உயிர்வேதியியல்

உயிர்வேதியியல் (Biochemistry) அல்லது உயிரிய வேதியியல் என்பது வாழும் உயிரினங்களுள் நிகழும் வேதியியற் செயல் முறைகள் பற்றிய கல்வி ஆகும்.உயிர் அறிவியலின் கிளையான உயிர் வேதியியல், உயிரணுக்கள் மற்றும் உயிரினங்களில் நடைபெறும் வேதிவினைகள் பற்றிய நுண் ஆய்வாகும்.

உயிர்வேதியியல்,  உயிரணுவின் கூறுகளான புரதங்கள், காபோவைதரேட்டுகள், கொழுமியங்கள், நியூக்கிளிக் அமிலங்கள், பிற உயிர்மூலக்கூறுகள் போன்றவற்றின் அமைப்பு, அவற்றின் செயல்பாடுகள், அவற்றிற்கிடையே நிகழும் வினைகள் போன்றவற்றை விளக்குகின்றது. பெரும் எண்ணிக்கையில் வெவ்வேறான உயிர்மூலக்கூறுகள் இருப்பினும், இவற்றுட் பெரும்பாலானவை சிக்கலானவை ஆகவும், பெரியனவுமாக உள்ளன. இப் பெரிய மூலக்கூறுகள் உயிர்ப் பல்பகுதியங்கள் (biopolymer) எனப்படுகின்றன. இவை பல சிறிய துணை அலகுகளால், அதாவது பல ஒற்றை மூலக்கூறுகள் (monomer) ஒன்று சேர்ந்து, உருவானவை ஆகும்.உயிர்மூலக்கூறுகள் வெவ்வேறுபட்ட தொகுப்புத் துணை அலகுகளால் உருவாக்கப்பட்டவை.  புரதத்தை எடுத்துக்கொண்டால், புரதம் ஒரு உயிர்ப் பல்பகுதியம், இதன் துணை அலகுகள் இருபது அல்லது அதற்கும் மேற்பட்ட அமினோ அமிலங்கள் ஆகும்.உயிர்வேதியியலில் இவ்வாறான உயிர்மூலக்கூறுகளின் கட்டமைப்புடன் நொதியங்கள் ஊக்குவிக்கும் வினைகள் போன்றனவும் கற்பிக்கப்படுகின்றது. மரபணுக்கள் பற்றிய கற்கை, புரதத்தொகுப்பு, உயிரணு மென்சவ்வில் நிகழும் பரிமாற்றம் போன்றனவும் உயிர்வேதியியலில் அறியப்படுகின்றது.

வரலாறு

1828-இல் பிரெட்ரிக் வோலர் (Friedrich Wöhler) என்பவர் யூரியாவின் தொகுப்பு பற்றிய அறிக்கை வெளியிட்டு கரிமச் சேர்மங்கள் செயற்கையாக உருவாக்கக்கூடியவை எனத் தெரிவித்திருந்தார்.உயிர் வேதியியலின் அறிமுகம் முதன்முதலில் நொதியங்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டதில் இருந்து உருவானது. 1833-இல், அன்செல்மே பயன் (Anselme Payen) என்பவரால் டியாசுடேசு (diastase) எனும் முதன்முதல் அறியப்பட்ட நொதியம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. இந்த நொதியம் இன்று அமைலேசு என அழைக்கப்படுகின்றது.

1878-இல் வில்கேல்ம் குஃனே (Wilhelm Kühne) எனும் செருமானியர் “என்சைம்” (நொதியம்) எனும் வார்த்தையைப் பிரயோகித்தார். இன்று பொதுவாக, வேதியல் வினையூக்கும் பெப்சின் போன்ற உயிரற்ற பதார்த்தங்களை “என்சைம்” என்றும் வெல்லத்தை மதுவாக மாற்றும் மதுவம் போன்ற உயிரினங்களின் வேதியல் வினைத் தொழிற்பாட்டை “ஃபெர்மென்டேசன்”  (உயிர்நொதிப்பு) (fermentation) என்றும் அழைக்கின்றனர்.

1897-இல் எடுவர்டு பூக்னர் (Eduard Buchner) மதுவத்தின் தொழிற்பாட்டை விவரமாக அறிந்தார். உயிரான மதுவம் இல்லாமலேயே வெல்லத்தை மதுவாக மாற்றும் செயற்பாடு நடைபெறுகின்றது; மதுவத்தில் இருந்து பிரித்தெடுக்கப்பட்ட ஏதோ ஒரு பதார்த்தம் இதற்கு துணை போகின்றது என்று விவரித்தார். சர்க்கரையில் உள்ள சுக்குரோசை உயிர்நொதிப்புக்கு உட்படுத்தும் அந்தப் பதார்த்தத்துக்கு, அதாவது நொதியத்துக்கு, சைமேசு (zymase) எனப்பெயரிட்டார். 1907-இல் ‘உயிரணுக்கள் இன்றிய  உயிர்நொதிப்புக்கு’ அவருக்கு நோபெல் பரிசு கிடைத்தது.

உயிர்வேதியியல்

உயிர்வேதியியல் என்ற சொல் முதலில் 1903ஆம் ஆண்டு ஜெர்மன் நாட்டு வேதியியலறிஞர் கார்ல் நியூபெர்க் (Carl Neuberg) என்பவரால் அறிமுகப் படுத்தப்பட்டது. இது உயிரினங்களின் மூலக்கூற்றின் வேதியியல் பண்புகள், உயிரியல் அமைப்புகளின் மாற்றங்கள், மற்றும் ஆற்றல் மாற்றங்களின் தொடர்புடைய நிகழ்வுகளை எடுத்துக்கூறுவதாகும். எனவே உயிர் வேதியியல் என்பது உயிரியல் வேதி நிகழ்வுகளை விளக்கும் பகுதியாக கருதப்படுகிறது. இதே காரணத்திற்காக உயிர் வேதியியல் கிளை உயிரின வேதியியல் அல்லது வேதி உயிரியல் எனவும் பெயரிடப்படுகிறது.

இற்றைய உயிர் வேதியியலானது விளக்க உயிர் வேதியியல், இயங்கு உயிர் வேதியியல் என இரு கிளைகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளன். விளக்க உயிர் வேதியியல் வெவ்வேறு உயிரணுக்களின் பகுதிப் பொருட்களின் பண்பு மற்றும் அளவுகளை விளக்குகிறது. இயங்கு உயிர் வேதியியலானது உயிரணுக்களின் பகுதிப் பொருட்களில் நடைபெறும் வினைகளின் தன்மையையும், வழிமுறைகளையும் விளக்குகிறது.

நொதியவியல் (என்சைமாலஜி – enzymology) எனும் நொதிகள் பற்றிய அறிவியல், இயக்குநீரியல் (endocrinology – என்டோகிரைனாலஜி) எனும் இயக்குநீர் (ஓர்மோன்களை) பற்றிய உயிர்வேதியியல், மூலக்கூறு உயர்வேதியியல் ( உயிரியல் மூலக்கூறுகள் மற்றும் இவற்றின் வேலைகள் பற்றிய அறிவியல் ) போன்றவை உயிர் வேதியியலிலிருந்து தோன்றிய சில புதிய கிளைகளாகும். இவற்றுடன் வேறு சில முக்கிய கிளைகளான விவசாய உயிர் வேதியியல், மருந்துப் பொருள் உயிர்வேதியியல் போன்றவைகளும் தோன்றியுள்ளன.

உயிர்வேதியியலின் முழுமையான அறிவை பெற்றவர்கள் உயிர் மருத்துவ அறிவியலின் பின்வரும் முக்கிய பிரச்சனைகளை தீர்க்க இயலும்.

1. உடல் நலத்தை புரிந்துகொள்ளுதல் மற்றும் பாதுகாத்தல்

2. நோய்களைப் புரிந்துகொள்ளுதல் மற்றும் சிகிச்சை செய்தல்

வளர்சிதைமாற்றம்

வளர்சிதைமாற்றம் (அனுசேபம், metabolism) உயிர்வாழ்வதற்காக உயிரினங்களில் நடைபெறும் ஒரு தொகுதி வேதி வினைகள் ஆகும். இவ்வேதிவினைகள் உயிரினங்கள் வளர்வதற்கும், இனப்பெருக்கம் செய்வதற்கும், தமது உடலமைப்பைப் பராமரிப்பதற்கும் உதவுகிறன. வளர்சிதைமாற்றம் பொதுவாக இரண்டு வகையாகப் பிரிக்கப்படுகின்றது. இவை, சிதைமாற்றம் (catabolism), வளர்மாற்றம் (anabolism) என்பனவாகும். சிதைமாற்றம் பெரிய மூலக்கூறுகளைச் சிறியனவாக உடைக்கின்றது. வளர்மாற்றம் ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி புரதம், நியூக்கிளிக் அமிலம் போன்ற உயிரணுவின் கூறுகளை உருவாக்குகின்றது.

உயிர்வேதியியலில் வளர்சிதைமாற்றம் மிக முக்கியமானதொரு பகுதியாக இருக்கின்றது.

உயிர்வேதியியலின் நோக்கம்

உயிர்வேதியியலின் முக்கிய நோக்கமாவது உயிரணுவில் நிகழும் எல்லா வேதியியல் நிகழ்வுகளையும் மூலக்கூற்று மட்டத்தில் முழுமையாகப் புரிந்துகொள்ளுதல் ஆகும். இந்த நோக்கத்தை நிறைவேற்றிட உயிர்வேதியியலாளர்கள் உயிரணுக்களிலுள்ள பல்வேறு உயிரியல் மூலக்கூறுகளை தனித்துப் பிரித்தும், அவற்றின் அமைப்புகளைத் தீர்மானித்தும், அவை எவ்வாறு வேலை செய்கின்றன என்று ஆய்வும் செய்துவருகிறார்கள்.

அனைத்து உயிர் அறிவியலுக்கும் உயிர்வேதியியல் இன்றியமையாதது.

கருவமிலங்களின் உயிர்வேதியியல் அறிவு மரபியலைப் பற்றிய படிப்பின் உயிர்நாடியாகத் திகழ்கின்றது; உடலியங்கியலும் (உடற்தொழிலியல்) உயிர்வேதியியலும் ஒன்றுக்கொன்று நெருங்கியதாக உள்ளன. நோய்த் தடைகாப்பியலில் (immunology) பல உயிர்வேதியியல் செயன்முறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மருந்தியல் உடலியங்கியலிலும் உயிர்வேதியியலிலும் தங்கியுள்ளது, குறிப்பாகச் சொன்னால் பெரும்பான்மையான மருந்துகள் வளர்சிதை மாற்றத்துக்கு உட்படுகின்றன. நச்சியலிலும் உயிர்வேதியியல் வினைகள் பற்றி விளக்கம் தேவைப்படுகின்றது. நோயியலில் உயிரணுக்கள் சிதைவு, புற்றுநோய், அழற்சி போன்றவற்றைத் தெரிந்துகொள்ள உயிர்வேதியியல் அவசியமானது.

உயிர்வேதியியல் ஆய்வுகள் நோய்களின் பல்வேறு பரிமாணங்களை வெளிச்சத்திற்கு கொண்டு வருகிறது. மருத்துவத்தின் அடிப்படை அறிவை உயிர்வேதியியல் இன்றி புரிந்துகொள்ள முடியாது. மரபியல் நோய்கள், வளர்சிதை மாற்றக் குறைபாட்டு நோய்கள், புற்றுநோய் உருவாக்கு மரபணுக்கள் என பல்வேறு சந்தர்ப்பங்களை உயிர்வேதியியல் மூலமாகவே அறிந்துகொள்ள முடிகின்றது.

உயிர்வேதியியலும் மருத்துவமும் இரண்டு வழிகள் கொண்ட ஒரு பெரிய பாதை எனக்கொள்ளலாம். படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது போல கருவமில உயிர்வேதியிய மூலக்கூறுகளின் பாதிப்பு மரபியல் கோளாறுகளைத் தருகின்றது; புரதத்தின் குறைபாட்டுக்கு அறிவாளுருச் செவ்வணுக் குருதிச்சோகை ஒரு எடுத்துக்காட்டு; கொழுமியத்தால் (கொழுப்பு) தமனிக் கூழ்மைத்தடிப்பு உருவாகின்றது; காபோவைதரேட்டுகள் வெல்ல நீரிழிவு நோயை உருவாக்குகின்றன.