Puferi su kemikalije koje pomažu tekućini da se odupre promjeni svojih kiselih svojstava kada se dodaju druge kemikalije koje će obično uzrokovati promjenu tih svojstava. Puferi su neophodni za žive stanice. To je zato što puferi održavaju pravi pH tekućine. Što je pH? To je mjera koliko je tekućina kisela. Na primjer, limunov sok ima nizak pH od 2 do 3 i vrlo je kiseo - takav je i sok u želucu koji razgrađuje hranu. Budući da kisele tekućine mogu uništiti proteine, a stanice su prepune proteina, stanice moraju imati odbojnike unutar i izvan sebe kako bi zaštitile svoje proteinske strojeve. PH unutar stanice je oko 7, što se smatra neutralnim poput čiste vode.
Što je tampon?
Suprotno od kemikalije koja je kiselina je kemikalija koja je baza i obje mogu postojati u tekućini. Kiselina oslobađa vodikov ion u tekućinu, dok baza izvodi vodikov ion iz tekućine. Što više tekućina vodika slobodno plutaju u vodi, ta tekućina postaje kiselija. Tako kiseline čine tekućinu kiselijom, a baze bazom čine je bazičnijom - bazna je još jedan način da se kaže manje kiselom. Puferi su kemikalije koje lako mogu otpustiti ili uzeti vodikove ione u tekućini, što znači da su u stanju oduprijeti se promjeni pH kontrolirajući koliko slobodno plutajućih vodikovih iona postoji. Ljestvica pH kreće se od 0 do 14. PH od 0 do 7 smatra se kiselim, a pH od 7 do 14 osnovnim. PH od 7, u sredini, neutralan je i čista je voda. Različiti puferi održavaju različite pH, ali oni unutar stanice održavaju pH oko 7,2.
Zaštitite se od slučajnih izlijevanja
Životinjske stanice sadrže vrećice zvane lizosomi. Te su vrećice centar za recikliranje ćelije. Unutrašnjost ovih vrećica je kisela, ima pH 5 i sadrži mnogo enzima koji probavljaju proteine, masti, šećere i DNA. Kiselo okruženje unutar lizosoma pomaže razgradnji molekula za recikliranje. Međutim, ako se jedna ili više ovih vrećica slučajno otvori unutar stanice, kiseli sadržaj prelit će se u ostatak stanice i zakiseliti cijelu stanicu. Stanica ima odbojnike koji se štite u slučaju da se ta izlijevanja dogode. Budući da se puferi opiru promjeni pH, nekoliko lizosoma koji se otvore neće pH u stanici učiniti kiselim.
pH utječe na oblik proteina
Opasnost od promjene pH unutar stanice je što pH dramatično utječe na strukturu bjelančevina. Stanica je sastavljena od mnogo različitih vrsta proteina i svaki protein djeluje samo kada ima odgovarajući trodimenzionalni oblik. Oblik proteina zadržavaju privlačne sile unutar proteina, poput mnogih mini-magneta tu i tamo koji se spajaju kako bi zadržali cijeli protein na mjestu. Neki od ovih magneta izgubit će svoju magnetsku snagu ako se pH promijeni. Stoga, ako unutrašnjost stanice postane previše kisela ili previše bazična, tada proteini počinju gubiti oblik i više ne djeluju. Ćelija postaje poput tvornice bez radnika i bez majstora. Stoga me uspremnici unutar ćelije sprečavaju da se to dogodi.
Promjena pH vrijednosti može stvoriti matične stanice
2014. godine časopis „Nature“ izvijestio je o vrlo uzbudljivom otkriću japanskih istraživača matičnih stanica. Normalne stanice odraslih kao što su stanice kože i stanice mozga mogu se pretvoriti u matične stanice kada se stave u kiselo okruženje. Matične stanice su stanice koje imaju potencijal postati bilo kojom vrstom stanica u tijelu, što ih čini vrlo perspektivnima kao lijek za medicinske probleme. Mrtve, nestale ili slomljene stanice mogu se zamijeniti novim. Matične stanice mogu se uzeti iz zdrobljenog embrija, što je vrlo kontroverzno što se tiče ljudskih embrija, pa je mogućnost pretvaranja odraslih stanica u matične stanice uzbudljiv korak za biomedicinsku znanost. Ono što nam ova studija govori jest da puferi unutar stanice također vjerojatno sprječavaju stanicu da zaboravi svoj identitet odrasle osobe i postane matična stanica.