உயிரின் தோற்றம் -3 ஏ.ஐ.ஓபரின்
அத்தியாயம் 5
புரோட்டோபிளாசத்தின் அமைப்பு
பொருள்களின் பரிணாமத்தைப்பற்றி மேலும் அறிந்து கொள்ள, உயிருள்ள பொருள்களின் அடிப்படைப்பகுதியான புரோட்டோபிளாசத்தின்அமைப்பைப்பற்றிச் சிறிதளவாவது நாம் தெரிந்து கொள்ள வேண்டியது அவசியம்.
19-ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியிலும் இந்நூற்றாண்டின் ஆரம்பத்திலும் உயிருள்ளன யாவும் மிகவும் சிக்கலான அமைப்புடைய உயிருடைய இயந்திரங்கள் என்று விஞ்ஞானிகள் நம்பினர். புரோட்டோபிளாசம், ஒளிக்கதிர்களைப் போன்ற ‘கயிறு’களால் இணைக்கப்பட்ட திடப்பொருள் என்று அவர்கள் விளக்கினர். இயந்திரத்தின் வேலை சக்கரங்கள், அசையும் தண்டுகள் இவைப் பொருத்தப்பட்டுள்ள அமைப்பைப் பொறுத்திருப்பதுபோல புரோட்டோ பிளாசத்திலும் அதன் பகுதிகள் பரஸ்பரம் தொடர்பு படுத்தப்பட்டிருக்கும் விதமே உயிரின் சிறப்பான தன்மையென்றும் புரோட்டோபிளாசத்தின் அமைப்பைக் குறித்த ஆராய்ச்சிகளின் மூலம் அதனை நன்றாக அறிந்து கொண்டால் உயிரின் ரகசியத்தை அறிந்துகொள்ளலாம் என்று அவர்கள் கருதினர்.
இத்தகைய யாந்திரீகமான கண்ணோட்டம் தவறென்பதை செயல்முறை ஆராய்ச்சி நிரூபித்தது. மிகவும் சிக்கலான அமைப்புடைய இயந்திரத்தோடுகூட புரோட்டோபிளாசத்தை ஒப்பிடுவது தவறாகும். ஏனெனில் அதில் அத்தகைய அமைப்பு இல்லை புரோட்டோபிளாசத்தில் உள்ள பொருள்கள் திரவநிலையிலுள்ள பொருள்களாகும். புரதங்க்ள், கொழுப்புகள் போன்ற உயர்ந்த அணுக்கூட்டு எடையுள்ளபொருள்களைக் கொண்ட கோயசர்வேட் துளிகள் அதனுள் உள்ளன. நார் போன்ற துணுக்குகளும், புரத அணுக்கூட்டுகளும், கோயசர்வேட் பொருளில் மிதக்கின்றன. இத்துணுக்குகள் அளவில் சிறியன. மைக்ராஸ்கோப் வழியாகப்பார்த்தாலும் தெரியாது. அதன் வழியாகப் பார்த்தால் தெரியக்கூடிய சில பொருள்களும் உண்டு. நியூக்ளியம், பிளாஸ்டிட் என்ற வகையான குறிப்பிட்ட அமைப்பும், புரதம் முதலிய கூட்டணுக்களால் ஆகியதுமான பொருள்களைபுரோட்டோ பிளாசத்திலிருந்து பிரித்தெடுக்கலாம். எத்தனையோசிக்கலான உள்ளுறவுகளின் வெளி உருவமே புரோட்டோபிளாசம். அது மாறும் அமைப்புடையது. உயிர் நிகழ்ச்சிகளின் இத்தன்மை மிகமுக்கிய மானது. இயந்திரத்தின் அமைப்பிலுள்ள திட்டத்தோடு இதன் அமைப்பை ஒப்பிட முடியாது. அவ்விரண்டும் ஒவ்வொரு அம்சத்திலும் வேறுபடுகின்றன.
இயந்திரத்தின் தனிப் பகுதிகள் இடைவெளியில் எவ்வாறு அசைகின்றன என்பதைப் பொறுத்து இயந்திரத்தின் முழு வேலையும் நிர்ணயிக்கிறது. பகுதிகளின் இணைப்புதான் இயந்திரத்தின் சிறப்பான அம்சம். உயிர் நிகழ்ச்சிகள் இயந்திர அசைவுகளினின்றும் முற்றிலும் வேறுபடுபவை. முதன்முதலில் புரோட்டோ பிளாசத்தினுள் அதன் பல பகுதிகளிடையே ரசாயனமாறுதல்கள் நிகழ்ந்து கொண்டேயிருக்கின்றன. பகுதிகளுக்கிடையே இடைவெளியில் உள்ள இணைப்பு இயந்திரங்களில் முக்கியமாயிருப்பது போலபுரோட்டோபிளா சத்தில் முக்கியமானதல்ல. அதனுள் நடக்கும் ரசாயன மறுதல்களில் முதலில் நடப்பது எது, அடுத்து நடப்பது எது என்ற கால இடைவெளி வரிசையே சிறப்பான அம்சமாகும்.அம்மாறுதல்கள் அனைத்தின் முழுமையே, உயிருள்ளனவற்றை நிலைத்திருக்கச் செய்கிறது.
யாந்திரீக வாதிகளின் கருத்திலிலுள்ள தவறு என்ன? (உடலினுள் காணப்படும் நிகழ்ச்சிகளை இயந்திரத்தின் பகுதிகளுக்கு முழுதும் ஒப்பிடுபவர்கள்) யாந்திரிக வாதிகள்,புரோட்டோபிளாசத் தையும் அதன் அமைப்பையும் இயந்திரத்தின் அசைவு நிகழ்ச்சிகளோடு ஒப்பிடுகிறார்கள். இவற்றிடையே உள்ள வேறுபாடுகளை அவர்கள் ஒப்புக் கொள்வதில்லை. இயந்திரத்திலுள்ள பகுதிகளின் இடை வெளியமைப்பைப் போலத்தான், புரோட்டோபிளாசத்தின் அமைப்பும் என்று அவர்கள் கருதுகிறார்கள். முன்கூறியதுபோல இடைவெளி மட்டுமல்லாமல் காலத்தையும் கருதி அமைப்பை மனதில் கொள்ள வேண்டும். உதாரணமாக ஒரு பொதுக் கூட்டம் என்றால், கேட்பவர்களெல்லாம் வரிசையாக அமர்வது மட்டுமல்லாமல், ஒரு குறிப்பிட்ட நிகழ்ச்சிக் குறிப்பைப் பின்பற்றி முன், பின்னாக பேச்சுகள் அமைவதும் முக்கியமல்லவா?
இயந்திரத்தைப் பொறுத்தவரை இடை வெளியில் பகுதிகள் பொருத்தப்படுவதே மிகவும் முக்கியமானது. ஆனால் சங்கீதத்தில் காலம் முக்கியமானது. காலத்தில் கூடுதல் குறைதல் இன்றி ஒரு குறிப்பிட்ட வகையில் ஒலிகள் இணைந்தால்தான் அது இசையாகும். சிறிதளவு கால அளவு மாறினும், இசையின் இனிமை கெட்டுபோகும். இவ்வாறு ஒவ்வொரு அமைப்பிலும் இடைவெளி அல்லது அமைப்பு முக்கியத்துவமடைகிறது.
சிக்கலான உள்ளமைப்பு புரோட்டோ பிளாசத்தின் அமைப்பில் முக்கியமானது தான். ஆனால் புரோட்டோபிளாசத் திலுள்ள நிகழ்ச்சிகளின் முன்பின் வரிசையும், ரசாயன நிகழ்ச்சிகளின்முழுமையானவிளைவுகளுமே அதைவிட முக்கியமானது. தாவரம், காய்கறி, நுண்ணுயிர் ஆகிய எந்த உயிருள்ளதும், புதிய துணுக்குகளை சூழலினின்றும் பெற்ற, தன்னுள்ளிருந்து வெளிவிடும் வரைதான் உயிரோடிருக்கிறது. இப்பொருள் மாற்றத்தோடுசேர்ந்துசக்திமாற்றமும்நிகழ்கிறது. சூழலினின்றும் பல்வேறு கூட்டுப் பொருள்கள் உயிருள்ளனவற்றினுள் நுழைகின்றன. அவை அதனுள் பல மாறுதல் களடைகின்றன. உயிருள்ளனவற்றின் உடலில் என்ன பொருள்களால் உண்டாக்கப்பட்டிருக் கின்றனவோ, அப்பொருள்களாக அவை மாறுகின்றன. இதற்குத்தான் ‘சீரணம்’ என்று பெயர். இதனோடு சேர்ந்தாற்போல் இதற்கு எதிரிடையான மாறுதலும் நிகழ்ந்து கொண்டேயிருக்கின்றன. உயிருள்ளனவற்றிலுள்ள கூட்டுப் பொருள்களும் மாறாமல் நிலையாக இருப்பதில்லை. அவை சிதைகின்றன. அது மெதுவாக நடக்கலாம்; அல்லது விரைவாக நிகழலாம். புதிதாக உடலில் சீரணமாக பொருள்களை கிரகித்துக் கொண்டு, சிதைந்த பொருள்கள் நீக்கப்படுகின்றன. சூழலினுள் செலுத்தப்படுகின்றன.
உயிருள்ளனவற்றினுள்ளிருக்கும்பொருள்கள் மாறாமல் இருப்பதில்லை. அவை சிதைந்தும், புதிய பொருள்களால் ஈடுகட்டப்பட்டும் வருகின்றன. இத்தகைய ரசாயனக் கூட்டு மாறுதல்களும், சிதைவு மாறுதல்களும் இடைவிடாமல் நிகழ்கின்றன. அவை ஒன்றிற்கொன்று நெருங்கிய தொடர்புடையவை.
ஒரு நீரோடையின் சலனத்துக்கு நமது உடலினுள் காணப்படும் இயக்கத்தை ஒப்பிடலாம் என்று புராதன கிரேக்கத் தத்துவ ஞானி ஹிராக்ளிடஸ் கூறினார். பல துளிகளின் இயக்கத்தின் இயக்கச் சமநிலையைத்தான் நாம் நீரோட்டமாகக் காண்கிறோம். அதுபோலவே பல நிகழ்ச்சிகளின் விளைவுகளின் முழுமையின் வெளித்தோற்றமே உயிர்ப்பிராணிகளின் வாழ்க்கை. அசேதனப் பொருள்களின் இயக்கத்தோடு இவற்றை ஒப்பிடக்கூடாது. நீரோட்டத்தில், நீர் அசைகிறது. குறிப்பிட்ட வேகத்தில் அணுக்கூட்டுகள் ஒன்றன்பின் ஒன்றாக வருவதே நீரோட்டம். இவ்வியக்கத்தைத் தடைசெய்தால் நீரோட்டமும் நின்றுவிடும்.
ஒவ்வொரு பிராணியும் ஓர் இயங்கும் திட்டமே.சூழலிலிருந்துஉட்கிரகிக்கப்படும் பொருள்கள் பல மாறுதல்களடைந்து உடலினுள்ளேயே, அதனை அமைக்கும் பொருள்களாக மாற்றப்படுகின்றன. உயிர்நிலை கொள்ளும் வரை பிராணிகளுள் இம்மாறுதல் நிகழுகிறது. சேதனப் பொருள்களின் பெளதீக மாற்றங்களுக்கும். இதற்கும் வேறுபாடு உண்டு. அது மேலே குறிப்பிடப்பட்டது. இந்த இடைவிடாத கூட்டு-சிதைவு நிகழ்ச்சிகள்தான் பிராணிகளின் உடலில் நிலைத்திருக்கும் தன்மையை ஏற்படுத்துகின்றன.
சீரணம் அல்லது உயிரினுள் நிகழும் கூட்டு மாறுதல்கள் எளிதான சிறு மாறுபாடுகளே. அவையாவன: பிராணவாயு வோடு கூடுதல், (Oxidation), குறைதல் (Reduction), நீரோடு சேர்ந்து நிகழும் இரட்டைச் சிதைவு (hydrolysis), சுருக்கம் (condensation), (இது முன்பே குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது) புரோட்டோபிளாசத்தின் சிறப்பான தன்மையென்னவெனில், இம்மாறுதல்கள் யாவும் குழப்பமான வகையில் நிகழாமல் ஒரு குறிப்பிட்ட வரிசைக் கிரமத்தில் நிகழ்கின்றன.
நமக்குத் தெரிந்த எல்லா உயிர்களிலும் இத்தகைய ஒழுங்குமுறையே உயிருக்கு ஆதாரமாக உள்ளதாகக் காணப்படுகிறது. உதாரணமாக சர்க்கரையோடு ‘யீஸ்ட்’ (yeast) என்ற நுண்ணுயிர்களைச் சேர்த்தால் சர்க்கரை, அவ்வுயிர்ப் பிராணிகளுள் நுழைந்து, அவற்றினுள் வரிசையாகப் பல மாறுதல்களையடைந்து கடைசியில் மதுசாரமாகவும், கரியமில வாயுவாகவும் மாறுகிறது. இம் மாறுதல்களின் வரிசையை எதிர்புறம் குறியீட்டுப் பட்டியலில் காண்க.
குறிப்புப் படத்தில் காட்டியபடி யீஸ்ட் ஜீவ அணுக்களில் மாறுதல்கள் நடக்கின்றன. இத்தொடரில் ஏதாவது ஒரு நிகழ்ச்சி விட்டுப்போயினும், அல்லது நிகழும் வரிசையை மாற்றினாலும் முடிவில் மதுசாரம் விளைவுப் பொருளாகக் கிடைக்காது. உதாரணமாக லாக்டிக் அமில நுண்ணுயிர்கள் சர்க்கரையை வேறு விதத்தில் மாற்றிக் கடைசியில் லாக்டிக் அமிலம் என்னும் புளிக்கும் வஸ்துவை அளிக்கின்றன.
புரோட்டோ பிளாசத்தில் உண்டாகும். பலவகைப் பொருள்கள் உண்டாகும் விதத்தை ஆராய்ந்து அவை உடனடியாக உண்டாகாமல், பல தொடர்ச்சியான ரசாயன வினைகளின் விளைவாக உண்டாவதை விஞ்ஞானிகள் நிரூபித்துள்ளார்கள். ஒரு குறிப்பிட்ட பொருளை ஜீவ அணுக்கள் தம்முள் உண்டாக்க நூற்றுக்கணக்கான
அல்லது ஆயிரக்கணக்கான சுலபமான மாறுதல்கள் நடக்க வேண்டும். அவை மேலே விளக்கியுள்ளபடி வரிசையாகவும் குறிப்பிட்ட ரசாயன விதிகளுக்குட்பட்டும் நிகழ்கின்றன. இந்த வரிசையும், ஒழுங்குமே புரோட்டோபிளாசம் நிலைகொள்வதற்குக் காரணமாகும்.
கூட்டுப் பொருள், எவ்வளவுக்கெவ்வளவு சிக்கலான அமைப்புடையதோ, அவ்வளவுக் கவ்வளவு எண்ணிக்கையில் அதிகமான ரசயான நிகழ்ச்சிகள் நடைபெறும். இவை வரிசையாகவும், ஒழுங்காகவும் இணைக்கப்பட்டிருக்கும் அமினோ அமிலங்களினின்றும், புரதங்கள் தயாரிக்கப் பல தனித்தனியான வரிசையான நிகழ்ச்சிகள்நடைபெறவேண்டும். உயிருள்ள புரோட்டோபிளாசம், அமினோ அமிலங்களின் ஒழுங்கான அமைப்பு காரணமாகவும் அவற்றின் ரசாயன நிகழ்ச்சித் தொடரில் மிகவும் நிர்ணயமான பரஸ்பரத் தொடர்பும், முன்பின் வரிசையுமிருப்பதாலும், சிறந்த அமைப்புடையதாகிறது.
இம்முறையில்தோன்றுகிற,புரதத்துணுக்குகள் ஒன்றுகூடி பெரிய அணுக்கூட்டுத் தொகுப்புகளாகின்றன. பின்பு அவை புரோட்டோபிளாசத்தின் கூட்டணியில் இருந்து வேறாகி வீழ்படிவாக வெளிவருகின்றன. இத்தொகுப்புகளை மைக்ராஸ் கோப் என்ற கருவியின் மூலம் காணலாம். இவை தாமே விரைவாக இயங்கக்கூடியவை. புரோட்டோபிளாசத்தின் அமைப்புடையவை. புரோட்டோபிளாசத்தின் ரசாயன அமைப்பும் அதன் உள்ளமைப்பும், உயிருள்ளவைகளுள் நிகழும் ரசாயன மாறுதல்களின் வரிசையைப் பொறுத்த ஒரு தோற்றமே.
புரோட்டோபிளாசத்தின் அமைப்பின் சிறப்பான தன்மையை நிர்ணயிக்கும் காரணம் எது? அவ்வமைப்பின் ஒழுங்கிற்குக் காரணமாயுள்ள சக்தி எது? பொருளுக்கு வெளியே, அத்துடன் தொடர்பற்ற ஏதோ ஒரு சக்திதான் காரணம் என்று கருத்துமுதல் வாதிகள் கருதுவதுசரியல்லவென்று ஆராய்ச்சிகள் முடிவு கூறுகின்றன. உயிருள்ள புரோட்டோபிளாசத்தில் நடக்கும் ரசாயன நிகழ்ச்சிகளின் வேகம், திசை, பரஸ்பரத் தொடர்பு ஆகிய யாவும் இவைதான் நிகழ்ச்சிகளின் ஒழுங்கை நிர்ணயிக்கின்றன.) அதனுள் நிலவும் ரசாயன பெளதீக உறவுகளைப் பொறுத்திருக்கிறதுஎன்பதுஐயத்துக்கிடமின்றி நிரூபிக்கப்பட்டிருக்கிறது.
புரோட்டோபிளாசத்தை உண்டாக்கும் ரசாயனப்பொருள்களின்ரசாயனத்தினால்தான் இத் தன்மைகள் அதற்கு ஏற்படுகின்றன. அப்பொருள்கள் எவை, அவற்றின் தன்மைகள் யாவை, என்பதை முன் அத்தியாயங்களில் விவரித்தோம். இப்பொருள்களின் ரசாயனத்திறன் அபாரமானது. அவை பல வேறுபட்ட நிகழ்ச்சிகளை உண்டாக்க முடியும். ஆனால் அப்பொருள்கள் மிகக் குறைந்த வேகத்தில்தான் வினை நிகழ்த்துகின்றன. சில வேளைகளில் வினை முற்றுப்பெற மாதங்கள், அல்லது வருடங்களாகலாம். எனவேதான். இவ்வினைகளைத் துரிதப்படுத்த ரசாயனிகள், அமிலங்கள் காரங்கள் போன்ற பொருள்களை உபயோகிக்கின்றனர்.
இவ்வாறு ரசாயன வினைகளைத் துரிதமாக நடத்த உதவுகின்ற பொருள்களுக்கு “வினைஊக்கிகள்” (catalysts) என்று பெயர் நிகழ்ச்சிகளை ஊக்குவிக்க அவை அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படுகின்றன. வினை செய்யும் பொருள்களோடு, மிகச் சிறிய அளவில் வினைஊக்கியைச் சேர்த்தால் அது வியக்கத்தக்க அளவில் வினையைத் துரிதப்படுத்துகிறது. வினைஊக்கி, வினை நிகழ்ச்சியின்போது அழிந்துபோவதில்லை; இறுதியில் முன்பிருந்தபடி, அதே அளவில் மிஞ்சுகிறது, மிகுந்த அளவு பொருள்களை ரசாயன மாற்றமடையச் செய்ய, மிகக்குறைந்த அளவு வினைஊக்கிகள் போதும் இம்முறையை ரசாயன மாற்றங்களில் அதிகமாகப் பயன்படுத்துகிறார்கள். உலோகங்கள், உலோக ஆக்சைடுகள், உப்புகள், இன்னும் பல சேதன, அசேதனக் கூட்டுப்பொருள்கள் எல்லாம் வினை ஊக்கிகளாகப் பயன்படுகின்றன.
தாவரங்களிலும், பிராணிகளின் உறுப்புகளிலும் ரசாயன வினைகள் மிகவும் வேகமாக நடைபெறுகின்றன. அவ்வாறு வேகமாக நடைபெறாவிட்டால் உயிர்ப்பிராணிகள்வேகமாகஅபிவிருத்தியடைவதுசாத்தியமாயிராது. புரோட்டோபிளாசத்தினுள் வேகமாக மாறுதல்கள் நடைபெறுவதற்குக் காரணம், உயிருள்ளவைகள் உற்பத்தி செய்கிற வினை ஊக்கிகள் அதனுள்ளிருப்பதுதான். அவற்றிற்கு ‘என்ஸைம்கள்’ என்று பெயர்.
நீண்ட நாட்களுக்கு முன்பே என்ஸைம்கள் கண்டுபிடிக் கப்பட்டன. விஞ்ஞானிகளின் கவனத்தை அவை நெடுநாளாகவே கவர்ந்துள்ளன.உயிருள்ள புரோட்டோ பிளாசத்திலிருந்து அவற்றை நீர் கரைசலாகவோ, கரையக்கூடிய பொடியாகவோ பெறலாமென்று விஞ்ஞானிகளுக்குத் தெரியும். ஸ்படிகரூபத்தில் அவற்றைத் தயாரித்து, அவற்றின் ரசாயனப் பண்புகளையும் ரசாயனிகள் அறிந்துள்ளார்கள். எல்லா என்ஸைம்களும்,சுத்தமானபுரதங்களாகவோ, அல்லது வேறு பொருள்களோடு கூடிய புரதங்களாகவோ காணப்படு கின்றன. அவை செயலாற்றும் தன்மையில் அசேதன வினை ஊக்கிகளை ஒத்திருக்கின்றன. வினைத்திறன் வலிமையில் மட்டும் என்ஸைம்கள் அவற்றினின்றும் வேறுபடுகின்றன. ஒரு குறிப்பிட்ட வினையை ஊக்குவிக்கும் அசேதன வினை ஊக்கிகளிடையே லட்சம் அல்லது கோடி மடங்கு அவை வேகமுள்ளவையாக இருக்கின்றன. இவ்வகையில் அவை அதிசயமான பொருள்கள். சேதனப் பொருள்களிடையே நிகழும் ரசாயன வினைகளை ஊக்குவிக்க ‘என்ஸைம்கள்’ என்ற புரதங்கள் மிகவும் சக்தி வாய்ந்த உபயோககரமான பொருள்கள்.
புரதங்களின் வினை ஊக்கும் இயல்பு மிகவும் திட்டவட்டமானது. (ஒவ்வொரு என்ஸைமும் குறிப்பிட்ட ஒரு வினையை மட்டும் ஊக்குவிக்கும்) சீரான வினைகள் நிகழும்போது சேதனப் பொருள்கள் என்ஸைமிலுள்ள புரதத்தோடு சேர்ந்து முதன்முதலில் ஒரு கூட்டுப் பொருளாகின்றன. அக்கூட்டுப்-
* இவை எச்சில், ஜீரண நீர் இவற்றுள் உள்ளன. குறிப்பிட்ட பொருள் மற்றொரு பொருளாக மாற உதவுகின்றன.
பொருளில் உள்ள சேதனப் பொருளை வேறொரு பொருளாக மாற்றிவிட்டு என்ஸைம் மீண்டும் தன்னியற்கையான தன்மையைப் பெறுகிறது. மேலும் மேலும் சேதனப் பொருள்களை அது இத்திசையில் மாறுதலடைய ஊக்குவிக்கிறது.
புரோட்டோ பிளாசத்திலுள்ள எப்பொருளும் இம்மாறுதல்களில் கலந்துகொள்ள புரதத்தோடு சேர்ந்து சிக்கலான பொருளாகவேண்டிய அவசியம். அவ்வாறு மாறாவிட்டால் உயிர் நிகழ்ச்சிகள் மிகவும் மெதுவாக நடைபெறும். உயிர் நடவடிக்கைகள் தேக்கமடையும். இதனால்தான் உடலினுள் நிகழும் நிகழ்ச்சிகளின்போது சேதனப் பொருள்கள் மாற்றமடைவது அவைகளின் அணுக்கூட்டு அமைப்பையும், ரசாயனக் கூட்டுத் திறனையும் மட்டுமல்லாமல் எப்படி மாற்றப்படுகின்றன என்பதையும் பொறுத்திருக்கிறது. அவைதான் உடலினுள் சேதனப் பொருள்கள் சீரணமாகி உடலோடு இணைவதற்கு உதவுகின்றன.
என்ஸைம்கள் உயிர்ப் பொருள்களில் ரசாயன மாறுபாடுகள் விரைவாக நடப்பதற்கு உதவுகின்றன. அது மட்டுமில்லாமல் அம்மாறுபாடுகள் ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் நிகழ்வதற்குத் தேவையான சாதனத்தையும் அளிக்கின்றன. ஒவ்வொரு என்ஸைமும் ஒரு குறிப்பிட்ட் பொருளை ஒரு குறிப்பிட்ட மாறுதலடைவதற்குத்தான் உதவும். ஆகவே உயிருள்ள பிராணிகளின் உடலில் நிகழும் மாறுதல்களில் (அவை ஆக்க மாறுதலாயினும் சரி, அழி மாறுதலாயினும் சரி) ஆயிரக்கணக்கான புரதப் பொருள்களும், என்ஸைம்களும் பங்கு கொள்கின்றன. ஒவ்வொரு என்ஸைமும் ஒரு குறிப்பிட்ட மாறுதலைத் துண்டிவிடுகின்றன. ஆயிரக்கணக்கான என்ஸைம்கள் கூட்டாக இத்தகைய தனித்தனி மாறுதல்களைத் தூண்டும் பொழுது ஓர் இணைப்பு ஏற்பட்டு, ஒழுங்கான முறையில் மாறுதல்கள் நிகழ்கின்றன. உயிர்ப் பிராணிகளின் உடலில் நிகழும் ரசாயன மாறுபாடுகளின் அடிப்படை இதுவே.
உயிருள்ளனவற்றிலிருந்து எடுக்கப்பட்ட தனித்தனி என்ஸைம்கள், ஆய்வுக் கூடத்திலேயே உடலுள் தோன்றும் உயிர்
ரசாயன மாறுதல்களைப்போன்ற மாறுதல்களைத் தோற்றுவிக்க வல்லன. ஆயிரக்கணக்கான தனித்தனியான நிகழ்ச்சிகளின் தொகுப்பான உடலில் நிகழும் மாறுபாடுகளின் சிக்கலை விடுவித்து உண்மையை அறிய இச்சோதனைகள் உதவுகின்றன. இவ்வழியில், உயிர் மாறுதல்களை பல ரசாயனக் கட்டங்களாகப் பிரித்து உயிர்பொருள்களை மட்டுமில்லாமல், ரசாயன முறைகளையும் அறிந்துகொள்ளலாம். இம் முறைகளைப் பின்பற்றி A.N. பாக், V.I. பல்லாடின் ஆகிய விஞ்ஞானிகளும், அவர்களைப் பின்பற்றிப் பிற விஞ்ஞானிகளும் உயிர்களுக்கே ‘மூச்சுவிடும்’ (சுவாசிக்கும்) செயல் ஆக்சிஜன் அதிகரித்தல், குறைதல் போன்ற தொடர்ச்சியான மாறுதல்களின் அடிப்படையில் நடக்கிறது என்று விளக்கினார்கள். (மாவு அல்லது சர்க்கரை புளித்து மதுவாக மாறுவதும் இத்தகைய வரிசையான ரசாயன மாறுதல்களே என்ற எஸ்.பி. காஸ்டிசேவ், எல்.என். லிபிடேவ் போன்ற விஞ்ஞானிகள் நிரூபித்தனர்.
உயிர் நிகழ்ச்சிகளைப் பிரித்து ஆராய்வதிலிருந்து அவற்றை சேர்த்தல் முறையில் நிகழவைப்பது சாத்தியமா என்ற ஆராய்ச்சியில் இறங்கலாம். உதாரணமாக உயிர்ப் பொருள்களிலிருந்து பெறப்பட்ட குறிப்பிட்ட அமைப்பையுடைய 2 டஜன் வேறு வகையான என்ஸைம்களைத் தண்ணீரில் கரைத்து மதுசாரம் உண்டாகும் போது ஏற்படும் ரசாயன மாறுதல்களை நாம் தோற்றுவிக்கலாம். இம்மாறுதலில் ஜீவ அணு எதுவும் இல்லா விட்டாலும் சர்க்கரையிலிருந்து, யீஸ்ட் என்ற ஜீவ அணுவின் செயலால் மதுசாரம் உண்டாகும்போது நிகழும் நிகழ்ச்சிகளுக்குள்ள விதிகள் யாவும் செயல்படுகின்றன.
‘என்ஸைம்’ கலவையில் சேர்ந்துள்ள பொருள்களைப் பொறுத்து, மாறுதல் நிகழ்கிறது. எடை அளவிலும் ரசாயன விதிமுறைகளின்படியே இவ் வினை ஊக்கி நிகழ்ச்சி நடைபெறுகிறது. பல தூண்டுதல்களுக்கு எளிதில் உள்ளாகி மாறும் என்ஸைமின்தன்மையையும் அது பொறுத்திருக்கிறது. உதாரணமாக பெளதீக ரசாயன அம்சங்கள், சீதோஷ்ணநிலை, சேதனப் பொருள்கள், இவை யாவும் வினை ஊக்கி ― ரசாயன வினையின் தன்மையை மாற்றிவிட முடியும். உஷ்ணநிலை கூடுதல் அல்லது குறைதல், ஆக்ஸிஜன் அதிகமாகும் தன்மை, உப்பு சேர்தல், கரைசலின் அழுத்தம், ஒவ்வொரு என்ஸைமின் வினைஊக்கித் திறனால் நிகழும் மாறுதலின் வேகம், ஆகிய அம்சங்கள் மாறுதல்களின் பரஸ்பரத் தொடர்பை, நேர இடைவெளியில் மாற்றக்கூடும். உயிருக்கும், சூழலுக்கும் உள்ள ஒற்றுமையின் முன்னறிவிப்புப் போல இவ்வினைகள் காணப்படுகின்றன. இவ்வொற்றுமையைப் பற்றி ஐ.வி. மிசரின் நூல்களிலிருந்துவிரிவாக அறிந்து கொள்ளலாம். இன்று வாழும் உயிர்களின் ஜீவ அணுக்களில் நிகழும் மாறுபாடுகள் தூர இடைவெளியில் எவ்வாறு பொருள்கள் பொருத்தப்பட்டுள்ளன என்பதைப் பொறுத்தது. குவிந்துகூடும் புரதங்கள் கரைந்திருக்கும் நீரிலிருந்து வெளிவந்து தாமே விரைவாக இயங்கும் (புரோட்டோபிளாசத்தின் அமைப்புடைய) துளிகளாக மாற முடியும். இத்துளிகளின் மேற்பரப்பில் பல என்ஸைம்கள் கூடுகின்றன.
சோவியத் விஞ்ஞானக் கழகத்தில் நிகழ்த்தப்பட்ட ஆராய்ச்சிகள், புரோட்டோ பிளாசத்தைப் போன்ற பொருள்களோடு என்ஸைம்கள் எவ்வளவு அதிகமாக இணைந்திருக்கிறதோ, அதைப் பொறுத்தே வினைஊக்கி ரசாயன வினைகளின் வேகமும், திசையும் இருக்கும் என்று காட்டுகிறது. சீரான நிகழ்ச்சிகளுக்கும், சூழலுக்கும் உள்ள உறவின் வலிமையை இவை காட்டுகின்றன. குறிப்பிட்ட ஒரு தூண்டுதல், தனித்தனி என்ஸைமின் வேலையில் தலையிடாதிருந்தபோதிலும் சிதைவு, கூட்டு ஆகிய இரு வகை மாற்றங்களின் சமநிலையைக் கலைத்து புரதங்களின் இணைப்பு வன்மையை மாற்றிவிடுகின்றன. இவ்வம்சங்களின் மாறுதலால் எளிதில் மாறுபாடடையக் கூடியவை புரதங்களின் இணைப்பு வன்மை.
இனி இவ்வத்தியாயத்தில் கண்டவற்றைச் சுருக்கிக் கூறுவோம். புரோட்டோ பிளாசத்திற்குச் சிறப்பான உள்ள அமைப்பு, உயிருள்ள பொருள்களை ஆக்கும் பொருள்களின் ரசாயனப் பண்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இத்தகைய பல்வேறு வகையான பொருள்களிருப்ப தாலும்,ரசாயன நிகழ்ச்சிகளில் பங்கு கொள்ளும் அவற்றின் திறமை காரணமாகவும், எண்ணற்ற மாறுதல்கள் உண்டாகின்றன. உயிருள்ள புரோட்டோபிளாசத்தில் இத்தகைய மாறுதல்கள் பலவகையான, அகநிலைகளாலும், புறநிலைகளாலும் கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன. (அவையாவன: குறிப்பிட்ட வகையான என்ஸைம்கள் இருப்பதும் அவற்றின் அளவும்; சூழலின் அமிலத்தன்மை; ஆக்ஸிஜன் அதிகமாகும் அல்லது குறையும் திறன்; புரோட்டோபிளாசத்தின் குழம்புத் தன்மை; அதன் அமைப்பு முதலியன.) புதிய பொருள்களும் புதிய அமைப்புகளும், புரோட்டோபிளாசத்தில் தோன்றி அதனின்றும் பிரிந்து வந்து ரசாயன மாற்றங்களின் வேகத்தையும் திசையையும் மாற்றுகின்றன. அதன் காரணமாக உயிரினுள் நிகழும் எல்லா நிகழ்ச்சிகளையுமே மாற்றுகின்றன.
ஒன்றை ஒன்று ஊடுருவி நிற்கும், ஒன்றிற்கொன்று தொடர்புடைய பல நிகழ்ச்சிகளின் வளையம் இது. உயிருள்ள புரோட்டோபிளாசத்தில் நிகழும் ரசாயனக் கிரியைகளின் ஒழுங்கு, குறிப்பிட்ட பொருள்களைத் தோற்றுவிக்கிறது. குறிப்பிட்ட பெளதீக―ரசாயன நிலைமைகளையும் அமைப்புகளையும் உண்டாக்குகிறது. இவையனைத்தும் தோன்றியவுடன் புரோட்டோபிளாசத்தினுள் நிகழும் ஆயிரக்கணக்கான மாறுதல்கள், நேரத்தில் ஒழுங்காக இணைக்கப்பட்டுள்ளது மட்டுமல்லாமல், ஒரு முழுமையான திட்டத்திற்குட்பட்டும் இருக்கின்றன. இத்திட்டத்திற்கு ஒரு நோக்கமிருக்கிறது. நியதிக்குட்பட்ட சூழ்நிலைக்கேற்ப உயிருள்ளதைப் பாது காப்பதும், புனரமைப்பதுமே அந்நோக்கம்.
அதனால்தான் புரோட்டோபிளாசம் சிதைவு மாறுதல்கள் நிகழ்ந்துகொண்டேயிருப்பினும் இயங்குநிலைத் திட்டமாக இருக்கிறது. அது தன் அமைப்பை பரம்பரை பரம்பரையாக நிலைநிறுத்திக்கொள்கிறது. இந்த அமைப்பின் தனித்தனிப் பகுதிகளின் தன்மையை ரசாயன பெளதீக விதிகள் விளக்குகின்றன. ஏன் சில பொருள்களும், குறிப்பிட்ட அமைப்பும் புரோட்டோபிளாசத்தில் உண்டாகின்றன?
அப் பொருள்களும், அமைப்பும் எப்படி ரசாயன மாறுதல்களைப் பாதிக்கின்றன? சிதைவுக்கும், கூடுகைக்கும் உள்ள பரஸ்பரத் தொடர்பு என்ன? உயிருள்ளன எப்படி வளர்கின்றன? எப்படிச் சிதைகின்றன? என்ற வினாக்களுக்கு, ரசாயன பெளதீக இயல்கள் விடையளிக்கின்றன.
ஆனால் ரசாயன பெளதீக இயல்களின் விதிகளைக் கொண்டு மட்டும், உயிர் பொருள்களினுள் நிகழும் மாறுதல்கள் ஏன் ஒழுங்காக நடைபெறுகின்றன? சூழ்நிலை மாறுதலுக்கேற்ப, இவை மாறுபடுவது ஏன் என்ற வினாக்களுக்கு விடைகாண முடியாது. இக் கேள்விக்கு விடைகாண, பொருள்களைப் பரிணாம வளர்ச்சிப் போக்கில் கற்றுணரவேண்டும். உயிரற்ற பொருள்களுக்குப் பொருந்தும் விஞ்ஞான விதிகளுக்கும் மேலான நியதிகளுக்குட்பட்டு, உயிர் தோன்றிற்று; பொருளின் அமைப்பில் ஒரு புதிய சிக்கலான வளர்ச்சிக் கட்டத்தில் தோன்றிற்று.
பல கூட்டணுக்கள் கொண்ட அமைப்புகள் தோன்றிய காரணத்தால், அங்கஜீவி (Organism)களுக்கும்,சூழ்நிலைக்கும் இயக்க இயல் முரண்பாட்டு ஒற்றுமை தோன்றிற்று. அதன் விளைவே உயிர். இத் தன்மைகள் உயிர்களின் பிற்காலத் தன்மைகளையும், பரிணாம வளர்ச்சியையும் நிர்ணயித்தன.
தொடரும்...
No comments:
Post a Comment