உயிரணு

உயிரணு (இலங்கை வழக்கு: கலம், ஆங்கிலம்:Cell) அல்லது உயிர்க்கலம் என்பது உயிரினங்கள் அனைத்துக்கும் அடிப்படை கட்டமைப்பு, தொழிற்பாட்டு அலகு ஆகும். அனைத்து உயிர்களும் ஒன்று அல்லது ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட உயிரணுக்களின் கூட்டினால் உருவானவை. உயிரினங்களாக வகைப்படுத்தப்படுபவற்றில் காணப்படும் மிகச் சிறிய அலகாக இருக்கும் இந்த உயிரிணுக்களை உயிரினங்களின் கட்டடத் தொகுதிகள் எனலாம்^[1]. தமிழில் உயிரணுவை செல், கலம், கண்ணறை, திசுள் என்றும் குறிப்பிடுவர். விலங்குகள், தாவரங்களில் உள்ள கலங்கள் 1 தொடக்கம் 100 µm வரை வேறுபடுவதனால், அவற்றை வெறும் கண்ணால் பார்க்க முடியாது. எனவே அவற்றைப் பார்க்க நுணுக்குக்காட்டி தேவைப்படுகின்றது^[2]. உயிரணுக்கள் குறைந்த பட்சம் 3.5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்னால் உருவாகியிருக்கும் என அறியப்படுகின்றது^[3][4][5]

மாதிரி விலங்கு உயிரணுவின் நுண் உறுப்புகள்:
(1) கருவின்கரு அல்லது புன்கரு
(2) உயிரணுக் கரு
(3) இரைபோசோம்
(4) சுரப்பு புடகம் (Vesicle)
(5) அழுத்தமற்ற அகக்கலவுருச் சிறுவலை
(6) கொல்கி உபகரணம்
(7) கலமென்சவ்வு
(8) அழுத்தமான அகக்கலவுருச் சிறுவலை
(9) இழைமணி
(10) புன்வெற்றிடம் (Vacuole)
(11) குழியமுதலுரு (Cytosol)
(12) இலைசோசோம்
(13) புன்மையத்தி (Centriole)

மாதிரி தாவர உயிரணுவின் உள்ளுறுப்புகள்:
a. செல் இணைபு இழை (Plasmodesmata)
b. உயிரணு மென்சவ்வு
c. உயிரணுச் சுவர்
1. பச்சையவுருமணி
:d. தலகொயிட் மென்சவ்வு (thylakoid membrane)
:e. மாப்பொருள் மணி (Starch grain)
2. புன்வெற்றிடம் (Vacuole)
:f. புன்வெற்றிடச் சாறு
:g. இழுவிசையிரசனை
h. இழைமணி
i. Peroxiosome
j. கரு முதலுரு
k. சிறிய மென்சவ்வாலான புடகம் (Small membranous vesicles)
l. அழுத்தமற்ற அகக்கலவுருச் சிறுவலை
3. உயிரணுக் கரு
:m. கருத் துளை
:n. கரு மென்சவ்வு
:o. கருவின்கரு அல்லது புன்கரு
p. இரைபோசோம்
q. அழுத்தமான அகக்கலவுருச் சிறுவலை
r. அழுத்தமற்ற அகக்கலகருவுருச் சிறுவலை
s. கொல்கி உபகரணம்
t. இழையுருவான கலச்சட்டகம் (filmentous cytoskeleton)

தனியொரு உயிரணுவினால் ஆன உயிரினங்களாக பாக்டீரியா, ஆர்க்கீயா போன்ற நுண்ணுயிர்களை உள்ளடக்கிய நிலைக்கருவிலிகளையும், அநேகமான அதிநுண்ணுயிரிகளையும், ஒரு சில பூஞ்சை இனங்களையும் குறிப்பிடலாம். மனிதன் போன்ற விலங்குகள், தாவரங்கள், அநேகமான பூஞ்சைகள் பல்லுயிரணுவுள்ள உயிரினங்களுக்கு எடுத்துக்காட்டுகள். விலங்குகளின் உயிரணுக்களில் இருந்து, தாவரங்களின் உயிரணுக்கள் வேறுபட்டுக் காணப்படுகின்றன. ஆண், பெண் வேறுபாடுடைய உயிரினங்களில் பாலணுக்கள் இணைந்து உருவாகும் முதலாவது உயிரணு, கருவணு (Zygote) என அழைக்கப்படுகிறது.

மனிதரில் பெண்ணின் இனப்பெருக்க உறுப்பான சூலகத்தில் இருந்து வெளியேறும் சூல் முட்டையுடன், ஆணின் விந்து இணைந்து உருவாகும் முதலாவது உயிரணு, அதாவது கருவணு மீண்டும் மீண்டும் கலப்பிரிவுக்குள்ளாகி, பிரதி செய்யப்பட்டு கோடிக்கணக்கான கூட்டுக் கலங்களாகி குழந்தையாக உருப்பெறுகிறது.

வரலாறு

19ம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில் உயிரணுக்கொள்கை உருவாக்கப்பட்டது. இக் கொள்கை உருவாக்கத்தின் போதும் கூட அதன் வடிவத்தை ஆராயும் நுண்நோக்கி இருக்கவில்லை. மேலும் பல்லாயிரம் மடங்கு பெரிதாக்கிக்காட்டும் திறம் கொண்ட நுண்ணோக்கிகள் வந்த தற்காலத்திலும் பல்வேறு வேதிப்பொருள்களின் துணையுடனும், கணிப்பீட்டுக் கணிதவியல் துறைகளின் உதவியுடனுமே உயிரணுவின் கட்டமைப்பு மாந்தர் கண் பார்வைக்கு கொண்டு வரப்பட்டுள்ளது. இதற்கு காரணங்களாக உயிரணுக்கள் மனிதக்கண்ணின் பார்வைப்புலத்தினை விடவும் ஐந்து மடங்கு சிறியளவான 10 முதல் 20 மைக்ரோமீட்டர் (1000 μm= 1mm) விட்டம் கொண்டதாக காணப்படுவதையும், ஒளியூடுமை (ஒளியை ஊடுபுக விடும் தன்மை) கொண்டிருப்பதையும் குறிப்பிடலாம்.

உயிரணுக் கொள்கையின் முக்கிய கூறுகள்

உயிரணுக்கொள்கையானது அதன் அறிவியல் வளர்ச்சிக்கேற்ப, கூடிய தகவல்களை ஏற்றுக்கொண்டு, மாறி வந்திருக்கின்றது. நவீன கொள்கையின்படி:

• அனைத்து உயிர்களும் உயிரணுக்களால் ஆனவை.
• உயிரினங்களின் கட்டைமைப்பினதும், தொழிற்பாட்டினதும் அடிப்படை அலகு உயிரணு ஆகும்.
• உயிரணுப் பிரிதலினால் ஒரு உயிரணுவில் இருந்து இன்னொன்று உருவாகின்றது.
• ஆற்றலை உருவாக்கும் உயிர்வேதியியல் செயற்பாடான வளர்சிதைமாற்றமானது உயிரணுக்களின் உள்ளேயே நடைபெறுகின்றது.
• உயிரணுக்கள் பரம்பரைத் தகவலை (டி.என்.ஏ) கொண்டிருக்கிறது. இது உயிரணுக்களின் பிரிவின் போது, தாய் உயிரணுவிலிருந்து பிரிந்து வரும் மகள் உயிரணுக்களிற்கு கடத்தப்படுகிறது.
• அனைத்து உயிரணுக்களும் அடிப்படையில் ஒரே வேதியியல் அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன.
• சில உயிரினங்கள் தனிக்கலத்தாலான (unicellular) உயிரினங்கள் ஆகும். அதாவது ஒரே ஒரு உயிரணுவினால் உருவாக்கப்பட்டவை (ஒரு கலவுயிரி).
• மற்றயவை பல்கல (multi-cellular) உயிரினங்கள். அதாவது பல உயிரணுக்களினால் ஆனவை. இவை பல்கலவுயிரி எனப்படும்.
• ஒரு உயிரினத்தின் தொழிற்பாடானது, அவ்வுயிரினத்தில் காணப்படும் ஒவ்வொரு தனித்தியங்கும் உயிரணுக்களினதும் மொத்த தொழிற்பாட்டில் தங்கியுள்ளது.

பொதுப் பார்வை

உயிரணு இரண்டு வகைப்படும்: மெய்க்கருவுயிரி, இது கருவை கொண்டிருக்கும். மற்றையது நிலைக் கருவிலி, இது கருவைக் கொண்டிருக்காது. நிலைக் கருவிலிகள் ஒற்றை உயிரணு கொண்ட உயிரிகளாகும். அதேவேளை மெய்க்கருவுயிரிகள் ஒற்றைக் கலம் முதல் பல்கல அங்கிகள் வரைக் கொண்டிருக்கும்.

நிலைக் கருவிலி கலம்

முதன்மைக் கட்டுரை: நிலைக்கருவிலி

வகை மாதிரியான நிலைக் கருவிலிக் கலம்

நிலைக் கருவிலிகள் உயிரின் மூன்று பெரும் ஆட்களங்களில் இரண்டு ஆட்களங்களான பாக்டீரியா மற்றும்ஆர்க்கீயாவை அடக்கும். நிலை கருவிலிகளே புவியில் முதலில் தோன்றிய உயிரினமாகும். இவை மெய்க்கருவுயிரிகளை விட எளிமையானவையாகவும் சிறியவையாகவும் காணப்படும்.மென்சவ்வுகளால் மூடப்பட்ட புன்னங்கங்கள் காணப்படாது. நிலைக் கருவிலிக் கலங்கள் குழியவுருவில் நேரடியாகக் காணப்படும் தனி டி.என்.ஏயைக் கொண்டிருக்கும்.குழியவுருவில் கருவுக்குரிய பகுதி உட்கருவகம் எனப்படும். பெரும்பாலான நிலைக் கருவிலிகள் மிகச் சிறியவைகளாக 0.5 முதல் 2.0 µm விட்டம் கொண்டதாயிருக்கும்.^[6]

மெய்க்கருவுயிரிக் கலங்கள்

முதன்மைக் கட்டுரை: மெய்க்கருவுயிரி

தாவரங்கள், விலங்குகள், பூஞ்சை, கோழைப்பூசணம் , மூத்தவிலங்கு, மற்றும் அல்காக்கள் எல்லாம் மெய்க் கருவுயிரிகளில் அடங்கும். இவை நிலைக்கருவிலிக் கலங்களைப் போல் பதினைந்து மடங்கு அகன்றதாகவும் ஆயிரம் மடங்கு கனவளவில் அதிகரித்ததாகவும் காணப்படும்.முதன்மையான வெறுபாடாகக் கூறக்கூடியது மெய்க்கருவுயிரிகளில் மென்சவ்வினால் சூழப்பட்ட கலப் புன்னங்கங்கள் காணப்படுவது அதிலும் முக்கியமாக கரு காணப்படுகின்றமை ஆகும்.^[7] இதுவே டி,என்.க்களைக் கொண்டிருக்கும் கலப்புன்னங்கமாகும். இந்தக் கருதான் இதற்கு மெய்க்கருவுயிரிகள் எனப் பெயர் வரக் காரணமாகும். ஏனைய வேறுபாடுகள்:

• முதலுரு மென்சவ்வு நிலைக் கருவிலிகளை தொழிற்பாட்டில் ஒத்திருக்கும். சிறிய வேறுபாடு ஒழுங்கமைப்பில் காணப்படும், கலச்சுவர் இருக்கும் அல்லது இல்லாதிருக்கும்.
• மெய்க்கருவுயிரிகளில் நிறமூர்த்தங்கள் எனப்படும் நேரிய மூலக்கூறுகளில் டி.என்.ஏக்கள் ஒழுங்கமைக்கப்பட்டிருக்கும். அவை கிஸ்ரோன் என்படும் புரத உறையைக் கொண்டிருக்கும். மெய்க்கருவுயிரிகளின் டி.என்.ஏ மூலக்கூறுகள் கொண்ட நிறமூர்த்தங்கள் குழியவுருவிலிருந்து கருமென்சவ்வினால் வேறுபடுத்தப்பட^[7] சில மெய்க்கருவுயிரிகளின் புன்னங்கங்கள் (இழைமணி முதலியன) டி.என்.யைக் கொண்டிருக்கும்.

உயிரணுவின் அமைப்பு

ஒவ்வொரு உயிரணுவும் மூன்று பிரதான பகுதிகளைக் கொண்டுள்ளன.

1. உயிரணு மென்சவ்வு (Cell Membrane) - வெளியுறை
2. குழியவுரு (Cytoplasm) - பாய்பொருள்
3. கரு - உயிரணுவின் கட்டுப்பாட்டு மையம். (மரபுத்தகவல்கள் அடங்கியுள்ள பகுதி)

என மூன்று பெரும் பிரிவுகளும் அதற்குள் ஏராளமான சிறு சிறு மேடுகள், பள்ளங்கள், துளைகள் என்பவைகளையும், உட்பகுதிக்குள் வளைந்து நெளிந்தும், சுருண்டும் செல்லும் அமைப்புகள், மற்றும் வெளிப்புறமாக நீண்டு செல்லும் பகுதிகள் என மிக மிக சிக்கலான அமைப்புகளை இத்தலைப்புகளை ஆழ ஆராயும் போது உப தலைப்புகளாக கொண்டு வரலாம். பிரபலமான டி.என்.ஏ எனும் சொற்பதமும் உயிரணுவின் கருவை (Nucleus) ஆழமாக ஆராயும் போதே அறிமுகமாகிறது. இதனூடாகவே மரபுத் தகவல்களும் கடத்தப்படுகிறது.

உயிரணுக்களின் கட்டமைப்பு உயிரினங்களின் வகைக்கு அமைய பல வேறுபாடுகளைக் காட்டுகின்றது. நிலைக்கருவிலிகள் மற்றும் மெய்க்கருவுயிரிகளின் கலங்களுக்கிடையே காணப்படும் வித்தியாசங்களின் சுருக்கம் பின்வருமாறு

Table 1: நிலைக்கருவிலி, மெய்க்கருவுயிரி உயிரணுக்களுக்கிடையிலான ஒப்பீடு

	நிலைக்கருவிலிகள்	மெய்க்கருவுயிரிகள்
உதாரணங்கள்	பக்டீரியா, ஆர்க்கியா	அதிநுண்ணுயிரிகள், பங்கசு, தாவரங்கள், விலங்குகள்
சராசரிப் பருமன்	~ 1–5 µm	~ 10–100 µm
கருவின் வகை	போலிக் கருவே காணப்படும்; உண்மையான கரு இல்லை	இரட்டை மென்சவ்வினால் சூழப்பட்ட உண்மையான கருவைக் கொண்டது
டி.என்.ஏ.	பொதுவாக வட்ட வடிவமானது.	நீண்ட நேரான இழைகளாலானது. இவை இசுட்டோன் புரதத்துடன் சேர்ந்து, தமக்குள் சுருண்டு, வளநிது பொதி செய்யப்பட்டு, நிறமூர்த்தங்களாகக் காணப்படும்.
ஆர்.என்.ஏ / புரத உற்பத்தி	இரண்டும் இணைந்து குழியவுருக்குள் காணப்படும்	கருவில் ஆர்.என்.ஏ தொகுக்கப்பட்டு, குழியவுருவுக்குக் கடத்தப்பட்டு, பின்னர் குழியவுருவில் புரதம் உற்பத்தியாக்கப்படுகின்றது.
இரைபோசோம் வகைகள்	50S மற்றும் 30S	60S மற்றும் 40S
குழியவுருக் கட்டமைப்பு	சிறிய எண்ணிக்கையிலான கட்டமைப்புக்கள் காணப்படும்.	பல மென்சவ்வினாலான கட்டமைப்புக்களையும், குழியவுரு வன்கூட்டுக் கட்டமைப்பையும் கொண்டது.
கல அசைவு	கசையிழைப்புரதத்தினால் (Flagellin) ஆக்கப்பட்ட கசையிழை அல்லது நகரிழை மூலம் கல அசைவு நடைபெறும்.	கசையிழை, பிசிர் (Cilium) போன்ற பல வழிகளால் கல அசைவு நடைபெறும்.
இழைமணி	இல்லை	ஒன்று தொடக்கம் பல ஆயிரம் காணப்படலாம் (சிலவற்றில் காணப்படாது)
பச்சையவுருமணி	இல்லை	அல்காக்களிலும் தாவரங்களிலும் உள்ளது
ஒழுங்கமைப்பு	தனிக்கல அங்கிகள்	தனிக்கல மற்றும் பல்கல அங்கிகளாக உள்ளன
கலப்பிரிவு	சாதாரண எளிமையான இரட்டைப் பிரிவு கலப்பிரிவு (Fission) நிகழும்.	இழையுருப்பிரிவு ஒடுக்கற்பிரிவு என இருவேறுபட்ட கலப்பிரிவு நிகழும்.

உயிரணுவின் தொழில்

தொடர்ந்தும் கலங்களை மீளமைத்தல், புரதங்களை உருவாக்கல், உயிர்ச்சத்துக்களை பிரித்தெடுத்தல் , தூண்டற்பேற்றை காட்டல் என ஓர் உயிரினம் உயிர் வாழத்தேவையான இன்னுமின்னும் முக்கியப்பணிகளும் இவ்வுயிரணுவின் உள்ளேயே இடம் பெறுகின்றன. ஒருவரின் பரம்பரை நோய்கள், குணங்கள் மற்றும் தோற்றங்கள் என்பதை குழந்தைகளுக்கு கடத்திச்செல்லவும் இக்கலத்தின் கருவே பயன்படுகிறது.

• மூளைக்கலங்கள் - செய்திப் பரிமாற்றம்
• தசைக்கலங்கள் - இயக்கம்
• குடற்கலங்கள் - சமிபாடு
• நாவுக்கலங்கள் - சுவை

ஆய்வுகள்

இது குறித்த ஆய்வுகள் உயிரணுவியல் (Cell Biology) என அழைக்கப்படுகிறது. 50 வருடங்களுக்கு முன்னரே "உயிரியலில் நாம் எதிர்கொள்ளும் அனைத்து பிரச்சினைகளுக்கும் உயிரணுவியல் பற்றிய ஆய்வு தீர்வு தரும்" என நம்பப்பட்டு ஆய்வுகள் மேற்கொள்ளப்பட்டு வந்தாலும் இன்று வரை "உயிரணுவியல்" உயிரியலின் பெரும் பகுதியாகவும் ஆய்வுகளை வேண்டி நிற்கும் பகுதியாகவும் உள்ளது. 2008ம் ஆண்டு முற்பகுதியில் சர்வதேச விஞ்ஞானிகள் கழகம் சமர்ப்பித்த இரண்டாவது கட்ட DNA மரபணு அட்டவணையில் மனிதர்களின் மரபணு ஒன்றில் 99 வீதமானவை மனிதர்களிடையே பொதுவாகவே காணப்படுவதாகவும் மீதி ஒரு வீதமே ஆளாளுக்கு வேறுபடுவதாகவும் கூறப்பட்டுள்ளது. இன்னும் பெரும் பகுதி உயிரணு ஆய்வில் புரிந்து கொள்ள முடியாத புதிராகவே உள்ளது.

இக்கலங்களின் சிக்கலான அமைப்பு குறித்து விளக்கும் ப்லோபெல் (Blobel, The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1999)

“

இவ்வுயிரணுக்களுக்கிடையேயான பரிமாற்றங்கள் எவ்வாறு கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது என்பதை அறிந்து கொள்ளும் நிலையில் நாம் இல்லை எனும் போது எமது அறிவின் சிறுமை எம்மை வியக்கவைக்கிறது. முழுக்கலம் பற்றி அறிய நாம் மிக மிக நீண்ட காலத்தை எடுக்க வேண்டி வரும் என குறிப்பிடுகிறார்.

”

இவ்வாறே அனைத்து உயிரியல் பேராசிரியர்களினால் மதிக்கப்படுபவரும், "DNA யின் அமைப்பு இரட்டைச் சங்கிலியுருவுடையது" என்பதை எடுத்துக்காட்டியாவருமான (James Dewey Watson) கூறும் போது

“

இவ்வளவு பிரமாண்ட வளர்ச்சியுடன் நாம் நமது அதி திறமை வாய்ந்த விஞ்ஞானிகளினதும் தரமானதும் மிக மிக நுணுக்கமானதுமான கருக்களினதும் உதவியைக்கொண்டு ஆய்ந்தும்கூட கல உயிரியலின் ஆரம்ப கட்டத்திலேயே இருக்கின்றோம் என கூறுவதற்கு நான் தயங்கவில்லை..

”

இவ்வாறான சிக்கல் வாய்ந்த இக்கல அமைப்பினையும் அதனுள் இடம் பெறும் பரிமாற்றங்களை ஆராயும் நோக்குடனும் 20 இற்கும் மேற்பட்ட பல்கலைக்கழகங்களையும் ஆயிரக்கணக்கான ஆய்வாளர்களையும் உள்ளடக்கி 2000 ஆண்டு தோற்றுவிக்கப்பட்ட அமைப்பே AfCS (The Alliance for Cellular Signaling) ஆகும். அடுத்தடுத்த கட்டங்களில் இவ்வமைப்பு கலத்தின் தகவல் வங்கிகள், களஞ்சிய சாலைகள் அடுக்கடுக்கான பாதைகள் இலட்சக்கணக்கான தொழில்களை செய்யும் தனித்தனி பகுதிகள் என்பதையும் ஆய்வு செய்யவுள்ளது.

செயற்கைமுறை உயிரணு வளர்ப்பு

ஒரு உயிர்க்கலத்தை வளர்ப்பூடகங்களில் (Growth media or Cell culture media) வளர்ப்பதன் மூலம் அக்கலத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களை அவதானிக்க முடியும் என்ற அடிப்படையிலேயே இழைய வளர்ப்பு (Tissue Culture) முறை அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. அதன் வெற்றியை தொடர்ந்து மேலும் நவீன உத்திகளையும் கொண்டு உயிரணு வளர்ப்பு (Cell Culture) முறை சாத்தியமாகி வெற்றியடைந்தது. இவ்வெற்றியே அடுத்த படியெடுப்பு (Cloning) என்ற கிளை வளர்ச்சிக்கு வித்திட்டது. படியெடுப்பு பற்றிய ஆய்வின் அடுத்தப்படியாகவே இன்றைய குருத்தணு ஆய்வு (Stem Cell Research) நோக்கப்படுகிறது

காட்சியகம்

• 
  தாவர உயிரணு
• 
  விலங்கு உயிரணு
• 
  உயிரணுக்கள் அளவு
• 
  கூக் கண்ட உயிரணுக்கள்
• 
  உயிரணுப் பிளவு
• 
  என்டோதீலியம் உயிரணு
• 
  மைட்டோகான்டீரியா
• 
  செல்லுலோசு
• 
  இலைப் பசுங்கணிகங்கள்
• 
  பசுங்கணிகச் செயற்பாடு
• 
  உட்கரு,1882.
• 
  உட்கரு/உயிரணுக்கரு
• 
  வெளித்தோல் படலம்
• 
  விலங்கின புறத்தோல்
• 
  கோல்சி(Golgi)பகுதிகள்
• 
  ரைபோசோம் செயற்பாடு
• 
  உயிரணுப் பகுதிகள்