Роля на буферите в клетките

Буферите са химикали, които помагат на течността да се противопостави на промяната на своите киселинни свойства, когато се добавят други химикали, които обикновено причиняват промяна в тези свойства. Буферите са от съществено значение за живите клетки. Това е така, защото буферите поддържат правилното pH на течността. Какво е рН? Това е мярка за това колко кисела е течността. Например лимоновият сок има ниско рН от 2 до 3 и е много киселинен - ​​такъв е и сокът в стомаха ви, който разгражда храната. Тъй като киселинните течности могат да унищожат протеините и клетките са пълни с протеини, клетките трябва да имат буфери вътре и извън тях, за да защитят своите протеинови машини. РН в клетката е около 7, което се счита за неутрално като чиста вода.

Обратното на химикал, който е киселина, е химикал, който е основа и и двете могат да съществуват в течност. Киселината отделя водороден йон в течност, докато основата извежда водородния йон от течността. Колкото повече свободно плаващи водородни йони има в течността, толкова по-кисела става тази течност. По този начин киселините правят течността по-кисела, а основите правят течността по-основна - основната е друг начин да се каже по-малко кисела. Буферите са химикали, които могат лесно да отделят или поемат водородни йони в течност, което означава, че те са в състояние да устоят на промяна в рН, като контролират колко свободно плаващи водородни йони има. Скалата на pH варира от 0 до 14. РН от 0 до 7 се счита за киселинно, а рН от 7 до 14 се счита за основно. РН 7 в средата е неутрално и е чиста вода. Различните буфери поддържат различни рН, но тези в клетката поддържат рН около 7,2.

Животинските клетки съдържат торбички, наречени лизозоми. Тези торбички са центърът за рециклиране на клетката. Вътрешността на тези торбички е кисела, с рН 5 и съдържа много ензими, които смилат протеини, мазнини, захари и ДНК. Киселинната среда в лизозомата помага за разграждането на молекулите за рециклиране. Ако обаче една или повече от тези торбички случайно се отворят вътре в клетката, киселинното съдържание ще се разлее в останалата част от клетката и ще направи цялата клетка кисела. Клетката има буфери, които се предпазват, в случай че тези разливи се случат. Тъй като буферите се противопоставят на промяна в рН, няколко лизозоми, които се отварят, няма да направят рН в клетката по-киселинно.

Опасността от промяна на рН в клетката е, че рН влияе драстично на структурата на протеините. Клетката е изградена от много различни видове протеини и всеки протеин работи само когато има правилната си триизмерна форма. Формата на протеина се задържа от привлекателни сили вътре в протеина, като много мини-магнити тук и там, които се свързват, за да задържат целия протеин на място. Някои от тези магнити ще загубят своята магнитна сила, ако рН се промени. Следователно, ако вътрешността на клетката стане твърде кисела или твърде основна, тогава протеините започват да губят формата си и вече не работят. Клетката става като фабрика без работници и без ремонтници. Следователно буферите в клетката предотвратяват това.

През 2014 г. списание „Nature“ съобщава за много вълнуващо откритие от японски изследователи на стволови клетки. Нормалните клетки за възрастни като кожни клетки и мозъчни клетки могат да се превърнат в стволови клетки, когато се поставят в кисела среда. Стволовите клетки са клетки, които имат потенциал да се превърнат във всякакъв вид клетки в тялото, което ги прави много обещаващи като лекове за медицински проблеми. Мъртвите, липсващи или счупени клетки могат да бъдат заменени от нови клетки. Стволовите клетки могат да бъдат взети от натрошен ембрион, което е много противоречиво, когато става въпрос за човешки ембриони, така че възможността да превърнем възрастните клетки в стволови клетки е вълнуваща стъпка за биомедицинската наука. Това, което ни казва това проучване, е, че буферите в клетката също вероятно пречат на клетката да забрави своята идентичност за възрастни и да се превърне в стволова клетка.