોસોમ્સ ડેન્જિયર્ડ દ્વારા આપવામાં આવ્યો હતો. સ્ફેરોસોમ્સ નાના ગોળાકાર અને રીફ્રેક્ટાઇલ વેસિકલ્સ છે જેનો વ્યાસ 0.5-1.0 μm છે. તેઓ એન્ડોપ્લાઝ્મિક રેટિક્યુલમમાંથી ઉદ્ભવે છે અને ફોસ્ફોલિપિડ મોનોલેયર સાથે એક જ પરંતુ અર્ધ-એકમ પટલથી ઘેરાયેલા હોય છે, જેમાં ધ્રુવીય વડાઓ સાયટોસોલ તરફ અને હાઇડ્રોફોબિક પૂંછડીઓ આંતરિક બાજુ તરફ હોય છે. સામાન્ય રીતે, ફોસ્ફોલિપિડ્સ પોતાની જાતને દ્વિસ્તરીય રીતે દિશા આપે છે, જે લગભગ સંપૂર્ણ સેલ્યુલર એન્ડોમેમ્બ્રેન સિસ્ટમમાં જોવા મળે છે. આ ફોસ્ફોલિપિડની ખૂબ જ એમ્ફીપેથિક પ્રકૃતિનું પરિણામ છે, કારણ કે ફોસ્ફેટનું માથું હાઇડ્રોફિલિક હોય છે, જ્યારે ફેટી એસિડની પૂંછડી હાઇડ્રોફોબિક હોય છે. સામાન્ય સેલ્યુલર વાતાવરણ અને સાયટોસોલને જલીય માનવામાં આવે છે, તેથી તે ફોસ્ફેટના વડાઓને જલીય વાતાવરણ તરફ વાળવાનું અને તેની સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવાનું કારણ બને છે, જ્યારે હાઇડ્રોફોબિક પૂંછડીઓ પોતાને જલીય વાતાવરણ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવાથી દૂર રાખે છે. સ્ફેરોસોમના કિસ્સામાં, પટલ માત્ર ફોસ્ફોલિપિડ્સના એક સ્તરથી બનેલું હોય છે, જેનો અર્થ થાય છે કે ઉચ્ચ સાંદ્રતાવાળા ફેટી એસિડની પૂંછડીઓને કારણે પટલ સંપૂર્ણપણે હાઇડ્રોફોબિક (લિપોફિલિક) હોય છે. મોટાભાગના ઓર્ગેનેલ્સ માટે, સંપૂર્ણ અંદરની કાર્યાત્મક જગ્યા સંપૂર્ણપણે લિપોફિલિક હોય તો તે તીવ્ર તકલીફ તરફ દોરી જાય છે પરંતુ સ્ફેરોસોમના સંદર્ભમાં, તે સંપૂર્ણ અર્થમાં છે કારણ કે સ્ફેરોસોમનું એક પ્રાથમિક કાર્ય કોષના ઉપયોગ માટે લિપિડ બનાવવાનું અને સંગ્રહિત કરવાનું છે. યુનિવર્સિટી ઓફ સાઉથ કેરોલિનાના એક અભ્યાસમાં જાણવા મળ્યું છે કે કેસ્ટર બીન એન્ડોસ્પોરની અંદર સ્ફેરોસોમ સિંગલ મેમ્બ્રેનની ચોક્કસ ફોસ્ફોલિપિડ સામગ્રી ફોસ્ફેટિડિલ્કોલિન, ફોસ્ફેટિડિલેથેનોલામાઇન અને ફોસ્ફેટિડિલિનોસિટોલ હતી. સુક્રોઝ ડેન્સિટી ગ્રેડિયન્ટ સેન્ટ્રીફ્યુગેશન પછી આ તમામ ફોસ્ફોલિપિડ્સ આશરે સમાન માત્રામાં જોવા મળ્યા હતા. વધુમાં, એવું જાણવા મળ્યું હતું કે સ્ફેરોસોમ્સ ઘનતામાં પણ અલગ હોઈ શકે છે, અને ઘનતામાં તફાવત ફેટી એસિડ અને ફોસ્ફોલિપિડ સામગ્રીમાં તફાવતોને આભારી હોઈ શકે છે. ઘનતા ઢાળ સેન્ટ્રીફ્યુગેશન દ્વારા ઘઉંના એલ્યુરોન સ્તરોમાંથી અલગ કરાયેલા સ્ફેરોસોમ્સ કાં તો હળવા (ઓછા ગાઢ) અથવા ભારે (ખૂબ ગાઢ) હોવાનું જણાયું હતું, જેમાં આ ઘનતા મિટોકોન્ડ્રિયા જેવી જ હતી. હળવા સ્ફેરોસોમ્સમાં વધુ ફોસ્ફોલિપિડ સામગ્રી ધરાવતા ભારે, વધુ ગાઢ સ્ફેરોસોમ્સની તુલનામાં વધુ ટ્રાઇગ્લાઇસેરાઇડ સામગ્રી હતી. ઓલિયોસોમ્સ કુદરતી રીતે અસંખ્ય પ્રકારના બીજમાં તેલના ટીપાં હોય છે, અને તેમની સામાન્ય રચના અને કાર્યમાં સ્ફેરોસોમ્સ સાથે અત્યંત સમાન હોય છે. ઓલ્સોમ્સ બીજ સમૂહના 20-50% સુધી ધરાવે છે અને તેમનું કાર્ય ટ્રાઇગ્લાઇસેરાઇડ્સના સ્વરૂપમાં ઊર્જાને સુરક્ષિત રીતે સંગ્રહિત કરવાનું અને અંકુરણ દરમિયાન ઊર્જાનો ઉપયોગ કરવાનું છે. જ્યારે એવું લાગે છે કે ઓલ્સોમ્સ અને સ્ફેરોસોમ્સ વચ્ચે કોઈ તફાવત નથી, ત્યારે ઓલ્સોમ્સ સ્ફેરોસોમ્સની જેમ લાઇસોસોમલ પ્રવૃત્તિ દર્શાવતા નથી. ઓસ્મિયમ ટેટ્રોક્સાઇડ લિપિડ્સ સાથે જોડાય છે, પરિણામે તેમને ડાઘા પાડે છે અને ઠીક કરે છે, જે પછી ઇલેક્ટ્રોન સ્કેનીંગ દરમિયાન લિપિડ્સને દૃશ્યમાન બનાવે છે. સ્ફેરોસોમ્સ જેવી રચનાઓ જેવા પ્લાઝ્મા પટલના ડાઘમાં, ઓસ્મિયમ ટેટ્રોક્સાઇડ ફોસ્ફોલિપિડ પ્રદેશો સાથે જોડાય છે, આમ આસપાસના કોષરસ સાથે વિરોધાભાસ પેદા કરે છે, જેનાથી લિપિડ મોનોલેયરને ઓળખવું સરળ બને છે. ખાસ કરીને, લિપિડના બેવડા બંધ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે ઓસ્મિયમ ટેટ્રોક્સાઇડ ઘટે છે, જે ઘટાડો પ્રતિક્રિયા તરફ દોરી જાય છે અને ધાતુના ઓસ્મિયમની રચના થાય છે. આ ધાતુ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી દરમિયાન ઇલેક્ટ્રોન બીમને પ્રતિબિંબિત કરે છે, જે શ્યામ સ્ટેનિંગ માળખા તરફ દોરી જાય છે. કેટલાક પેશીઓના કાર્ય સ્ફેરોસોમ્સ (જેમ કે તમાકુના એન્ડોસ્પર્મ, મકાઈના મૂળની ટોચ, વગેરે) તેમાં હાઇડ્રોલાઇટિક ઉત્સેચકો હોય છે. તેથી, તેઓ લાયસોસોમલ પ્રવૃત્તિ ધરાવતા હોવાનું પણ માનવામાં આવે છે. લાઇસોસોમલ લાક્ષણિકતાઓ એવું જાણવા મળ્યું છે કે કેટલાક છોડના કોષોમાં સ્ફેરોસોમ્સ લાઇસોસોમ્સની જેમ જ કાર્ય કરે છે. લાયસોસોમ્સ પણ સિંગલ મેમ્બ્રેન ઓર્ગેનેલ્સ છે અને સ્ફેરોસોમ્સની જેમ જ વિશાળ એન્ડોમેમ્બ્રેન સિસ્ટમમાંથી બાંધી શકે છે અને ખીલી શકે છે. છોડ અને પ્રાણી બંનેના કોષોમાં, લાયસોસોમ ખૂબ જ સમાન રીતે કાર્ય કરે છે, જેમાં તેમાં અસંખ્ય વિવિધ પ્રકારના હાઇડ્રોલાઇટિક ઉત્સેચકો હોય છે જે કોષોને નાશ અથવા રિસાયકલ કરવાની જરૂર હોય તેવી કોઈપણ વસ્તુને તોડી શકે છે. સ્વિસ ફેડરલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેક્નોલોજીના ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ જનરલ બોટનીના એક અભ્યાસમાં જાણવા મળ્યું છે કે ઉચ્ચ છોડના કોષોમાં, વિવિધ પ્રકારના સેલ્યુલર એસિડ હાઇડ્રોલેઝ અને અન્ય ઉત્સેચકો, ખાસ કરીને પ્રોટીઝ, ફોસ્ફેટેઝ, એસ્ટેરેઝ અને રિબોન્યુક્લીઝ, ઘનતા ઢાળ સેન્ટ્રીફ્યુગેશન પછી સ્ફેરોસોમ્સ સાથે સંકળાયેલા હતા. એસિડ હાઇડ્રોલેઝના વ્યાપક જૂથનું પ્રાથમિક કાર્ય પ્રોટીન, કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ, ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ અને ફોસ્ફોલિપિડ્સને તોડી પાડવાનું અને ચયાપચય કરવાનું છે, જ્યારે પણ કોષને જરૂર પડે ત્યારે આ અણુઓનું રિસાયક્લિંગ અથવા અધોગતિ થાય છે. અગાઉ ઉલ્લેખ કર્યો છે તેમ, છોડના કોષોમાં ઓર્ગેનેલ્સ ધરાવતા અન્ય લિપિડ આ હાઇડ્રોલેઝ પ્રવૃત્તિને પ્રદર્શિત કરતા નથી તેથી આ કાર્ય સ્ફેરોસોમ્સ માટે અનન્ય હોઈ શકે છે, પરંતુ નિર્ણાયક તારણો કરી શકાય તે પહેલાં વધુ સંશોધનની જરૂર છે. એક રીત જેમાં સ્ફેરોસોમ્સની એન્ઝાઇમેટિક અને લાઇસોસોમલ લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવવામાં આવી છે તે છે સાયટોમિક્ટિક ચેનલોની રચના. આ ચેનલો, જે સીધા બે નજીકના કોષોના કોષરસને જોડે છે, તે છોડની વૃદ્ધિ અને વિકાસ માટે એકદમ જરૂરી છે. આ ચેનલો એટલી મોટી અને એકબીજા સાથે જોડાયેલી બની શકે છે કે એક કોષનું કેન્દ્રક પણ બીજા કોષમાં પ્રવેશી શકે છે. ખાસ કરીને તમાકુના માઇક્રોસ્પોરોસાઇટ્સ અથવા ડિપ્લોઇડ કોષો કે જે અર્ધસૂત્રણમાંથી પસાર થાય છે અને બે અલગ અલગ પુત્રી કોષો ઉત્પન્ન કરે છે, તેમાં જાણવા મળ્યું છે કે સ્ફેરોસોમ્સ સાયટોમિક ચેનલોના વિકાસમાં નિર્ણાયક છે. છોડના કોષોમાં સેલ્યુલોઝની બનેલી સખત કોષ દિવાલ હોય છે, તેથી સેલ્યુલોઝના અધઃપતન અને માઇક્રોસ્પોરોસાઇટ્સ વચ્ચે પરિણામી સાયટોમિકટિક ચેનલની રચના માટે એન્ઝાઇમ કોલેઝ જરૂરી છે. કોલેઝનું સક્રિય સ્વરૂપ સ્ફેરોસોમ્સમાં જોવા મળ્યું હતું, પરંતુ એન્ડોપ્લાઝ્મિક રેટિક્યુલમ અથવા ગોલ્ગી ઉપકરણમાં નહીં, જે સૂચવે છે કે હકીકતમાં સ્ફેરોસોમ્સ કોષની દિવાલને ખરાબ કરવા માટે કાર્ય કરે છે. સ્ફેરોસોમ્સ દ્વારા કોષની દિવાલનું અધઃપતન તેથી સાયટોમિકટિક ચેનલોની રચના તરફ દોરી શકે છે. વાસ્તવિક દુનિયાની ઉપયોગિતાઓ નળના પાણીમાંથી ક્લોરોફોર્મ દૂર કરવું સ્ફેરોસોમ્સ પર અભ્યાસનો એક આશાસ્પદ વિસ્તાર ચોખાની ભૂસાની સ્ફેરોસોમ્સમાંથી આવે છે. ચોખાની ભૂકી ચોખાનું સખત, બાહ્ય સ્તર છે, અને તેમાં ચોખાના અન્ય કોઈપણ ભાગ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધુ ચરબી હોય છે. 2008ના એક અભ્યાસમાં જાણવા મળ્યું હતું કે ચોખાના ભૂસાની અંદરના સ્ફેરોસોમ્સ પાણીમાંથી ક્લોરોફોર્મને અસરકારક રીતે દૂર કરવામાં સક્ષમ હતા. અભ્યાસના પરિણામો દર્શાવે છે કે સ્ફેરોસોમ્સે 90 મિનિટ પછી 90 ટકા કાર્યક્ષમતા સાથે નળના પાણીમાંથી ક્લોરોફોર્મ દૂર કર્યું હતું, જે સક્રિય કાર્બન જેવા પરંપરાગત ક્લોરોફોર્મ રીમુવર કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે. ક્લોરોફોર્મ તમામ ક્લોરિનેટેડ નળના પાણીમાં જોવા મળે છે, અને જ્યારે ક્લોરોફોર્મના ઓછા વપરાશના સ્તરને હાનિકારક માનવામાં આવે છે, ત્યારે ક્લોરોફોર્મનું ઉચ્ચ સ્તર યકૃત અને કિડનીને કેન્સરનું નુકસાન પહોંચાડે છે. નળનું પાણી પણ ક્લોરોફોર્મના પર્યાવરણીય સંપર્કનો મુખ્ય સ્રોત છે, તેથી ક્લોરોફોર્મને દૂર કરવાના ફાયદા ખૂબ વ્યાપક છે. ક્લોરોફોર્મના સંભવિત દૂર કરનાર તરીકે ચોખાના ભૂસમાંથી સ્ફેરોસોમ્સ માટે ઘણી સંભાવના છે; ચોખાના ભૂસ એ ઔદ્યોગિક ચોખાના સાધનોમાંથી એક લાક્ષણિક કચરો ઉત્પાદન છે, અને સક્રિય કાર્બન કરતાં ચોખાના ભૂસમાંથી અલગ સ્ફેરોસોમ્સનું ઉત્પાદન કરવું નોંધપાત્ર રીતે સસ્તું છે. જમીનમાંથી ટેટ્રાક્લોરેથિલિનને દૂર કરવું જર્નલ ઓફ એગ્રિકલ્ચર એન્ડ ફૂડ કેમિસ્ટ્રીના અન્ય એક અભ્યાસમાં જાણવા મળ્યું છે કે ચોખાના ભૂસમાંથી સ્ફેરોસોમ્સ જમીનમાં ટેટ્રાક્લોરોએથિલિનના કુદરતી જૈવિક અધઃપતનની તુલનામાં જમીનમાં ટેટ્રાક્લોરોએથિલિનના ઝડપી અધઃપતનને પ્રોત્સાહન આપે છે. અભ્યાસમાં જાણવા મળ્યું છે કે હાજર સ્ફેરોસોમ્સ સાથે ટેટ્રાક્લોરોએથિલિનનું અધઃપતન પૂર્ણ કરવા માટે સરેરાશ સમય 25 દિવસ છે, જ્યારે કુદરતી માટી ટેટ્રાક્લોરોએથિલિનનું અધઃપતન કરવામાં 38 દિવસ લે છે. આ રંગહીન, ગંધહીન સંયોજન ઘણા ગ્રાહક ઉત્પાદનોમાંથી આવે છે, જેમ કે ત્વચા ઉત્પાદનો, લાકડું સાફ કરનારા અને કેટલાક રંગ દૂર કરનારા. ઇપીએ સંપર્કના તમામ માર્ગો દ્વારા ટેટ્રાક્લોરોએથિલિનને મનુષ્યો માટે કાર્સિનોજેનિક માને છે જેથી જમીનમાં તેનું સ્તર નીચું રહે અને આમ પીવાના પાણીમાં તેનું સ્તર નીચું રહે તે બાયોરેમેડિએશનમાં ઘણા લોકો માટે પ્રાથમિકતા છે. ભવિષ્યના સંશોધન અને ઉપયોગો તાજેતરના વર્ષોમાં, સ્ફેરોસોમ્સ, ઓલ્સોમ્સ અને તેલના ટીપાં બધાને સામાન્ય શબ્દ "લિપિડ ટીપાં" અથવા ટૂંકમાં એલ. ડી. હેઠળ જૂથબદ્ધ કરવામાં આવ્યા છે. છેલ્લા પાંચ વર્ષમાં આ વિષય પરના પ્રકાશનોમાં ભારે વધારો થયો છે, પરંતુ સ્ફેરોસોમ્સ અને લિપિડ ટીપાં અંગે હજુ પણ અસંખ્ય ઉત્કૃષ્ટ સંશોધન પ્રશ્નો છે. રોપાઓમાં લિપિડ ટીપાં (સ્ફેરોસોમ્સ) અને પેરોક્સિસોમ વચ્ચેનો સંબંધ, એલ. ડી. ના પટલ સાથે સંકળાયેલા પ્રોટીન છોડમાં અજૈવિક અને જૈવિક તાણના પ્રતિભાવને કેવી રીતે અસર કરે છે, અને સંભવિત આનુવંશિક ઇજનેરી અથવા તેલના ઉત્પાદન અને ગુણવત્તામાં સુધારો કરવા માટે એલ. ડી. સાથે સંકળાયેલા ઉત્સેચકોમાં ફેરફાર જેવા પ્રશ્નો તાજેતરના વર્ષોમાં સંશોધકો માટે મોખરે રહ્યા છે. સંદર્ભો ઓર્ગેનેલ્સ લિપિડ્સ