Puskurit ovat kemikaaleja, jotka auttavat nestettä vastustamaan happamien ominaisuuksiensa muuttamista, kun lisätään muita kemikaaleja, jotka normaalisti aiheuttavat muutoksen näissä ominaisuuksissa. Puskurit ovat välttämättömiä eläville soluille. Tämä johtuu siitä, että puskurit ylläpitävät nesteen oikeaa pH-arvoa. Mikä on pH? Se mittaa kuinka hapan neste on. Esimerkiksi sitruunamehun pH on matala, 2–3, ja se on hyvin hapan - samoin mahassa oleva mehu, joka hajottaa ruokaa. Koska happamat nesteet voivat tuhota proteiineja ja solut ovat täynnä proteiineja, soluilla on oltava puskurit niiden sisällä ja ulkopuolella proteiinikoneidensa suojaamiseksi. PH solun sisällä on noin 7, jota pidetään neutraalina kuten puhdasta vettä.
Mikä on puskuri?
Hapon kemikaalin vastakohta on kemikaali, joka on emäs, ja molemmat voivat esiintyä nesteessä. Happo vapauttaa vetyionin nesteeseen, kun emäs ottaa vetyionin pois nesteestä. Mitä enemmän vapaasti kelluvia vetyioneja on nesteessä, sitä happamammaksi neste tulee. Siten hapot tekevät nesteestä happamamman ja emäkset tekevät nesteestä emäksisemmän - emäksinen on toinen tapa sanoa vähemmän happamaksi. Puskurit ovat kemikaaleja, jotka voivat helposti vapauttaa tai absorboida vetyioneja nesteessä, mikä tarkoittaa, että ne pystyvät vastustamaan pH: n muutosta säätelemällä kuinka monta vapaasti kelluvaa vetyionia on. PH-asteikko vaihtelee välillä 0-14. PH-arvoa 0-7 pidetään happamana ja pH-arvoa 7-14 emäksisenä. PH 7 keskellä on neutraali ja puhdasta vettä. Eri puskurit ylläpitävät eri pH-arvoja, mutta solun sisällä olevien pH-arvot ovat noin 7,2.
Suojaa tahattomilta vuotoilta
Eläinsolut sisältävät pusseja, joita kutsutaan lysosomeiksi. Nämä pussit ovat solun kierrätyskeskus. Näiden pussien sisäosat ovat happamia, niiden pH on 5 ja sisältävät monia entsyymejä, jotka sulavat proteiineja, rasvoja, sokereita ja DNA: ta. Lysosomin sisällä oleva hapan ympäristö auttaa hajottamaan molekyylit kierrätystä varten. Jos kuitenkin yksi tai useampi näistä pusseista vahingossa rikkoutuu solun sisällä, happamat sisällöt vuotavat muuhun soluun ja tekevät koko solusta happamaksi. Solussa on puskureita, jotka suojaavat itseään, jos näitä vuotoja tapahtuu. Koska puskurit vastustavat pH: n muutosta, muutama avautuva lysosomi ei tee pH: sta solun happamampaa.
pH vaikuttaa proteiinimuotoon
PH: n muutoksen vaara solun sisällä on se, että pH vaikuttaa dramaattisesti proteiinien rakenteeseen. Solu on valmistettu monista erityyppisistä proteiineista ja jokainen proteiini toimii vain, kun sillä on oikea kolmiulotteinen muoto. Proteiinin muotoa pitävät paikallaan houkuttelevat voimat proteiinin sisällä, kuten monet minimagneetit täällä ja siellä, jotka yhdistävät pitämään koko proteiinia paikallaan. Jotkut näistä magneeteista menettävät magneettisen voimansa, jos pH muuttuu. Siksi, jos solun sisäpuoli muuttuu liian happamaksi tai liian emäksiseksi, proteiinit alkavat menettää muotoaan eivätkä enää toimi. Solusta tulee kuin tehdas ilman työntekijöitä ja ilman korjaamoita. Siksi solun sisällä olevat puskurit estävät tämän tapahtumasta.
PH: n muuttaminen voi tehdä kantasoluja
Vuonna 2014 Nature-lehti kertoi japanilaisten kantasolututkijoiden erittäin jännittävästä löydöksestä. Normaalit aikuisten solut, kuten ihosolut ja aivosolut, voidaan muuttaa kantasoluiksi, kun ne asetetaan happamaan ympäristöön. Kantasolut ovat soluja, joista voi tulla minkä tahansa tyyppisiä soluja kehossa, mikä tekee niistä erittäin lupaavia lääkinnällisiksi lääkkeiksi. Kuolleet, puuttuvat tai rikkoutuneet solut voidaan korvata uusilla soluilla. Kantasolut voidaan ottaa murskatusta alkiosta, mikä on hyvin kiistanalaista ihmisalkioissa, joten aikuisten solujen muuttaminen kantasoluiksi on jännittävä askel biolääketieteelle. Tämän tutkimuksen mukaan solun sisällä olevat puskurit estävät todennäköisesti myös solua unohtamasta aikuisen identiteettinsä ja tulemasta kantasoluksi.