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Chapter: Cell — The Unit of Life
(कोशिका — जीवन की इकाई)

Intro / परिचय:
हर जीव— चाहे वह एक छोटी सूक्ष्म बैक्टीरिया हो या बड़ा मनुष्य— सबसे छोटी इकाई जिसे हम जीवन कह सकते हैं, वो है कोशिका (Cell).
Cell वह basic structural और functional unit है जो सभी life processes को संभव बनाती है।
इस chapter में हम समझेंगे कि कोशिका क्या है, इसके घटक (organelles) कौन-कौन से हैं, उनकी भूमिका क्या है, और किन-किन तरीकों से कोशिकाएँ विभाजित होती हैं।

क्यों ज़रूरी है यह chapter? (Why this chapter matters)

यह सभी biological concepts की बुनियाद है — genetics, physiology, biochemistry, और modern biotechnology सब यहीं से शुरू होते हैं।
Cell-structure और function समझने पर ही हम समझ पाते हैं कि कैसे tissues, organs और organ systems काम करते हैं।
Microscopy, cell division (mitosis/meiosis) और molecular basis of inheritance की समझ exams और higher studies दोनों के लिए ज़रूरी है।

Main topics covered (मुख्य विषय)

Discovery of cell and cell theory (कोशिका की खोज और कोशिका सिद्धांत)
Prokaryotic vs Eukaryotic cells (प्रोकैरियोटिक बनाम यूकेरियोटिक)
Cell organelles — structure & function (नाभिक, माइटोकॉन्ड्रिया, राइबोसोम, क्लोरोप्लास्ट, इत्यादि)
Cell membrane and transport across membrane (passive & active transport)
Cell division — Mitosis and Meiosis (कोशिका विभाजन)
Cell cycle and its regulation (कोशिका चक्र और नियंत्रण)
Brief intro to stem cells and cell signalling (आधुनक पहलू)

Quick Fact / त्वरित तथ्य

आपके शरीर में अनुमानित ~37 ट्रिलियन कोशिकाएँ होती हैं — पर हर कोशिका एक-सी नहीं होती। कुछ छोटी, कुछ बड़ी; कुछ चलते-फिरते, कुछ स्थिर; पर सभी मिलकर ही जीवन को सम्भव बनाती हैं।

Study tips (पढ़ने के सुझाव)

Diagrams पर ध्यान दें — labeled diagrams याद रखिए (cell structure, mitosis stages)।
Organelles और उनकी functions के बीच connection बनाइए — केवल याद मत कीजिए, समझिए कि किसका क्या काम है।
Cell membrane transport के बारे में छोटे-छोटे examples बनाइए (osmosis in plant cell, RBC swelling/shrinking)।
Cell division की stages को steps में विभाजित कर याद करें — पीक्चर से हर चरण का function समझें।

What is a Cell?
(कोशिका क्या है?)

Definition:
A cell is the structural and functional unit of life.
कोशिका जीवन की सबसे छोटी इकाई है, जो independently जीवन के सभी आवश्यक कार्य कर सकती है।
चाहे bacteria जैसा single-celled organism हो या human जैसा multicellular organism — life हमेशा cell से ही शुरू होता है।

Key Features of Cell (कोशिका की प्रमुख विशेषताएँ)

हर जीवित प्राणी कोशिकाओं से बना होता है।
Cell के भीतर ही सभी metabolic reactions होती हैं (respiration, digestion, protein synthesis, आदि)।
हर cell अपनी genetic material (DNA/RNA) रखता है।
Cell division द्वारा नई कोशिकाओं का निर्माण होता है।

Quick Fact:

सबसे पहली बार Robert Hooke (1665) ने dead cork cells को microscope से देखकर “cell” शब्द दिया।
जबकि Anton van Leeuwenhoek ने पहली बार living cells (bacteria, protozoa) देखे।

Cell Theory (कोशिका सिद्धांत)

Cell Theory को Schleiden (1838) और Schwann (1839) ने प्रस्तुत किया।
बाद में Rudolf Virchow (1855) ने इसमें महत्वपूर्ण योगदान दिया।

Main Postulates (मुख्य बिंदु)

सभी जीवित प्राणी एक या अधिक कोशिकाओं से बने होते हैं। (All living organisms are composed of cells.)
कोशिका जीवन की संरचनात्मक और कार्यात्मक इकाई है। (Cell is the structural & functional unit of life.)
Omnis cellula e cellula — नई कोशिका हमेशा पूर्व-विद्यमान कोशिका से उत्पन्न होती है। (All cells arise from pre-existing cells.)
Cells में genetic information (DNA/RNA) होती है जो inheritance को नियंत्रित करती है।

Summary Note

Cell Theory ने biology में एक unifying concept दिया — कि चाहे पौधे हों या जानवर, सभी का आधार कोशिका है।
आज modern cell theory molecular biology और genetics के साथ integrate हो चुकी है।

Overview of Cell
(कोशिका का अवलोकन)

The cell is the basic structural, functional and genetic unit of all living organisms.
कोशिका जीवन की मौलिक इकाई है जो न केवल जीव की संरचना बनाती है बल्कि उसके सारे functions को control भी करती है।
चाहे unicellular organisms (जैसे Amoeba, Bacteria) हों या multicellular organisms (जैसे मानव, पेड़) —
life की शुरुआत हमेशा cell से ही होती है।

Important Point:

Cell को अक्सर “Building Block of Life” कहा जाता है क्योंकि यह जीवन की सबसे छोटी इकाई है जो independently survive कर सकती है।

Types of Organisms based on Cells (कोशिकाओं के आधार पर जीवों के प्रकार)

Unicellular organisms (एककोशकीय जीव): जिनका पूरा शरीर केवल एक cell से बना होता है।
Example: Amoeba, Paramecium, Bacteria।
Multicellular organisms (अनेक कोशकीय जीव): जिनमें कई कोशिकाएँ मिलकर tissues, organs और organ systems बनाती हैं।
Example: Man, Plants, Animals।

Basic Components of Cell (कोशिका के मूल घटक)

Component	Explanation (व्याख्या)
Plasma Membrane	It is the outer boundary of the cell that regulates entry and exit of substances. यह कोशिका की सीमा है जो पदार्थों के आवागमन को नियंत्रित करती है।
Cytoplasm	Jelly-like fluid where cell organelles are suspended. इसमें metabolic activities होती हैं।
Nucleus	The control center of the cell, containing genetic material (DNA/RNA). यह कोशिका का “command centre” है।
Cell Organelles	Specialized structures like mitochondria, ER, Golgi body, ribosomes, etc. ये अलग-अलग functions (energy production, protein synthesis, transport) करते हैं।

Did You Know?

Human body में लगभग 37 trillion cells होते हैं।
सबसे बड़ी single cell — ostrich egg है और सबसे छोटी cell — Mycoplasma है।

Summary (सारांश)

Cell ही वह इकाई है जो किसी भी organism को जीवन प्रदान करती है।
इसकी संरचना और कार्य विभिन्न organisms में भिन्न हो सकते हैं लेकिन
सभी cells में कुछ common features पाए जाते हैं। यही कारण है कि cell को Unit of Life कहा जाता है।

Prokaryotic Cell
(प्रोकैरियोटिक कोशिका)

Prokaryotic cells वे primitive कोशिकाएँ हैं जिनमें well-defined nucleus और membrane-bound organelles नहीं पाए जाते।
ये सबसे पहले विकसित हुए थे और life की origin में इनकी महत्वपूर्ण भूमिका रही है।
Prokaryotes में मुख्यतः Bacteria और Cyanobacteria (Blue-Green Algae) आते हैं।

Key Characteristics (मुख्य लक्षण)

Size generally 0.1 – 5 µm in diameter (बहुत छोटे आकार के होते हैं)।
True nucleus absent; only a nucleoid with circular DNA present.
Membrane-bound organelles (mitochondria, ER, Golgi body) absent।
Reproduction usually by binary fission (asexual)।
Cell division simple होती है, mitosis या meiosis नहीं होता।

Structure of a Prokaryotic Cell (प्रोकैरियोटिक कोशिका की संरचना)

Part	Description (व्याख्या)
Cell Envelope	Consists of three layers – Glycocalyx, Cell Wall, Plasma Membrane। यह कोशिका को protection और shape देता है।
Cytoplasm	Semiliquid substance जिसमें ribosomes (70S) और inclusions present होते हैं।
Nucleoid	Single, circular, double-stranded DNA molecule जो genetic material है। कोई nuclear membrane नहीं होती।
Plasmids	Extra-chromosomal, small circular DNA molecules। ये antibiotic resistance जैसे traits provide करते हैं।
Ribosomes	70S type (50S + 30S subunits)। Protein synthesis का कार्य करते हैं।
Flagella	Locomotion के लिए whip-like structures। Bacteria में पाए जाते हैं।
Pili and Fimbriae	Attachment और genetic exchange (conjugation) के लिए।

Did You Know?

Bacteria में cell wall peptidoglycan से बनी होती है।
Cyanobacteria photosynthetic होते हैं और इन्हें कभी-कभी Blue-Green Algae भी कहा जाता है।

Examples (उदाहरण)

Bacteria: E. coli, Salmonella, Streptococcus
Cyanobacteria: Nostoc, Anabaena
Mycoplasma: Smallest prokaryote, no cell wall

Summary (सारांश)

Prokaryotic cells सरल संरचना वाले होते हैं, जिनमें membrane-bound organelles और true nucleus नहीं होता।
फिर भी ये highly diverse हैं और पृथ्वी पर जीवन की शुरुआत इन्हीं कोशिकाओं से हुई थी।
इनकी adaptability ही इन्हें हर environment (soil, water, human body) में survive करने लायक बनाती है।

Ribosomes and Inclusion Bodies (राइबोसोम एवं इंक्लूज़न बॉडी)

Ribosomes (राइबोसोम)

Ribosomes को protein factories कहा जाता है क्योंकि यह protein synthesis (प्रोटीन संश्लेषण) का कार्य करते हैं।
ये non-membranous और छोटे दानों जैसी संरचनाएँ होती हैं।
Ribosomes पहली बार George Palade ने खोजे थे, इसलिए इन्हें Palade particles भी कहा जाता है।

Types of Ribosomes (प्रकार)

70S Ribosomes: Prokaryotes (bacteria, cyanobacteria, mitochondria और chloroplasts में पाए जाते हैं)।Sub-units: 50S + 30S
80S Ribosomes: Eukaryotic cytoplasm में पाए जाते हैं।Sub-units: 60S + 40S

Ribosomes RNA (rRNA) और protein से बने होते हैं।
ये mRNA पर attach होकर translation प्रक्रिया में polypeptide chain बनाते हैं।

Fact Box:
– “S” का अर्थ है Svedberg unit (sedimentation rate)।
– 70S ribosomes antibiotics जैसे streptomycin और tetracycline के target होते हैं।

Inclusion Bodies (इंक्लूज़न बॉडी)

Inclusion bodies कोशिका में पाए जाने वाले reserve material storage structures हैं।
ये non-living और non-membranous होते हैं, cytoplasm में तैरते रहते हैं।
ये ऊर्जा या अन्य पदार्थों का भंडारण करते हैं।

Types of Inclusion Bodies (प्रकार)

Phosphate granules: Energy metabolism और ATP synthesis के लिए phosphate reserve।
Cyanophycean granules: Cyanobacteria में पाए जाते हैं, यह protein और carbohydrate का reserve हैं।
Glycogen granules: Carbohydrate storage।
Gas vacuoles: Cyanobacteria में buoyancy control (तैरने की क्षमता) में सहायक।
Poly-β-hydroxybutyrate (PHB): Lipid storage granules।

Inclusion bodies विभिन्न रंगों और आकारों में हो सकते हैं, यह कोशिका के metabolism को समर्थन देते हैं।

Quick Note:
Ribosomes = protein synthesis
Inclusion bodies = storage
दोनों ही non-membranous organelles हैं।

Eukaryotic Cell (यूकेरियोटिक कोशिका)

Eukaryotic cells वे कोशिकाएँ हैं जिनमें true nucleus (सच्चा केन्द्रक) और
membrane-bound organelles (झिल्ली-बद्ध अंगक) पाए जाते हैं।
ये कोशिकाएँ plants, animals, fungi, protozoa और algae में मिलती हैं।
इनकी संरचना prokaryotic cells की तुलना में जटिल (complex) होती है।

Fact Box:
– Eukaryotic cells का आकार 10–100 µm तक होता है।
– इनकी खोज Robert Brown ने nucleus की खोज (1831) और Dujardin ने cytoplasm की खोज से शुरू की।

General Characteristics (सामान्य लक्षण)

Well-defined nucleus with nuclear membrane (सुस्पष्ट केन्द्रक)।
DNA chromosomes में संगठित रहता है (histone proteins के साथ)।
Presence of membrane-bound organelles – mitochondria, ER, Golgi body, lysosomes आदि।
80S ribosomes (cytoplasm में), जबकि mitochondria और chloroplast में 70S ribosomes पाए जाते हैं।
Cell division mitosis और meiosis द्वारा होती है।

Structure of Eukaryotic Cell (संरचना)

1. Plasma Membrane (प्लाज्मा झिल्ली)

Plasma membrane को fluid mosaic model के अनुसार lipid bilayer और proteins से बनी माना जाता है।
यह selectively permeable होती है और पदार्थों का आदान-प्रदान नियंत्रित करती है।

2. Cytoplasm (साइटोप्लाज्म)

Cytoplasm एक colloidal medium है जिसमें सभी organelles तैरते रहते हैं।
यह metabolic reactions का मुख्य स्थान है।

3. Nucleus (केन्द्रक)

Nucleus double membrane से घिरा होता है जिसमें nuclear pores होते हैं।
इसके अंदर nucleoplasm, chromatin material और nucleolus पाए जाते हैं।
यह cell का control center है।

Membrane-bound Organelles (झिल्ली-बद्ध अंगक)

Mitochondria: Powerhouse of cell, ATP production।
Endoplasmic Reticulum (ER): RER = protein synthesis, SER = lipid synthesis।
Golgi Apparatus: Packaging and secretion of proteins/lipids।
Lysosomes: Suicidal bags, intracellular digestion।
Plastids (in plants): Chloroplasts = photosynthesis, Chromoplasts = pigment storage, Leucoplasts = food storage।
Peroxisomes: Fatty acid breakdown और detoxification।
Vacuoles: Storage and turgidity maintenance (large in plants, small in animals)।

Cytoskeletal Structures (साइटोस्केलेटन)

Cytoskeleton microtubules, microfilaments और intermediate filaments से बना होता है।
यह कोशिका को आकार, सहारा और गति (shape, support and movement) प्रदान करता है।

Comparison Table: Prokaryotic vs Eukaryotic Cell

Feature (विशेषता)	Prokaryotic Cell	Eukaryotic Cell
Nucleus	Absent (nucleoid)	Present, well-defined
DNA	Circular, naked	Linear, histone-bound
Organelles	Absent	Membrane-bound organelles present
Ribosomes	70S	80S (cytoplasm)
Cell Division	Binary fission	Mitosis & Meiosis

Quick Note:
Eukaryotic cell = complex, advanced, compartmentalized system.
यह multicellular organisms में life processes को regulate करता है।

Cell Membrane of Eukaryotic Cell (यूकेरियोटिक कोशिका की झिल्ली)

Cell membrane (जिसे plasma membrane या plasmalemma भी कहते हैं)
eukaryotic cell की सबसे बाहरी परत है जो cell को वातावरण से अलग करती है।
यह selectively permeable होती है और cell की shape, structure और communication regulate करती है।

Structure (संरचना)

Thickness: लगभग 7–10 nm
Based on Fluid Mosaic Model (Singer & Nicolson, 1972)
Consists of Lipid bilayer (phospholipids) और embedded proteins
Carbohydrate chains (glycoproteins/glycolipids) surface पर cell recognition और signaling में मदद करते हैं।

Components (घटक)

Phospholipids: Bilayer structure, hydrophilic head और hydrophobic tail।
Proteins: Integral (spanning the membrane) और Peripheral (surface-bound)।
Carbohydrates: Glycoproteins और glycolipids; cell-cell recognition, immunity।
Cholesterol: Membrane की fluidity और stability maintain करता है।

Functions (कार्य)

Selective permeability: केवल जरूरी molecules का transport।
Cell signaling: Receptors की मदद से external signals detect करना।
Protection: Physical barrier और pathogen से सुरक्षा।
Cell adhesion: अन्य cells से जुड़ने में मदद।
Endocytosis & Exocytosis: Large molecules के intake और secretion में सहायक।

Transport Across Cell Membrane (कोशिका झिल्ली के पार पदार्थ का परिवहन)

Passive Transport (सक्रिय रहित): Diffusion, Osmosis, Facilitated Diffusion – Energy की आवश्यकता नहीं।
Active Transport (सक्रिय परिवहन): ATP की आवश्यकता; ions और molecules को concentration gradient के खिलाफ transport।
Endocytosis: Cell membrane folds to take in substances (Phagocytosis & Pinocytosis)।
Exocytosis: Vesicles fuse with membrane to release substances।

Fact Box:
– Fluid Mosaic Model के अनुसार membrane dynamic और flexible है।
– Integral proteins transport, receptors और enzymes के रूप में कार्य करते हैं।
– Glycocalyx carbohydrate layer cell-cell recognition और pathogen protection में महत्वपूर्ण है।

Fluid Mosaic Model (फ्लुइड मोज़ाइक मॉडल)

Fluid Mosaic Model 1972 में Singer और Nicolson द्वारा प्रस्तावित किया गया था।
यह मॉडल cell membrane (plasma membrane) की structure को explain करता है।
इसके अनुसार, cell membrane एक dynamic और flexible structure है जिसमें proteins और lipids freely move करते हैं, जैसे पानी में तैरते हुए टुकड़े।

Key Features (मुख्य विशेषताएँ)

Membrane primarily composed of phospholipid bilayer।
Proteins embedded in lipid bilayer – like tiles in a mosaic।
Phospholipids and proteins move laterally – यही fluidity को define करता है।
Carbohydrate chains (glycoproteins/glycolipids) membrane surface पर cell recognition में मदद करते हैं।
Cholesterol molecules maintain membrane stability और flexibility।

Types of Proteins in Membrane (झिल्ली में प्रोटीन)

Integral proteins: Membrane के अंदर embedded, transport और receptor का काम करते हैं।
Peripheral proteins: Membrane के surface पर bound, structural support और signaling में मदद।

Functions of Fluid Mosaic Model (कार्य)

Selective permeability – केवल जरूरी molecules का transport।
Signal reception – Receptors external signals detect करते हैं।
Cell adhesion – Other cells से जुड़ने में मदद।
Transport of molecules – Passive और active transport mechanisms।
Dynamic flexibility – Cell shape और movement को allow करता है।

Fact Box:
– “Fluid” = Phospholipids and proteins can move laterally।
– “Mosaic” = Proteins embedded in bilayer like tiles of a mosaic।
– Cholesterol molecules temperature changes के बावजूद membrane को stable रखते हैं।

Illustration

Lipid bilayer with embedded proteins, carbohydrates and cholesterol –
Cell membrane का यह arrangement Fluid Mosaic Model के अनुसार explain करता है।

Cell Wall (कोशिका भित्ति)

Cell wall एक कठोर बाहरी परत है जो मुख्यतः plant cells, fungi और bacteria में पाई जाती है।
यह cell को shape, support और protection प्रदान करती है।
Eukaryotic plant cells में cell wall primarily cellulose से बनी होती है।

Structure of Cell Wall (संरचना)

Primary Cell Wall: Flexible, growing cells में पाई जाती है।
Mainly cellulose, hemicellulose और pectin से बनी होती है।
Secondary Cell Wall: Mature cells में पाई जाती है।
Lignin के कारण यह कठोर और मजबूत होती है।
Middle Lamella: Adjacent cells को जोड़ने वाली पectin-rich परत।

Composition (संरचनात्मक घटक)

Cellulose – β-1,4-glucose polymer, primary structure।
Hemicellulose – matrix polysaccharides।
Pectin – cell adhesion और flexibility के लिए।
Lignin – secondary wall में rigidity और waterproofing के लिए।
Proteins – structural support और enzyme activity के लिए।

Functions of Cell Wall (कार्य)

Maintains cell shape और structural integrity।
Protection from mechanical injury और pathogen attack।
Prevents excessive water uptake (osmotic pressure को regulate करता है)।
Supports plant tissues और overall plant body।
Acts as a barrier for diffusion of large molecules।

Fact Box:
– Plant cell wall mainly cellulose से बनी है।
– Fungal cell wall में chitin पाया जाता है।
– Bacterial cell wall में peptidoglycan मुख्य घटक है।
– Secondary wall lignin की वजह से कठोर और स्थायी होती है।

Summary Table: Cell Wall in Different Organisms

Organism (जीव)	Main Component (मुख्य घटक)	Special Feature (विशेषता)
Plants	Cellulose, Hemicellulose, Pectin	Primary & Secondary wall, rigidity & support
Fungi	Chitin	Rigid, protects fungal cells
Bacteria	Peptidoglycan (Murein)	Provides shape & protection, Gram +/– difference

Endomembrane System (एंडोमेंब्रेन सिस्टम)

Endomembrane system eukaryotic cells में एक ऐसी network system है जिसमें कई membrane-bound organelles शामिल होते हैं।
यह system cell के अंदर protein synthesis, modification, transport और secretion को regulate करता है।
Endomembrane system का मुख्य उद्देश्य cell की internal compartmentalization और communication को maintain करना है।

Components of Endomembrane System (एंडोमेंब्रेन सिस्टम के घटक)

Endoplasmic Reticulum (ER): RER (protein synthesis) और SER (lipid synthesis) के लिए जिम्मेदार।
Golgi Apparatus: Proteins और lipids का modification, sorting और packaging करता है।
Lysosomes: Digestive enzymes वाले vesicles, intracellular digestion के लिए।
Vacuoles: Storage और turgor maintenance, plant में बड़ा, animal में छोटा।
Plasma Membrane: Vesicles के माध्यम से endocytosis और exocytosis में शामिल।
Nuclear Envelope: Nucleus को cytoplasm से अलग करता है और material transport regulate करता है।

Functions of Endomembrane System (कार्य)

Protein and lipid synthesis (RER & SER)।
Protein modification, packaging and transport (Golgi apparatus)।
Intracellular digestion (Lysosomes)।
Secretion of substances via vesicles (Exocytosis)।
Storage of nutrients and waste materials (Vacuoles)।
Transport of molecules between organelles and cell membrane।

Fact Box:
– Endomembrane system सभी membrane-bound organelles को functional network में connect करता है।
– RER से बनी proteins Golgi Apparatus में भेजी जाती हैं।
– Golgi से vesicles बनकर plasma membrane या lysosomes में जाते हैं।
– Endocytosis और exocytosis में vesicles की मदद से material transport होता है।

Illustration Table: Organelles and Functions in Endomembrane System

Organelle (अंगक)	Function (कार्य)	Special Note (विशेष टिप्पणी)
Rough ER	Protein synthesis	Ribosomes attached on surface
Smooth ER	Lipid synthesis, detoxification	No ribosomes on surface
Golgi Apparatus	Protein & lipid modification, packaging	Vesicle-mediated transport
Lysosome	Intracellular digestion	Contains hydrolytic enzymes
Vacuole	Storage & turgor maintenance	Large in plant cells
Nuclear Envelope	Separates nucleus from cytoplasm, transport regulation	Continuous with ER

Endoplasmic Reticulum (एंडोप्लास्मिक रेटिकुलम)

Endoplasmic Reticulum (ER) eukaryotic cells में एक membrane-bound organelle है।
यह cell के अंदर protein और lipid synthesis के लिए जिम्मेदार है।
ER nucleus के आसपास स्थित रहता है और nuclear envelope से continuous होता है।

Types of ER (ER के प्रकार)

Rough ER (RER): Ribosomes से covered। Proteins का synthesis और transport करता है।
Smooth ER (SER): Ribosomes free। Lipid synthesis, detoxification और calcium storage करता है।

Structure (संरचना)

Network of interconnected membranes और tubules।
Forms cisternae – flattened sacs।
Continuous with nuclear envelope।
RER पर ribosomes attached; SER smooth और tubular।

Functions of ER (कार्य)

RER: Protein synthesis, folding, modification और transport।
SER: Lipid and steroid synthesis, detoxification of drugs/toxins, calcium storage।
ER network transport करता है proteins और lipids को Golgi apparatus में।
Membrane biogenesis में सहायक।

Fact Box:
– ER nucleus के बाहर और nuclear envelope से continuous रहता है।
– Rough ER ribosomes की वजह से rough दिखता है।
– Smooth ER lipid metabolism और detoxification में महत्वपूर्ण।
– ER से बनी vesicles Golgi apparatus में जाती हैं protein/lipid modification के लिए।

Summary Table: Rough ER vs Smooth ER

Feature	Rough ER	Smooth ER
Surface	Ribosomes attached	No ribosomes, smooth
Function	Protein synthesis & transport	Lipid synthesis, detoxification, calcium storage
Structure	Flattened sacs (cisternae)	Tubular network
Examples of Activity	Secretory cells (pancreas, liver)	Adrenal cortex, liver cells

Golgi Apparatus (गोल्ज़ी एपरेटरस)

Golgi Apparatus eukaryotic cells में एक membrane-bound organelle है।
इसे Golgi complex या Dictyosome भी कहा जाता है।
यह organelle proteins और lipids का modification, packaging और transport करता है।
Golgi apparatus rough ER से बनी vesicles को receive करता है और उन्हें functional molecules में बदलता है।

Structure (संरचना)

Stack of flattened, membrane-bound sacs called cisternae।
Polarized structure: Cis face (receiving side, towards ER) और Trans face (shipping side, towards plasma membrane)।
Associated with vesicles that transport materials in and out.
Found near the nucleus in cytoplasm of eukaryotic cells.

Functions (कार्य)

Modification of proteins and lipids (glycosylation, phosphorylation)।
Sorting and packaging of proteins into vesicles।
Transport of molecules to plasma membrane, lysosomes या secretion।
Production of lysosomes और secretory vesicles।
Helps in cell wall polysaccharides synthesis in plant cells।

Fact Box:
– Golgi apparatus discovered by Camillo Golgi, 1898।
– Cis face receives vesicles from rough ER; trans face ships vesicles.
– Golgi modifies proteins with carbohydrates (glycoproteins) or lipids (lipoproteins).
– Secretory cells like pancreas और salivary glands में well-developed होता है।

Summary Table: Golgi Apparatus

Feature	Description
Structure	Stack of flattened cisternae with vesicles
Faces	Cis (receiving), Trans (shipping)
Functions	Protein & lipid modification, packaging, transport, lysosome formation
Associated Vesicles	Transport molecules to membrane or other organelles
Special Note	Highly developed in secretory cells

Lysosome (लाइसोज़ोम)

Lysosome eukaryotic cells में एक membrane-bound organelle है, जिसे “Suicidal bag” भी कहा जाता है।
यह organelle intracellular digestion के लिए जिम्मेदार है और cell के अंदर waste material और foreign particles को degrade करता है।
Lysosomes का निर्माण Golgi apparatus से होता है।

Structure (संरचना)

Small, spherical vesicles bound by a single membrane।
Diameter लगभग 0.1 – 0.5 µm।
Contains hydrolytic enzymes like proteases, lipases, nucleases, carbohydrases।
pH ~5 (acidic environment) for enzyme activity।

Functions (कार्य)

Intracellular digestion: Phagocytosis और pinocytosis द्वारा आयातित पदार्थों का digestion।
Autophagy: Old or damaged organelles को digest करना।
Apoptosis: Programmed cell death में भूमिका।
Defense against pathogens – bacteria और viruses को destroy करता है।

Fact Box:
– Lysosome की discovery Christian de Duve, 1955।
– Contain more than 40 digestive enzymes।
– Membrane protects cell from self-digestion।
– Plant cells में smaller vacuoles perform similar functions।

Summary Table: Lysosome

Feature	Description
Structure	Spherical vesicles, single membrane, 0.1–0.5 µm
Contents	Hydrolytic enzymes (proteases, lipases, nucleases, carbohydrases)
Function	Intracellular digestion, autophagy, apoptosis, defense
pH	Acidic (~5) for enzyme activity
Special Note	Produced by Golgi apparatus; protects cell from self-digestion

Vacuoles (वैक्यूोल्स)

Vacuoles eukaryotic cells में membrane-bound sacs होते हैं।
Vacuoles का मुख्य उद्देश्य storage, transport और maintenance of cell turgor है।
Plant cells में vacuole बहुत बड़ा होता है जबकि animal cells में छोटे vacuoles पाए जाते हैं।

Structure (संरचना)

Single membrane bound sac, जिसे tonoplast कहते हैं।
Contains cell sap – water, ions, sugars, amino acids, waste products।
Shape और size species और cell type पर depend करता है।

Functions (कार्य)

Storage of water, nutrients, ions, and waste products।
Maintains cell turgor and shape, especially in plants।
Helps in intracellular digestion (vacuoles in protozoa)।
Excretion of unwanted substances।
In plant cells, vacuole can store pigments, toxins, and secondary metabolites।

Fact Box:
– Large central vacuole in plant cells can occupy up to 90% of cell volume।
– Tonoplast (vacuole membrane) regulates transport in and out of vacuole।
– Contractile vacuoles in protozoa help in osmoregulation।
– Vacuoles in animal cells are smaller and mainly for storage or transport।

Summary Table: Vacuoles

Feature	Description
Structure	Single membrane-bound sac (Tonoplast)
Contents	Cell sap: water, ions, sugars, amino acids, pigments, waste
Function	Storage, turgor maintenance, intracellular digestion, excretion
Special Types	Central vacuole (plants), Contractile vacuole (protozoa)
Special Note	Important for maintaining cell shape and osmotic balance

Mitochondria (माइटोकॉन्ड्रिया)

Mitochondria eukaryotic cells में एक membrane-bound organelle है, जिसे cell का “Powerhouse” कहा जाता है।
Mitochondria मुख्य रूप से cellular respiration के माध्यम से energy (ATP) का उत्पादन करते हैं।
इन्हें cytoplasm में freely पाए जा सकते हैं और संख्या cell की energy requirement पर depend करती है।

Structure (संरचना)

Double membrane-bound organelle।
Outer membrane: Smooth and permeable to small molecules।
Inner membrane: Folded into cristae for increased surface area; contains enzymes for respiration।
Matrix: Inner space containing enzymes, DNA, RNA, and ribosomes।
Contains its own DNA and 70S ribosomes (semi-autonomous organelle)।

Functions (कार्य)

Production of ATP through cellular respiration (Krebs cycle, Electron Transport Chain)।
Regulation of cellular metabolism।
Heat production in brown adipose tissue (thermogenesis)।
Apoptosis regulation (programmed cell death)।
Contains own DNA, RNA, and ribosomes for protein synthesis।

Fact Box:
– Mitochondria discovered by Richard Altmann, 1890।
– Called “Powerhouse of the cell” because they generate energy in the form of ATP।
– Number of mitochondria varies with cell type; high in muscle and liver cells।
– Site of aerobic respiration (oxidative phosphorylation)।
– Semi-autonomous: can replicate independently of cell division.

Summary Table: Mitochondria

Feature	Description
Structure	Double membrane, inner membrane forms cristae, contains matrix
Membranes	Outer: smooth, permeable; Inner: cristae, enzymes for respiration
Contents	DNA, RNA, ribosomes, enzymes
Function	ATP production, metabolism regulation, apoptosis, thermogenesis
Special Note	Semi-autonomous, self-replicating, powerhouse of the cell

Plastids (प्लास्टिड्स)

Plastids plant cells में पाए जाने वाले membrane-bound organelles हैं।
ये organelles mainly photosynthesis, storage, और pigmentation के लिए जिम्मेदार हैं।
Plastids अपने DNA और ribosomes के कारण semi-autonomous होते हैं और cell division के दौरान स्वतः विभाजित हो सकते हैं।

Structure (संरचना)

Double membrane-bound organelle।
Inner membrane forms internal structures like thylakoids in chloroplasts।
Contains DNA, RNA, and 70S ribosomes।
Can synthesize some proteins independently।

Types of Plastids (प्लास्टिड्स के प्रकार)

Chloroplasts (हरितलवक): Green pigment chlorophyll-containing plastids। Photosynthesis में भूमिका।
- Structure: Thylakoids stacked into grana, stroma contains enzymes and DNA
- Function: Photosynthesis, starch storage, lipid synthesis
Chromoplasts (रंजकलवक): Pigmented plastids (yellow, red, orange)
- Function: Flower and fruit coloration, attracts pollinators
Leucoplasts (अजैविकलवक): Colorless plastids for storage
- Types: Amyloplast (starch), Elaioplast (lipid), Proteinoplast (protein)
- Function: Storage of food materials in non-photosynthetic tissues

Fact Box:
– Plastids are semi-autonomous and have their own DNA and ribosomes।
– Chloroplasts contain chlorophyll for photosynthesis।
– Chromoplasts give color to flowers and fruits।
– Leucoplasts store food materials in roots, seeds, and non-green tissues।
– Plastids can interconvert: for example, chloroplast → chromoplast in ripening fruits.

Summary Table: Types of Plastids

Type	Structure/Color	Function
Chloroplast	Green, contains chlorophyll, thylakoids & stroma	Photosynthesis, starch & lipid synthesis
Chromoplast	Yellow, red, orange pigments (carotenoids)	Flower & fruit coloration, pollinator attraction
Leucoplast	Colorless, located in roots, seeds, storage tissues	Storage of starch, lipids, proteins

Ribosome (राइबोसोम)

Ribosomes eukaryotic और prokaryotic दोनों cells में पाए जाने वाले non-membranous organelles हैं।
ये primarily protein synthesis के लिए जिम्मेदार हैं।
Ribosomes cytoplasm में free होते हैं या rough ER की surface से जुड़े होते हैं (eukaryotes में)।

Structure (संरचना)

Non-membranous organelle composed of rRNA और proteins।
Two subunits: Small subunit (30S/40S) और Large subunit (50S/60S)।
Prokaryotic ribosomes: 70S (30S + 50S), Eukaryotic ribosomes: 80S (40S + 60S)।
Free ribosomes synthesize proteins for cytosol, bound ribosomes synthesize proteins for secretion or membrane insertion।

Functions (कार्य)

Protein synthesis (translation of mRNA into polypeptides)।
Ribosomes on rough ER produce proteins for secretion, lysosomes, or membranes।
Free ribosomes produce proteins for cytosolic use।
Facilitate assembly of amino acids into polypeptides with the help of tRNA and enzymes।

Fact Box:
– Ribosomes discovered by George Palade, 1955।
– Non-membranous and semi-autonomous organelles।
– Found in both prokaryotic (70S) and eukaryotic (80S) cells।
– Free ribosomes = cytosolic proteins; Bound ribosomes = secretory or membrane proteins।

Summary Table: Ribosomes

Feature	Description
Structure	Non-membranous, made of rRNA & proteins, two subunits
Size	Prokaryotes: 70S (30S+50S), Eukaryotes: 80S (40S+60S)
Location	Free in cytoplasm or attached to rough ER
Function	Protein synthesis (translation)
Special Note	Free = cytosolic proteins; Bound = secretory/membrane proteins

Cytoskeleton, Cilia और Flagella

Cytoskeleton eukaryotic cells में पाए जाने वाले protein filaments का नेटवर्क है।
यह cell की shape, internal organization, movement और intracellular transport को control करता है।
Cilia और Flagella cytoskeleton से बने specialized structures हैं, जो cell movement में मदद करते हैं।

Cytoskeleton (साइटोस्केलेटन)

Composed of three main types of protein filaments: Microfilaments, Intermediate filaments, Microtubules।
Provides mechanical support and maintains cell shape।
Involved in intracellular transport, organelle positioning, and cell division।
Dynamic network – filaments can assemble and disassemble as needed।

Cilia (सिलिया)

Short, hair-like projections from the cell surface।
Structure: 9+2 arrangement of microtubules (axoneme) surrounded by plasma membrane।
Function: Locomotion of unicellular organisms, movement of fluids over epithelial surfaces (e.g., respiratory tract)।

Flagella (फ्लैजेला)

Long whip-like projections for cell movement।
Structure: Same 9+2 microtubule arrangement as cilia।
Function: Propels cells like sperm, Euglena, and certain bacteria (prokaryotic flagella have different structure)।

Fact Box:
– Cytoskeleton discovered by Keith Porter, 1970।
– Microtubules = tubulin, Microfilaments = actin, Intermediate filaments = various proteins।
– Cilia are shorter and more numerous; flagella are longer and usually single or few।
– Both cilia and flagella are motile structures supported by cytoskeleton.

Summary Table: Cytoskeleton, Cilia, Flagella

Structure/Component	Description	Function
Cytoskeleton	Network of microfilaments, intermediate filaments, microtubules	Maintains shape, organelle positioning, intracellular transport
Cilia	Short hair-like projections, 9+2 microtubule arrangement	Locomotion, moving fluids over surfaces
Flagella	Long whip-like projections, 9+2 microtubule arrangement	Propels cell forward (e.g., sperm)

Centrosome और Centriole

Centrosome eukaryotic cells में पाए जाने वाला non-membranous organelle है, जो primarily cell division में microtubule organization का काम करता है।
Centrosome के अंदर दो perpendicular cylindrical structures पाए जाते हैं जिन्हें Centrioles कहते हैं।

Structure (संरचना)

Centrosome contains a pair of Centrioles arranged at right angles to each other।
Centrioles are cylindrical structures made up of 9 triplets of microtubules arranged in a circular fashion (9+0 arrangement)।
Surrounding matrix is called pericentriolar material (PCM), where microtubules are nucleated।

Functions (कार्य)

Centrosome acts as the main microtubule organizing center (MTOC) of the cell।
Helps in formation of spindle fibers during mitosis and meiosis।
Centrioles are also involved in the formation of basal bodies for cilia and flagella।
Regulates cell polarity and intracellular transport of organelles।
Plays role in organization of cytoskeleton during interphase।

Fact Box:
– Centrosome discovered by Boveri, 1888।
– Centrioles are absent in most plant cells and some lower eukaryotes।
– Centrosome duplicates once per cell cycle to ensure proper division।
– Centrioles are involved in forming basal bodies for cilia and flagella.

Summary Table: Centrosome and Centriole

Organelle	Structure	Function
Centrosome	Non-membranous, contains two centrioles + pericentriolar material	Microtubule organizing center, spindle formation, cytoskeleton organization
Centriole	Cylindrical, 9 triplets of microtubules (9+0 arrangement)	Formation of spindle fibers, basal bodies for cilia/flagella

Nucleus (नाभिक)

Nucleus eukaryotic cells में पाया जाने वाला membrane-bound organelle है।
यह cell का control center होता है, जो cell की सभी गतिविधियों को नियंत्रित करता है और genetic information को store करता है।

Structure (संरचना)

Bounded by a double membrane called nuclear envelope, which has nuclear pores for molecular exchange।
Inside nucleus, nucleoplasm (nuclear sap) present, containing chromatin and nucleolus।
Chromatin: DNA + proteins, condenses into chromosomes during cell division।
Nucleolus: Dense spherical structure, responsible for ribosomal RNA (rRNA) synthesis।
Maintains cell integrity and controls gene expression.

Functions (कार्य)

Storage and transmission of genetic material (DNA)।
Controls all metabolic activities of the cell।
Synthesis of rRNA and assembly of ribosome subunits in nucleolus।
Chromatin organizes genes and regulates transcription।
Ensures proper cell division and replication।

Fact Box:
– Nucleus discovered by Robert Brown, 1831।
– Size varies from 5-10 µm in most animal cells।
– Number of nucleus: Uninucleate, Binucleate, Multinucleate cells।
– Nuclear pores allow selective transport of RNA and proteins।
– Nucleolus is not bounded by membrane and synthesizes rRNA.

Summary Table: Nucleus

Component	Structure	Function
Nuclear Envelope	Double membrane with nuclear pores	Regulates exchange of molecules between nucleus and cytoplasm
Nucleoplasm	Viscous fluid containing chromatin and nucleolus	Supports and suspends nuclear components
Chromatin	DNA + proteins, condenses into chromosomes	Stores genetic information, regulates transcription
Nucleolus	Dense spherical structure inside nucleoplasm	Synthesis of rRNA and assembly of ribosomal subunits

Chromosome (क्रोमोसोम) और उनके प्रकार

Chromosomes DNA और protein से बने structures हैं जो nucleus में पाए जाते हैं।
ये cell के genetic material को store और transmit करने का काम करते हैं।
Chromosomes cell division के समय आसानी से देखे जा सकते हैं क्योंकि chromatin condensed हो जाता है।

Structure (संरचना)

Chromosome consists of DNA tightly coiled around histone proteins.
Each chromosome has a centromere, which divides it into two arms: p (short) और q (long)।
Chromosomes are visible under light microscope during metaphase of cell division।
Telomeres at the ends of chromosomes protect DNA from degradation।

Types of Chromosomes (क्रोमोसोम के प्रकार)

Based on Centromere Position:
- Metacentric – centromere in the middle, arms equal
- Submetacentric – centromere slightly off center, arms unequal
- Acrocentric – centromere near one end, one long and one very short arm
- Telocentric – centromere at the end, essentially one arm
Based on Function or Content:
- Autosomes – chromosomes not involved in sex determination
- Sex chromosomes – determine sex of the organism (X and Y in humans)
Based on Staining/Appearance:
- Heterochromatin – densely packed, transcriptionally inactive
- Euchromatin – loosely packed, transcriptionally active

Fact Box:
– Chromosomes discovered by Walther Flemming, 1882।
– Humans have 46 chromosomes: 22 pairs of autosomes + 1 pair of sex chromosomes।
– Chromosomes condense during mitosis and meiosis for proper segregation।
– Centromere location is used to classify chromosomes as meta-, submeta-, acro-, or telocentric।

Summary Table: Types of Chromosomes

Type	Description	Example/Notes
Metacentric	Centromere in middle, arms equal	Common in many human autosomes
Submetacentric	Centromere slightly off center, arms unequal	Chromosome 4 in humans
Acrocentric	Centromere near one end, one long and one short arm	Chromosome 21 in humans
Telocentric	Centromere at the end, essentially one arm	Not present in humans
Autosomes	Chromosomes not involved in sex determination	22 pairs in humans
Sex chromosomes	Determine sex of organism (X & Y)	Humans: XX = female, XY = male

Microbodies (माइक्रोबॉडीज)

Microbodies eukaryotic cells में पाए जाने वाले small, membrane-bound organelles हैं।
ये cell के metabolism में विशेष भूमिका निभाते हैं। मुख्य प्रकार के microbodies हैं Peroxisomes और Glyoxysomes।

Structure (संरचना)

Small, spherical, single membrane-bound organelles।
Diameter: 0.5–1.0 µm approximately।
Contain enzymes like oxidases and catalases।
Matrix contains crystalline protein core sometimes।
Do not have DNA or ribosomes (except glyoxysomes in plants may have some proteins for lipid metabolism)।

Types of Microbodies (माइक्रोबॉडीज के प्रकार)

Peroxisomes:
- Found in both plant and animal cells।
- Contain enzymes like catalase and oxidases।
- Function: Breakdown of hydrogen peroxide (H₂O₂) into water and oxygen, detoxification of harmful substances।
Glyoxysomes:
- Found mainly in plant cells, especially in germinating seeds।
- Contain enzymes of glyoxylate cycle।
- Function: Convert stored lipids into carbohydrates for seedling growth।

Fact Box:
– Microbodies discovered by de Duve, 1967।
– Single membrane-bound organelles without DNA and ribosomes।
– Play role in oxidative reactions and lipid metabolism।
– Peroxisomes detoxify ethanol in liver cells।
– Glyoxysomes are specific to plant seeds and help in converting fat to sugar during germination.

Summary Table: Microbodies

Type	Location/Occurrence	Function
Peroxisomes	Animal and plant cells	Breakdown H₂O₂, detoxification of harmful substances
Glyoxysomes	Plant cells (especially germinating seeds)	Conversion of stored lipids into carbohydrates

External Links – Cell: The Unit of Life

Cell (कोशिका) के बारे में और गहराई से पढ़ने के लिए आप इन भरोसेमंद शैक्षिक websites पर जा सकते हैं:

Biology class 11: Cell : The Unit of Life

Chapter: Cell — The Unit of Life
(कोशिका — जीवन की इकाई)

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(कोशिका क्या है?)

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Quick Fact:

Cell Theory (कोशिका सिद्धांत)

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