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जीवविज्ञान · शब्दावली

प्रकाशग्राही क्या है?

अन्य नाम: शलाका (दृष्टिपटल) · शंकु (दृष्टिपटल) · ऑप्सिन · प्रकाश-ग्राही

परिभाषा 21.3 माध्यमिक जीवविज्ञान · अध्याय 21 — आँख और उसके प्रकाशग्राही

दृष्टिपटल में दो तरह की प्रकाशग्राही कोशिकाएँ होती हैं, जिनके नाम उनके आकार पर हैं। शलाकाएँ, जो क़रीब 12 करोड़ हैं, बहुत मंद प्रकाश का भी जवाब देती हैं पर सब एक ही वर्णक के साथ: वे रात में धूसर छायाओं में दृष्टि देती हैं। शंकु, जो क़रीब 60 लाख हैं, अधिक तेज़ प्रकाश माँगते हैं और तीन तरह के आते हैं, जिनमें से हर एक का वर्णक स्पेक्ट्रम के किसी अलग हिस्से के प्रति सबसे संवेदनशील है: वे दिन की दृष्टि और रंग देते हैं। हर प्रकाशग्राही में एक प्रकाश-वर्णक होता है — यानी एक प्रोटीन, कोई ऑप्सिन, जो विटामिन A से बना प्रकाश सोखता एक छोटा अणु थामे रहता है — और किसी फ़ोटॉन को सोखते ही उसके आकार का बदलना उस कोशिका का विद्युत जवाब शुरू कर देता है।

काट में दृष्टिपटल। प्रकाश तंत्रिका कोशिकाओं की पारदर्शी परतें पार करके पीछे के प्रकाशग्राहियों तक पहुँचता है, जिनके प्रकाश सोखते सिरे उससे उल्टी ओर मुड़े हैं; और फिर संकेत आगे की ओर चलता है, ग्राही से द्विध्रुवी कोशिका तक और वहाँ से गुच्छिका कोशिका तक, जिनके तंतु दृक् तंत्रिका बनाते हैं।
काट में दृष्टिपटल। प्रकाश तंत्रिका कोशिकाओं की पारदर्शी परतें पार करके पीछे के प्रकाशग्राहियों तक पहुँचता है, जिनके प्रकाश सोखते सिरे उससे उल्टी ओर मुड़े हैं; और फिर संकेत आगे की ओर चलता है, ग्राही से द्विध्रुवी कोशिका तक और वहाँ से गुच्छिका कोशिका तक, जिनके तंतु दृक् तंत्रिका बनाते हैं।
नेत्रदर्शी से पुतली से होकर देखा गया दृष्टिपटल: वह फीकी तश्तरी जहाँ से दृक् तंत्रिका निकलती है और वाहिकाएँ भीतर आती हैं (यानी अंध बिंदु), और उसके एक ओर, उससे गहरी, वह दृष्टि-गर्तिका जहाँ शंकु सबसे सघन हैं।
नेत्रदर्शी से पुतली से होकर देखा गया दृष्टिपटल: वह फीकी तश्तरी जहाँ से दृक् तंत्रिका निकलती है और वाहिकाएँ भीतर आती हैं (यानी अंध बिंदु), और उसके एक ओर, उससे गहरी, वह दृष्टि-गर्तिका जहाँ शंकु सबसे सघन हैं।

उदाहरण

उदाहरण 21.5 (दोनों अजूबों की व्याख्या)

सीधे देखने पर वह फीका तारा इसलिए ग़ायब हो जाता है कि दृष्टि-गर्तिका में केवल शंकु हैं, जिन्हें उस तारे से मिलने वाले प्रकाश से अधिक चाहिए; और बग़ल से देखने पर उसका प्रकाश शलाकाओं पर पड़ता है, जो उसे पकड़ लेती हैं। वह जैकेट रात में इसलिए धूसर है कि उसे देखती शलाकाओं का अकेला एक वर्णक है: वे बता सकती हैं कि प्रकाश कितना है, यह नहीं कि किस तरंगदैर्घ्य का। रंग तीनों शंकु-प्रकारों के बीच की तुलना है, और अँधेरे में शंकु चुप रहते हैं।

उदाहरण 21.7 (वक्र पढ़ना)

500nm500\,\mathrm{nm} का प्रकाश: S शंकु 8% पर, M 75% पर, L 40% पर — यानी नीला-हरा दिखता है। 620nm620\,\mathrm{nm} का प्रकाश: S 0 पर, M 10% पर, L 42% पर — यानी लाल। जिस व्यक्ति के पास L शंकु न हों उसे दोनों के लिए केवल एक S और एक M मान मिलता है, और दूसरा प्रकाश S 0, M 10 देता है: यानी किसी मंद हरे से मुश्किल से ही अलग। जिन रंगों को वह ग़ायब प्रकार अलग बता देता, वे एक में ढह जाते हैं।

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परिभाषा 22.1 विश्वविद्यालय जीवविज्ञान — वर्ष 3 · अध्याय 22 — आणविक पादप-शरीरक्रिया और प्रतिबल-अनुक्रियाएँ

पौधे प्रकाश तीन प्रोटीन-कुलों से भाँपते हैं, और उनमें से कोई भी पर्णहरित नहीं है। फ़ाइटोक्रोम ऐसे द्विलक हैं जिनका बिलिन वर्णक लाल प्रकाश (660nm660\,\mathrm{nm}) से निष्क्रिय Pr रूप से सक्रिय Pfr में और दूर-लाल (730nm730\,\mathrm{nm}) से वापस बदल जाता है; Pfr केंद्रक में चला जाता है और अनुलेखन कारकों के किसी कुल, यानी PIF, को अपघटन के लिए चिह्नित कर देता है, जिससे प्रकाश में उगने के परिवर्धन के जीन छूट जाते हैं; और अँधेरे में Pfr धीरे-धीरे पलट जाता है। क्रिप्टोक्रोम (नीला, 450nm450\,\mathrm{nm}) DNA-मरम्मत एंज़ाइमों से संबंधित फ़्लेवोप्रोटीन हैं, जो अ-पीतन, वह घड़ी और पुष्पन नियंत्रित करते हैं; और फ़ोटोट्रोपिन (नीला) ऐसी झिल्ली-काइनेज़ हैं जो प्रकाश की ओर झुकना, रंध्रों का खुलना और हरितलवकों का चलना संचालित करती हैं। अँधेरे में कोई अंकुर पीतित होता है — लंबा बीजपत्रोपरिक, बंद बीजपत्र, कोई पर्णहरित नहीं, और सारे संसाधन सतह तक पहुँचने में लगे हुए; प्रकाश उसे प्रकाश-आकारजनन पर स्विच कर देता है, और वह स्विच Pfr तथा क्रिप्टोक्रोम द्वारा किसी एक ही दमनकारी संकुल (COP1) को निष्क्रिय करने से चलता है, जो अँधेरे में प्रकाश-कार्यक्रम के अनुलेखन कारक नष्ट कर देता है। इस तरह प्रकाश दो बार पढ़ा जाता है: ऊर्जा के रूप में, हरितलवक द्वारा, और संकेत के रूप में, उन ग्राहियों द्वारा जो दस लाख गुना छोटे फ़ोटॉन-फ्लक्स के प्रति संवेदी हैं।

अँधेरे में और प्रकाश में उगे अंकुर: वही जीनोम, दो परिवर्धनी कार्यक्रम, और वह अंतर फ़ाइटोक्रोम से अवशोषित किसी एक लाल फ़ोटॉन का है।
अँधेरे में और प्रकाश में उगे अंकुर: वही जीनोम, दो परिवर्धनी कार्यक्रम, और वह अंतर फ़ाइटोक्रोम से अवशोषित किसी एक लाल फ़ोटॉन का है।

उदाहरण

उदाहरण 22.5 (गुरुत्वानुवर्तन और प्रकाशानुवर्तन)

किसी अंकुर को करवट लिटाइए। मूलगोप में, स्तंभिका कोशिकाओं के सघन स्टार्च-भरे लवक मिनटों के भीतर नए निचले पक्ष पर बैठ जाते हैं; उन कोशिकाओं के PIN3 वाहक निचले फलक पर चले जाते हैं; ऑक्सिन उस जड़ के निचले पार्श्व में अधिक बहने लगता है, जहाँ वह, जड़-कोशिकाओं के इष्टतम से ऊपर होने के कारण, दीर्घन का निरोध करता है, और वह जड़ नीचे की ओर मुड़ जाती है। प्ररोह में वही पार्श्व बहाव निचले पक्ष में दीर्घन को बढ़ावा देता है (प्ररोह-कोशिकाओं का इष्टतम ऊँचा है), और वह प्ररोह ऊपर की ओर मुड़ जाता है। प्रकाशानुवर्तन: किसी प्ररोह के प्रकाशित पक्ष का फ़ोटोट्रोपिन PIN की जगह बदल देता है, जिससे ऑक्सिन छायादार पक्ष में जमा हो जाता है, जो तेज़ बढ़ता है और उस प्ररोह को प्रकाश की ओर मोड़ देता है। दोनों गतियाँ धीमी हैं — घंटों की — क्योंकि वे वृद्धि हैं, गति नहीं, और दोनों उस ऊतक में अनुत्क्रमणीय हैं जो बढ़ चुका है। डार्विन (1880) ने दिखाया कि किसी घास-अंकुर का शिखर प्रकाश भाँपता है और नीचे का क्षेत्र झुकता है; वेंट (1928) ने उस प्रभाव को किसी कटे शिखर पर रखे ऐगार-गुटके में इकट्ठा किया और दिखाया कि किसी शिरोच्छिन्न प्ररोह पर असममित रखा कोई गुटका उसे झुका देता है: वह प्रभाव कोई विसरणशील पदार्थ था, जिसे फिर ऑक्सिन नाम दिया गया।

उदाहरण 22.9 (पौधे की घड़ी और दिन की लंबाई)

पौधे वैसी ही अभिकल्प की दैनिक घड़ी रखते हैं जैसी प्राणियों की है, पर असंबंधित पुर्ज़ों की: सुबह के कारक (CCA1, LHY) किसी शाम के जीन (TOC1) को दबाते हैं, जिसका उत्पाद उन्हें दबाता है, और आगे के पाश उसे लगातार प्रकाश में भी कोई मज़बूत 24-घंटे का चक्र बना देते हैं, जो सूरज से घंटा भर पहले रंध्र खोलकर और प्रकाश-संश्लेषण के जीन चालू करके भोर की प्रत्याशा करता है। उस घड़ी का सबसे परिणामी निर्गम दिन की लंबाई का मापन है। Arabidopsis में, जो कोई दीर्घ-दिन पौधा है, वह घड़ी CONSTANS प्रोटीन को देर दोपहर में जमा करा देती है; किसी लंबे दिन में वह दोपहर अब भी प्रकाशित है, फ़ाइटोक्रोम तथा क्रिप्टोक्रोम उस प्रोटीन को स्थिर कर देते हैं, और वह पत्ते में FT चालू कर देता है; किसी छोटे दिन में वह प्रोटीन अँधेरे में बनता है और नष्ट कर दिया जाता है। FT प्रोटीन, यानी वह पुष्पजन जिसका पीछा कलम-प्रयोग चायलाख़्यान (1936) से करते आए थे, फ्लोएम में प्ररोह-शीर्ष तक जाता है और वहाँ किसी साथी के साथ उस शीर्ष को पत्ते बनाने से फूल बनाने पर बदल देता है। लघु-दिन पौधे (धान, सोयाबीन) वही घड़ी उलटे चिह्न के साथ काम में लेते हैं। इस तरह कोई पौधा किसी भीतरी लय की बाहरी प्रकाश से तुलना करके पंचांग पढ़ता है — यानी वही “बाह्य संपात” जो ब्यूनिंग ने 1936 में सुझाया था और जिसे आणविक आनुवंशिकी ने सत्तर वर्ष बाद शब्दशः बना दिया।

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