Buferiai yra chemikalai, kurie padeda skysčiui atsispirti keičiant jo rūgštines savybes, kai pridedama kitų cheminių medžiagų, kurios paprastai pakeis šias savybes. Buferiai yra būtini gyvoms ląstelėms. Taip yra todėl, kad buferiai palaiko tinkamą skysčio pH. Kas yra pH? Tai yra skysčio rūgštingumo matas. Pavyzdžiui, citrinos sulčių pH yra nuo 2 iki 3, jos yra labai rūgščios - taip yra ir skrandyje esančios sultys, kurios skaido maistą. Kadangi rūgštiniai skysčiai gali sunaikinti baltymus, o ląstelės yra pilnos baltymų, ląstelės turi turėti buferius viduje ir už jos ribų, kad apsaugotų savo baltymų mašinas. PH ląstelės viduje yra apie 7, kuris laikomas neutraliu kaip grynas vanduo.
Kas yra buferis?
Cheminės medžiagos, kuri yra rūgštis, priešingybė yra cheminė medžiaga, kuri yra bazė, ir abi gali egzistuoti skystyje. Rūgštis išskiria vandenilio joną į skystį, o bazė iš skysčio pašalina vandenilio joną. Kuo daugiau laisvai plūduriuojančių vandenilio jonų yra skystyje, tuo skystis tampa rūgštesnis. Taigi rūgštys skystį daro rūgštesnį, o bazės - skystesnį - bazinis yra dar vienas būdas pasakyti mažiau rūgštus. Buferiai yra chemikalai, kurie skystyje gali lengvai išlaisvinti arba įsisavinti vandenilio jonus, o tai reiškia, kad jie sugeba atsispirti pH pokyčiams kontroliuodami, kiek yra laisvai plaukiojančių vandenilio jonų. PH skalė svyruoja nuo 0 iki 14. PH nuo 0 iki 7 laikomas rūgštiniu, o pH nuo 7 iki 14 - baziniu. PH viduryje 7 yra neutralus ir grynas vanduo. Skirtingi buferiai palaiko skirtingą pH, bet ląstelės viduje esančių pH palaiko maždaug 7,2.
Apsaugokite nuo atsitiktinių išsiliejimų
Gyvūnų ląstelėse yra maišelių, vadinamų lizosomomis. Šie maišeliai yra kameros perdirbimo centras. Šių maišelių vidus yra rūgštus, jų pH yra 5 ir juose yra daug fermentų, kurie virškina baltymus, riebalus, cukrų ir DNR. Rūgšti aplinka lizosomos viduje padeda suskaidyti molekules perdirbimui. Tačiau jei vienas ar keli iš šių maišelių netyčia prasiveria ląstelės viduje, rūgštinis turinys išsilieja į likusią ląstelės dalį ir parūgština visą ląstelę. Ląstelė turi buferius, kurie apsaugo save tuo atveju, jei įvyktų šie išsiliejimai. Kadangi buferiai atsispiria pH pokyčiams, kelios lizosomos, kurios prasiveria, nepadidins pH ląstelėje.
pH turi įtakos baltymų formai
PH pokyčio pavojus ląstelės viduje yra tas, kad pH smarkiai veikia baltymų struktūrą. Ląstelė yra pagaminta iš daugybės skirtingų baltymų rūšių ir kiekvienas baltymas veikia tik tada, kai turi tinkamą trimatę formą. Baltymo formą palaiko patrauklios jėgos baltymo viduje, kaip ir daugelis mini magnetų čia ir ten, kurie jungiasi ir palaiko visą baltymą. Kai kurie iš šių magnetų praras savo magnetinę galią, jei pasikeis pH. Todėl, jei ląstelės vidus tampa per rūgštus arba per daug bazinis, baltymai pradeda prarasti savo formą ir nebeveikia. Ląstelė tampa tarsi gamykla be darbuotojų ir be remontininkų. Todėl ląstelės viduje esantys buferiai užkerta kelią tam.
Pakeitus pH, gali susidaryti kamieninės ląstelės
2014 m. Žurnalas „Nature“ pranešė apie labai įdomų Japonijos kamieninių ląstelių tyrinėtojų atradimą. Įprastos suaugusios ląstelės, tokios kaip odos ląstelės ir smegenų ląstelės, gali būti paverstos kamieninėmis ląstelėmis, kai jos yra rūgščioje aplinkoje. Kamieninės ląstelės yra ląstelės, galinčios tapti bet kokio tipo ląstelėmis organizme, todėl jos yra labai perspektyvios gydant medicinines problemas. Negyvas, trūkstamas ar sulaužytas ląsteles galima pakeisti naujomis. Kamienines ląsteles galima paimti iš sutrinto embriono, o tai yra labai prieštaringa kalbant apie žmogaus embrionus, todėl galimybė paversti suaugusias ląsteles kamieninėmis ląstelėmis yra įdomus žingsnis biomedicinos mokslui. Šis tyrimas mums sako, kad buferiai ląstelės viduje taip pat gali užkirsti kelią ląstelei pamiršti savo suaugusio asmens tapatybę ir tapti kamienine ląstele.