இதுவரை நாம் பரிணாம வளர்ச்சி குறித்துப் பார்த்தோம். இப்போது உயிரினங்களுக்குள் நடைபெறும் அதிசயிக்கத்தக்க இயக்கம் ஒன்றைப் பார்க்க இருக்கிறோம். இந்த இயக்கம்தான் உயிரினங்கள் உயிர்வாழ்வதற்கு அடிப்படை. பூமியில் எந்த உயிரினத்தை எடுத்துக்கொண்டாலும் அதற்குள் இந்த அதிசயம் நிகழ்கிறது. அந்த அதிசயத்தைத்தான் நாம் வளர்சிதை மாற்றம் (Metabolism) என்கிறோம்.
வளர்சிதை மாற்றம் என்ற வார்த்தையைக் கேட்டவுடன் ஏதோ உடல் எடைக் குறைப்பைப் பற்றிப் பார்க்கப்போகிறோம் என நினைக்க வேண்டாம். உயிர்கள் இயங்குவதற்கு, உயிர்கள் வாழ்வதற்கு வளர்சிதை மாற்றம்தான் காரணமாக இருக்கிறது. உயிரினங்களுக்குள் நடைபெறும் இந்த அற்புத விஷயத்தைப் பற்றி நாம் எளிமையாகப் பார்த்துவிடுவோம்.
வளர்சிதை மாற்றம் என்றால் என்ன?
அதற்கான அர்த்தம் அதன் பெயரிலேயே இருக்கிறது. வளர் என்றால் வளர்ப்பது, உருவாக்குவது. சிதை என்றால் சிதைப்பது, அழிப்பது என்று பொருள். இந்த உருவாக்குதல், சிதைத்தல் என்ற வினை நமது உடலுக்குள் அன்றாடம் நிகழ்கிறது. உயிரினங்களின் உடலுக்குள் இடைவிடாத வேதியியல் வினை நடைபெறுகிறது என்று பார்த்தோம் இல்லையா? அது இந்த வளர்சிதை மாற்றம்தான். சரி, வளர்சிதை மாற்றத்தில் எது வளர்க்கப்படுகிறது? எது சிதைக்கப்படுகிறது?
இந்தப் பிரபஞ்சத்தில் அனைத்தும் மூலக்கூறுகளால் ஆனது என்று பார்த்தோம். உடல்களில் உள்ள செல்களும் மூலக்கூறுகளால் ஆனவைதான். நம் சருமத்தில் உள்ள மூலக்கூறுகளை எடுத்துக்கொள்வோம். அவை தொடர்ந்து 48 நாட்களுக்கு ஒருமுறை புதுப்பிக்கப்பட்டு, மாற்றப்படுகின்றன. அதாவது உங்கள் உடலில் நீங்கள் இன்று பார்க்கும் சதைகள் 48 நாட்களுக்குப் பிறகு இருக்காது. அவற்றின் ஒவ்வொரு செல்லும் புதிதாக மாற்றப்பட்டிருக்கும்.
ஆனால் அந்தச் செயல்பாட்டை நம்மால் கவனிக்க இயலாததால், பழைய சருமமே இருப்பதாக நம்பிக்கொண்டிருக்கிறோம். அடுத்ததாக எலும்புகளை எடுத்துக்கொள்வோம். பார்ப்பதற்குத் திடமாகவும் நிரந்தரமானதாகவும் தோன்றும் உறுப்பு அது. வளர்ச்சியடைந்த ஒரு எலும்பு, நாம் சாகும் வரை மாற்றமே அடையாமல் இருப்பதாகத்தானே நினைக்கிறீர்கள்? தவறு, உண்மையில் ஒவ்வொரு 10 வருடங்களுக்கும் சுழற்சி முறையில் எலும்புகள் புதிதாக மாற்றப்படுகின்றன. ஏனென்றால் மனித உடல் என்பது மாறாத திடப்பொருள் அல்ல, மாறும் நீர் சுழற்சி போன்றது.
நம் உடல் என்பது பருப்பொருள், ஆற்றல் ஆகியவற்றின் தொடர்ச்சியான ஓட்டத்தால் இயங்குகிறது. உணவு, நீர், ஆக்சிஜன் ஆகியவை நம் செல்களால் தொடர்ந்து உட்கொள்ளப்படுகிறது. கழிவுப் பொருட்களான கார்பன் டை ஆக்சைடு போன்றவை நம் சுவாசம் மூலம் வெளியேற்றப்படுகிறது. மற்ற கழிவுப் பொருட்கள் வேறு பாதைகளில் வெளியேறுகின்றன. மேலே சொன்ன வேதிவினை நமது உடலில் உள்ள செல்களுக்குள் ஒருவகை ஒழுங்கமைப்புடன் நடைபெறுகிறது. நாம் செல்களை உயிருள்ள பொருளாகப் பார்க்கிறோம். வேதியியலாளர்களோ செல்களை அதிநவீன ரசாயன அமைப்பாகக் கருதுகின்றனர்.
இந்தத் தகவலை வைத்துக்கொண்டு நாம் வளர்சிதை மாற்றத்தைப் புரிந்துகொள்ள முயற்சிப்போம். நம் செல்களில் நடைபெறும் வளர்சிதை மாற்றத்தில் நூற்றுக்கணக்கான வேதியியல் வினைகள் நடைபெறுகின்றன. இவற்றை எளிமையாகப் புரிந்துகொள்வதற்காக இரண்டு வகைகளாக பிரிக்கலாம். ஒன்று, வளர்மாற்றம் (Anabolic Metabolism), மற்றொன்று சிதை மாற்றம் (Catabolic Metabolism).
வளர்மாற்றம் என்பது கட்டமைக்கும் செயல்பாடு. உருவாக்கும் செயல்பாடு. இந்த வினையில் மூலக்கூறுகள் இணைந்து புதியதை உருவாக்குகின்றன. சிதைமாற்றம் என்பது அழிவுச் செயல்பாடு. இந்தச் செயல்பாட்டில் மூலக்கூறுகள் உடைந்து பிரிகின்றன. நாம் ஒரு ஆப்பிள் பழத்தை உண்பதாக வைத்துகொள்வோம். நம் செரிமானக் குழாய் அந்த ஆப்பிளைத் துகள் துகளாக உடைத்து சர்க்கரை, கொழுப்பு, அமினோ அமிலங்கள் எனத் தனித்தனி மூலக்கூறுகளாகப் பிரித்துவிடும். இந்த மூலக்கூறுகள் நம் குடலால் உறிஞ்சப்பட்டு, ரத்த ஓட்டத்தில் கலந்துவிடும். பின் அங்கிருந்து உடலில் உள்ள பல்வேறு செல்களுக்கும் இந்த மூலக்கூறுகள் விநியோகம் செய்யப்படும். பின் வளர்சிதை மாற்றம் நடைபெறும்போது ஆப்பிள் பழத்தில் இருந்து பிரிக்கப்பட்ட மூலக்கூறுகள், நம் உடலில் உள்ள மூலக்கூறுகளுடன் ஒன்றாகச் சேர்ந்து நம்மில் ஒரு பகுதியாக மாறிவிடும்.
இந்தச் செயல்பாடு மிகவும் குழப்பமானது என்பதால் மீண்டும் விளக்குகிறேன். ஒரு செல்லின் அமைப்புக்குள் நடைபெறக்கூடிய வேதியியல் வினையின்போது, வெளியில் இருந்து மூலக்கூறுகள் பெறப்பட்டு (இங்கு ஆப்பிளின் மூலக்கூறுகள் பெறப்பட்டு), அவை உடைக்கப்பட்டு, செல்லின் பகுதிகளாக மாற்றப்படுகின்றன. உதாரணத்துக்கு நாம் பழைய வீட்டைச் புதுப்பிக்கிறோம். அதில் சேதம் அடைந்த பகுதிகளை மாற்றுவதற்கு நமக்குப் புதிய கட்டுமான பொருட்கள் தேவைப்படுகிறது அல்லவா? நம் உடலை வீடு என்று வைத்துக்கொண்டால், இந்தக் கட்டுமான பொருட்கள்தான் உணவுகளில் இருந்து பெறப்படும் மூலக்கூறுகள். அந்த மூலக்கூறுகளை எடுத்து நமது செல்கள் தம்மைத் தாமே சுழற்சிமுறையில் தொடர்ச்சியாகப் புதுப்பித்துக்கொள்கின்றன. இதுதான் வளர்சிதை மாற்றம்.
சில நேரங்களில் செல்களில் காணப்படும் செயலிழந்த / சேதமடைந்த மூலக்கூறுகளுக்கு மாற்றாக வெளி மூலக்கூறுகள் மாற்றி அமைக்கப்படும். சில நேரங்களில் ஆற்றலை அளிக்கும் மூலக்கூறுகளாகவும் வெளி மூலக்கூறுகள் மாற்றப்படும். ஆற்றல் மூலக்கூறுகள் என்பது எரிபொருளைப்போல செயல்படுகின்றன. ஒரு செல்லின் எதிர்காலச் செயல்பாட்டுக்குத் தேவையான சக்தியை வழங்குகின்றன. தசை செல்கள் (Muscle Cells) இந்த ஆற்றல் மூலக்கூறுகளைப் பயன்படுத்தி சுருங்கி, விரிகின்றன. மூளைச் செல்கள் (Brain cells) ஆற்றல் மூலக்கூறுகளைப் பயன்படுத்திதான் எண்ணங்களை உருவாக்குகின்றன. அதேபோல ஒவ்வொரு செல்களும் இந்த ஆற்றல் மூலக்கூறுகளைப் பயன்படுத்தித் தத்தம் பணிகளைச் செய்கின்றன. இப்படியாக நம் செல்களுக்குள் பலதரப்பட்ட இணைப்புகளில், சுழற்சியாக, தொடர்ச்சியாக வளர்சிதை மாற்றம் நடைபெற்றுக்கொண்டே இருக்கிறது.
சரி, இந்த வளர்சிதை மாற்றம் எல்லா உயிர்களுக்கும் ஒன்றுபோல நடைபெறுகிறதா? இல்லை. ஒவ்வொரு உயிரினமும் பரிணாமவளர்ச்சியின்படி வெவ்வேறு வளர்சிதைமாற்றப் பாதைகளை உருவாக்கியுள்ளன. ஒவ்வோர் உயிரினமும் ஒவ்வொரு வகை உணவை உட்கொள்வதற்கு அதுவும் ஒரு காரணம். உதாரணமாக ஹைட்ரஜன் சல்ஃபைடு என்ற வாயுவை நீங்களும் நானும் உட்கொண்டால் பரலோகம் சேர்ந்துவிட வேண்டியதுதான். ஆனால், சில வகை பாக்டீரியாக்கள் அவற்றைத்தான் உணவாக உட்கொள்கின்றன. அவற்றின் உடலில் அதை உட்கிரகிக்கும் வகையில் வளர்சிதை மாற்றச் செயல்பாடு நடைபெறுகிறது.
உயிர்களின் தோற்றம் குறித்து ஆராயும் விஞ்ஞானிகள் தனிச்சிறப்பான வளர்சிதை மாற்ற வினைத் தொடர்ச்சியை (Special series of metabolic reactions) கண்டறிந்துள்ளனர். அதன் பெயர் சிட்ரிக் அமிலச் சுழற்சி (Citric Acid Cycle). இந்த வினை, ஏதோ ஒரு வடிவத்தில் எல்லா வகை உயிரினங்களிலும் நடைபெறுகிறது என்று கூறுகின்றனர். பிரபஞ்சத் தன்மை வாய்ந்த இந்தச் சிட்ரிக் அமிலச் சுழற்சி மிகவும் பழமை வாய்ந்ததாக, அதேசமயம் மிகவும் முக்கியமான ஒரு வினையாகக் கருதப்படுகிறது. சிட்ரிக் அமிலச் சுழற்சியைதான் நாம் கிரப் சுழற்சி (Krebs Cylce) என்கிறோம். இந்தச் செயல்பாட்டைக் கண்டுபிடித்தவரின் பெயரில் அழைக்கிறோம்.
சிட்ரிக் அமிலச் சுழற்சி என்பது என்ன?
நாம் உணவு உட்கொள்ளும்போது கிடைக்கும் சர்க்கரை, கொழுப்பு, அமிலோ அமிலங்கள் ஆகியவை சிட்ரிக் அமிலங்களாக உருமாறும்போது இந்த வினை நடைபெறத் தொடங்குகிறது. இந்த வினையில் சிட்ரிக் அமிலங்கள் பிற மூலக்கூறுகளுடன் ஒன்றாக இணைந்தும் வெவ்வேறு வகைகளில் உடைந்தும் பல்வேறு வகை மூலக்கூறுகளாகப் பரிணமிக்கின்றன. பின் மீண்டும் சிட்ரிக் அமிலங்களாகவே பழைய நிலைக்குத் திரும்புகின்றன. இது ஒரு சுழற்சிபோல நடைபெறுவதால் இவற்றைச் சிட்ரிக் அமிலச் சுழற்சி என்கிறோம்.
இந்தச் செயல்பாடு பயனற்றதாகத் தோன்றலாம். ஆனால் சுழற்சியாக நடைபெறும் இந்தச் செயல்பாட்டின்போது சிட்ரிக் அமிலம் பல்வேறு வகையான துணை மூலக்கூறுகளுடன் வினை புரிகிறது என்று பார்த்தோம் அல்லவா? அப்போது இந்தத் துணை மூலக்கூறுகள் உருமாற்றம் அடைந்து, நம் செல்களின் பழுதடைந்த மூலக்கூறுகளைச் சரிசெய்வதற்கோ, செல்களின் வளர்ச்சிக்கோ, புதிய செல்லை உருவாக்கவோ, அவற்றின் இயக்கத்திற்குத் சக்தியை வழங்கவோ தேவையான பாகங்களாக உருமாறி உதவி புரிகின்றன. சொல்லப்போனால் சிட்ரிக் அமிலச் சுழற்சிதான் நம் உயிர்களின் என்ஜின் போன்றது. உங்கள் உடலின் செல்களுக்குள் உள்ள அடிப்படை சுழல்.
மனிதர்களைப் பொறுத்தவரை, நம் உணவில் உள்ள கொழுப்பு, சர்க்கரை, அமினோ அமிலங்கள் உடைந்து சிட்ரிக் அமிலச் சுழற்சியில் பங்குபெறுகின்றன. இந்தச் சுழற்சியின் ஒரு பகுதியாகக் கார்பன் டை ஆக்சைடும் நீரும் கழிவாக உற்பத்தி செய்யப்பட்டு, வெளியேறுகின்றன. ஆனால், சில வகை பாக்டீரியாக்களில் இந்தச் சிட்ரிக் அமிலச் சுழற்சி தலைகீழாக நடைபெறுகிறது. அந்த பாக்டீரியாக்கள் நீரையும், கார்பன் டை ஆக்சைடும் உணவாக உட்கொள்கின்றன. பின் அவற்றில் நடைபெறும் தலைகீழ் சிட்ரிக் அமிலச் சுழற்சியின்போது நீரும் கார்பன் டை ஆக்சைடும் உடைந்து பெரிய கார்பன் மூலக்கூறுகள் உருவாகுகின்றன. இந்த கார்பன் மூலக்கூறுகளைப் பயன்படுத்தி தங்களுக்குத் தேவையான கொழுப்பு, சர்க்கரை, அமினோ அமிலங்களைப் பாக்ட்டீரியாக்கள் தயாரித்துக்கொள்கின்றன. இப்படியாகத்தான் உயிரினங்கள் இயங்குகின்றன.
விஞ்ஞானிகள் சிட்ரிக் அமிலச் சுழற்சியை வைத்து உயிரின் தோற்றத்தைக்கூட புரிந்துகொள்ள முயற்சி செய்கின்றனர். தலைகீழ் சிட்ரிக் அமிலச் சுழற்சிக்கு நீர், கார்பன் டை ஆக்சைடு போன்ற எளிய மூலக்கூறுகளே தேவை என்பதைப் பார்த்தோம். இவை தொடக்கக்காலப் பூமியில் அதிகம் இருந்ததால் பல லட்சம் வருடங்களுக்கு முன்பு இந்தச் சுழற்சிதான் சாதாரண சுழற்சியாக நடைபெற்றிருக்க வேண்டும். அவற்றை அடிப்படியாகக் கொண்டே உயிர்களும் இயங்கி இருக்க வேண்டும். பின் ஏதோ ஒரு காலத்தில் இன்று நடைபெறும் சிட்ரிக் அமிலச் சுழற்சிக்கு உயிரினங்கள் மாறி இருக்க வேண்டும் என்று விஞ்ஞானிகள் கருதுகின்றனர். இன்னும் சொல்லப்போனால் உயிர் இயக்கத்துக்கு முன்னோடியாகத் தலைகீழ் சிட்ரிக் அமிலச் சுழற்சியோ, அல்லது, அதை ஒத்த வேறு ஏதோ ஒரு செயல்பாடோதான் இருந்துள்ளது என்றும் கருதுகின்றனர். அந்தச் செயல்பாடுதான் முதல் உயிர் செல்கள் பூமியில் தோன்றுவதற்குத் தூண்டுதலாக அமைந்திருக்க வேண்டும் எனவும் கருதுகின்றனர்.
இதனால் வளர்சிதை மாற்றம் என்பது உயிர்களின் தோற்றம் குறித்து ஆராய்வதற்கும் அவசியமானதாக இருக்கிறது. அமெரிக்காவில் தேசிய அறிவியல் அறக்கட்டளையின் கீழ் இயங்கும் வேதியியல் பரிணாம வளர்ச்சி மையத்தில் பணியாற்றும் விஞ்ஞானிகள், நாசா விஞ்ஞானிகளுடன் இணைந்து வளர்சிதை மாற்றம் என்ற செயல்பாட்டைத் தீவிரமாக ஆராய்ந்து வருகின்றனர். இதற்குக் காரணம் வளர்சிதை மாற்றத்தை நாம் முழுமையாக புரிந்துகொள்வது, உயிரின் தோற்றத்தை மட்டும் அறிய உதவுவதில்லை, பிரபஞ்சத்தில் எங்கே சென்று உயிர்களைத் தேட வேண்டும் என்ற புரிதலையும் நமக்கு தருகிறது எனக் கூறுகின்றனர்.
(தொடரும்)
