क्रांज़ 'शारीरिक रचना
क्रैन्ज़ एनाटॉमी सी4 पौधों की पत्तियों में पाई जाने वाली एक विशिष्ट व्यवस्था को संदर्भित करता है, जिसमें स्पंजी मेसोफिल कोशिकाओं के अनुरूप ऊतक पत्ती की नसों के चारों ओर एक गोलाकार क्लस्टर बनाता है, जो बंडल शीथ कोशिकाओं के बाहर स्थित होता है।
क्रैंज़ एनाटॉमी
क्रांज़ एनाटॉमी क्या है?
क्रांज़ शब्द का अर्थ है "पुष्पांजलि" या "वलय"। क्रान्ज़ एनाटॉमी C4 पौधों में एक विशेष संरचना है जहां मेसोफिल कोशिकाएं बंडल-शीथ कोशिकाओं के चारों ओर एक वलय की तरह जमा होती हैं। बंडल-शीथ कोशिकाओं में क्लोरोप्लास्ट की संख्या मेसोफिल कोशिकाओं की तुलना में अधिक होती है। यह C4 घास जैसे मक्का और कुछ द्विबीजपत्री घासों में पाया जाता है। क्रैंज़ शरीर रचना विज्ञान को तीन अलग-अलग चरणों में विकसित किया गया है:
- प्रोकैम्बियम की शुरूआत
- बंडल शीथ और मेसोफिल सेल विशिष्टता
- क्लोरोप्लास्ट विकास और C4 चक्र का एकीकरण
C4 पौधों में क्रांज़ एनाटॉमी
- C4 पौधों में प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाएं और केल्विन चक्र अलग हो जाते हैं। केल्विन चक्र बंडल-शीथ कोशिकाओं में होता है और प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाएं मेसोफिल कोशिकाओं में होती हैं।
- पीईपी कार्बोक्सिलेज द्वारा उत्प्रेरित, मेसोफिल कोशिकाओं में 4-कार्बन यौगिक ऑक्सालोएसीटेट बनाने के लिए वायुमंडलीय ऑक्सीजन को पहले स्थिर किया जाता है।
- ऑक्सालोएसीटेट को मैलेट में परिवर्तित किया जाता है जिसे बंडल-शीथ कोशिकाओं में ले जाया जाता है।
- कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ने के लिए मैलेट बंडल-शीथ कोशिकाओं में अलग हो जाता है।
- रूबिस्को कार्बन डाइऑक्साइड को स्थिर करता है और इसे शर्करा में परिवर्तित करता है।
- मेसोफिल कोशिकाओं द्वारा बंडल शीथ कोशिकाओं में कार्बन डाइऑक्साइड को लगातार पंप किया जाता है, रूबिस्को के आसपास कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता हमेशा अधिक होती है। इससे प्रकाश श्वसन कम हो जाता है।
- अधिकांश पौधों में, रिबुलोज बिस्फोस्फेट कार्बोक्सिलेज ऑक्सीजनेज (रूबिस्को) की क्रिया द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड को 3 कार्बन यौगिक में स्थिर किया जाता है। रूबिस्को ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित कर सकता है। इसे दूर करने के लिए, C4 मार्ग एंजाइम फ़ॉस्फ़ोएनोलपाइरूवेट कार्बोक्सिलेज़ का उपयोग करके वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड को ठीक करता है। फिर रूबिस्को द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड को पुनर्संयोजन के लिए छोड़ा जाता है।
- मक्का जैसी C4 घास में, मेसोफिल कोशिकाएं बंडल शीथ कोशिकाओं को घेर लेती हैं, और बंडल शीथ कोशिकाएं शिराओं को घेर लेती हैं।
C4 पौधों की संरचना
C4 पौधों की संरचना एक विशिष्ट क्रांज़ एनाटॉमी दर्शाती है जिसमें शामिल हैं:
- मेसोफिल कोशिकाएं एक समान होती हैं और संवहनी बंडलों के चारों ओर संकेंद्रित परतों में व्यवस्थित होती हैं।
- मेसोफिल कोशिकाओं में क्लोरोप्लास्ट कम होते हैं और इनमें स्टार्च नहीं होता है। उनके पास C4 प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक एंजाइम संरचना होती है।
- बंडल शीथ कोशिकाओं में क्लोरोप्लास्ट स्टार्च को संग्रहित करते हैं और बड़े होते हैं। इनमें C3 प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक एंजाइम संरचना होती है।
- मेसोफिल कोशिकाएं और बंडल शीथ कोशिकाएं प्लास्मोडेस्माटा के माध्यम से जुड़ी हुई हैं, जिससे उनके बीच संचार और सामग्रियों के आदान-प्रदान की सुविधा मिलती है।
क्रैंज़ एनाटॉमी का कार्य
अधिकांश पौधों में, कार्बन डाइऑक्साइड प्रकाश संश्लेषक एंजाइम राइबुलोज बिस्फोस्फेट कार्बोक्सिलेज ऑक्सीजनेज या रुबिस्को के माध्यम से तीन कार्बन परमाणुओं (C 3) के साथ एक यौगिक में प्रारंभिक निर्धारण से गुजरता है, जिसे सी 3 प्रकाश संश्लेषण के रूप में जाना जाता है और इन पौधों को C3 पौधे कहा जाता है।
- हालाँकि, रूबिस्को स्वाभाविक रूप से अक्षम है क्योंकि यह ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया को भी उत्प्रेरित कर सकता है, जिससे प्रकाश संश्लेषण के बजाय फोटोरेस्पिरेशन नामक एक अकुशल प्रक्रिया हो सकती है।
- इस अक्षमता को दूर करने के लिए, C4 मार्ग रणनीतिक रूप से एंजाइम फ़ॉस्फ़ोएनोलपाइरूवेट कार्बोक्सिलेज का उपयोग करके वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड को C4 अम्ल में स्थिर करता है, जो ऑक्सीजन के प्रति उत्तरदायी नहीं है।
- इसके बाद, C4 अम्ल रूबिस्को द्वारा पुनः स्थिरीकरण के लिए कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ते हैं। कई C4 पौधों में, C4 मार्ग के इन दो चरणों को स्थानिक रूप से रूपात्मक रूप से अलग प्रकाश संश्लेषक कोशिका श्रेणियों में विभाजित किया गया है।
- यह पृथक्करण रूबिस्को के आसपास कार्बन डाइऑक्साइड की उच्च सांद्रता को जमा करने की अनुमति देता है, जिससे बेहतर प्रकाश संश्लेषक दक्षता को बढ़ावा मिलता है।
क्रैंज़ एनाटॉमी के लाभ
क्रैंज़ शरीर रचना विज्ञान लाभप्रद है क्योंकि यह पौधों को अपना भोजन कुशलतापूर्वक उत्पादित करने में सक्षम बनाता है। यह संरचनात्मक विशेषता पत्तियों में शिराओं के चारों ओर घूमती है, जिससे कोशिकाओं की एक परत बनती है जो अधिक प्रकाश को अवशोषित कर सकती है। यह क्षमता पौधे को अपनी चयापचय प्रक्रियाओं के लिए अधिक मात्रा में चीनी और ऑक्सीजन उत्पन्न करने की अनुमति देती है। नतीजतन, इसके अन्य फायदे भी हैं। इनमें से कुछ लाभ नीचे उल्लिखित हैं:
- यह पौधों के भीतर, विशेष रूप से रूबिस्को एंजाइम के आसपास, कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता के लिए एक इष्टतम स्थान बनाता है।
- यह फोटोरेस्पिरेशन को रोकने में भूमिका निभाता है, एक ऐसी प्रक्रिया जो पौधों की उत्पादकता के लिए हानिकारक हो सकती है।
- इस विशेष संरचनात्मक व्यवस्था में बंडल शीथ कोशिकाओं की भागीदारी के कारण, यह C4 पौधों के भीतर दो बार कार्बन डाइऑक्साइड के स्थिरीकरण की सुविधा प्रदान करता है।
क्रैंज़ एनाटॉमी का विकास
क्रैंज़ शरीर रचना विज्ञान का विकास तीन अलग-अलग चरणों में होता है:
- प्रोकैम्बियम की शुरूआत
- बंडल शीथ और मेसोफिल कोशिकाओं की विशिष्टता
- क्लोरोप्लास्ट का विकास और C4 चक्र का एकीकरण
क्रैंज़ एनाटॉमी की विशिष्ट विशेषताएं
क्रैंज़ एनाटॉमी की विशेषताओं में शामिल हैं:
- मेसोफिल कोशिकाएं एक समान होती हैं और संवहनी बंडलों के चारों ओर संकेंद्रित परतों में व्यवस्थित होती हैं।
- मेसोफिल कोशिकाओं में क्लोरोप्लास्ट कम होते हैं और इनमें स्टार्च नहीं होता है। उनके पास C4 प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक एंजाइम संरचना होती है।
- बंडल शीथ कोशिकाओं में क्लोरोप्लास्ट स्टार्च को संग्रहित करते हैं और बड़े होते हैं। इनमें C3 प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक एंजाइम संरचना होती है।
- मेसोफिल कोशिकाएं और बंडल शीथ कोशिकाएं प्लास्मोडेस्माटा के माध्यम से जुड़ी हुई हैं, जिससे उनके बीच संचार और सामग्रियों के आदान-प्रदान की सुविधा मिलती है।
अभ्यास प्रश्न:
- क्रांज़ एनाटॉमी क्या है?
- C4 संयंत्रों में डबल कार्बन स्थिरीकरण का क्या लाभ है?
- कौन से पौधे क्रांज़ शरीर रचना प्रदर्शित करते हैं?
- संवहनी बंडलों का कार्य क्या है?
