# **Topic 12 — Mitochondria (माइटोकॉन्ड्रिया : संरचना और कार्य)**


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## 🧬 **परिचय (Introduction)**


माइटोकॉन्ड्रिया को कोशिका का **“Powerhouse” (ऊर्जा गृह)** कहा जाता है क्योंकि यह कोशिका में ऊर्जा उत्पादन का मुख्य केंद्र है।

यह कोशिका में **ATP (Adenosine Triphosphate)** बनाता है, जो जीवन के सभी जैव रासायनिक कार्यों के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करता है।


> **Definition:**

> “Mitochondria are double membrane-bound organelles responsible for the production of cellular energy in the form of ATP through cellular respiration.”


**सरल शब्दों में —**

माइटोकॉन्ड्रिया वह अंग है जो भोजन से ऊर्जा निकालकर उसे कोशिका के उपयोग योग्य रूप (ATP) में बदलता है।


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## 📜 **ऐतिहासिक पृष्ठभूमि (Historical Background)**


| वर्ष | वैज्ञानिक | योगदान |

| --------- | ---------------------- | ----------------------------------------------------- |

| **1857** | Kölliker | Muscle cells में छोटे दानेदार संरचनाओं का वर्णन किया। |

| **1890** | Richard Altmann | इन्हें “Bioblasts” नाम दिया और जीवित इकाई बताया। |

| **1897** | Benda | “Mitochondria” शब्द का प्रयोग किया। |

| **1940s** | Electron microscope से | माइटोकॉन्ड्रिया की विस्तृत संरचना ज्ञात हुई। |


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## 🧱 **संरचना (Structure of Mitochondria)**


माइटोकॉन्ड्रिया एक **डबल मेम्ब्रेन** (दो झिल्लियों) से घिरा हुआ कोशिकांग है जो **bean-shaped** या **oval** आकार का होता है।

इसकी लंबाई लगभग **1–10 माइक्रोमीटर** होती है।


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### 🔹 **मुख्य भाग (Main Parts of Mitochondria):**


| भाग | विवरण |

| ---------------------------------------------------- | ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |

| **1. Outer Membrane (बाहरी झिल्ली)** | चिकनी होती है और पूरे माइटोकॉन्ड्रिया को ढकती है; इसमें **porins** नामक प्रोटीन होते हैं जो अणुओं को अंदर-बाहर जाने देते हैं। |

| **2. Inner Membrane (आंतरिक झिल्ली)** | अंदर की ओर मुड़ी होती है, जिससे **Cristae** नामक संरचनाएँ बनती हैं; यही ATP संश्लेषण का स्थान है। |

| **3. Intermembrane Space (झिल्लियों के बीच की जगह)** | Outer और Inner membrane के बीच की जगह; आयनों के आदान-प्रदान में सहायक। |

| **4. Matrix (मैट्रिक्स)** | अंदर का जलीय भाग, जिसमें DNA, राइबोसोम, एंजाइम और माइटोकॉन्ड्रियल RNA पाए जाते हैं। |


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### ⚙️ **Cristae (क्रिस्टे)**


Cristae, आंतरिक झिल्ली की मुड़ी हुई सतहें होती हैं जिन पर **ATP synthetase** नामक एंजाइम स्थित होते हैं।

यहीं पर ऊर्जा उत्पादन की अंतिम प्रक्रिया **(oxidative phosphorylation)** होती है।


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### 🧬 **Mitochondrial DNA और Ribosomes**


* माइटोकॉन्ड्रिया में **स्वयं का DNA** और **70S ribosomes** पाए जाते हैं।

* इस कारण यह **स्वतंत्र रूप से प्रोटीन संश्लेषण** कर सकता है।

* इसी वजह से माइटोकॉन्ड्रिया को **“Semi-autonomous organelle” (अर्ध-स्वायत्त कोशिकांग)** कहा जाता है।


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## 🌬️ **Mitochondria का कार्य (Functions of Mitochondria)**


| क्रमांक | कार्य | विवरण |

| ---------------------------------------------------- | --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ----- |

| **1. ATP Synthesis (ऊर्जा उत्पादन)** | माइटोकॉन्ड्रिया भोजन के अणुओं से ऊर्जा निकालकर ATP बनाता है – जिसे कोशिका की ऊर्जा मुद्रा (Energy Currency) कहते हैं। | |

| **2. Cellular Respiration (कोशिकीय श्वसन)** | यह **Krebs Cycle** और **Electron Transport Chain (ETC)** का स्थान है। | |

| **3. Oxidation of Food (भोजन का ऑक्सीकरण)** | ग्लूकोज, फैटी एसिड और अमीनो एसिड का ऑक्सीकरण कर ऊर्जा उत्पन्न करता है। | |

| **4. Heat Production (ऊष्मा उत्पादन)** | कुछ कोशिकाओं (जैसे Brown fat cells) में ऊर्जा का उपयोग गर्मी उत्पन्न करने में होता है। | |

| **5. Apoptosis Regulation (कोशिका मृत्यु नियंत्रण)** | माइटोकॉन्ड्रिया में ऐसे प्रोटीन होते हैं जो कोशिका की नियोजित मृत्यु (Programmed cell death) को नियंत्रित करते हैं। | |

| **6. Calcium Storage (कैल्शियम का भंडारण)** | माइटोकॉन्ड्रिया कैल्शियम आयनों का भंडारण करके कोशिका की गतिविधियों को नियंत्रित करता है। | |

| **7. Metabolic Interactions** | यह कोशिका के अन्य भागों के साथ मिलकर amino acids, fatty acids और steroids के निर्माण में भाग लेता है। | |


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## 🔄 **ऊर्जा उत्पादन की प्रक्रिया (Process of Energy Production)**


माइटोकॉन्ड्रिया में ऊर्जा उत्पादन तीन मुख्य चरणों में होता है —


### 1️⃣ **Glycolysis (ग्लाइकोलाइसिस)**


* यह कोशिका के cytoplasm में होती है।

* इसमें ग्लूकोज दो **pyruvate molecules** में टूटता है।


### 2️⃣ **Krebs Cycle (क्रेब्स चक्र)**


* यह माइटोकॉन्ड्रिया के **matrix** में होता है।

* इसमें pyruvate का पूर्ण ऑक्सीकरण होकर CO₂, NADH और FADH₂ बनते हैं।


### 3️⃣ **Electron Transport Chain (ETC)**


* यह माइटोकॉन्ड्रिया की **inner membrane (Cristae)** पर होता है।

* NADH और FADH₂ अपने इलेक्ट्रॉन छोड़ते हैं, जिससे **ATP synthase** के माध्यम से बड़ी मात्रा में **ATP (36–38 molecules)** बनते हैं।


👉 इस पूरी प्रक्रिया को **Oxidative Phosphorylation** कहा जाता है।


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## ⚡ **Mitochondria as Powerhouse of the Cell**


ATP का निर्माण ही वह कारण है जिसके कारण माइटोकॉन्ड्रिया को कोशिका का **Powerhouse** कहा जाता है।

ATP ही वह ऊर्जा है जिससे —


* मांसपेशियाँ सिकुड़ती हैं,

* नर्व इम्पल्स संचालित होते हैं,

* प्रोटीन संश्लेषण और कोशिकीय वृद्धि होती है।


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## 🧫 **Mitochondria की विशेषताएँ (Special Features)**


1. दोहरी झिल्ली (double membrane) से घिरा होता है।

2. अपने DNA और RNA के कारण यह स्वयं के प्रोटीन बना सकता है।

3. यह अन्य कोशिकांगों से स्वतंत्र रूप से विभाजित हो सकता है।

4. केवल **Eukaryotic cells** में पाया जाता है।

5. आकार और संख्या कोशिका की ऊर्जा आवश्यकता पर निर्भर करती है (उदाहरण: मांसपेशी कोशिकाओं में अधिक)।


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## 🌱 **Plant और Animal Cells में तुलना (Comparison)**


| विशेषता | Plant Cell | Animal Cell |

| ---------- | --------------------------------------------------------- | ----------------------------------------------- |

| **संख्या** | सामान्यतः कम | अधिक संख्या में पाए जाते हैं |

| **कार्य** | प्रकाश संश्लेषण के साथ सहक्रियात्मक रूप से कार्य करते हैं | कोशिकीय श्वसन और ऊर्जा आपूर्ति में मुख्य भूमिका |

| **स्थिति** | क्लोरोप्लास्ट के पास | Cytoplasm में समान रूप से फैले हुए |


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## 🔬 **Mitochondria के विकार (Disorders of Mitochondria)**


माइटोकॉन्ड्रियल DNA में म्यूटेशन होने पर **Mitochondrial diseases** उत्पन्न हो सकते हैं, जैसे —


* **MELAS syndrome** (Muscle weakness, brain damage)

* **Leigh’s disease** (Neurological disorder)

* **MERRF** (Myoclonic Epilepsy with Ragged Red Fibers)


ये विकार ऊर्जा की कमी के कारण शरीर के ऊतकों को प्रभावित करते हैं।


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## 🧠 **निष्कर्ष (Conclusion)**


माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका का सबसे महत्वपूर्ण ऊर्जा-उत्पादक अंग है।

यह भोजन से ऊर्जा निकालकर उसे **ATP** के रूप में संग्रहित करता है, जो सभी जैविक कार्यों के लिए आवश्यक होती है।

इसके बिना जीवन की कोई भी प्रक्रिया — चाहे वह गति हो, वृद्धि हो, या प्रजनन — संभव नहीं है।


> **अतः**, माइटोकॉन्ड्रिया को उचित रूप से “**Powerhouse of the Cell**” कहा गया है क्योंकि यह जीवन की ऊर्जा का केंद्र है।


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क्या मैं अब **Topic 13 — Plastids (प्लास्टिड्स : प्रकार और कार्य)** शुरू करूँ?


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