Rolul tampoanelor în celule

Tampoanele sunt substanțe chimice care ajută un lichid să reziste la modificarea proprietăților sale acide atunci când se adaugă alte substanțe chimice care vor provoca în mod normal o modificare a acestor proprietăți. Tampoanele sunt esențiale pentru celulele vii. Acest lucru se datorează faptului că tampoanele mențin pH-ul corect al unui lichid. Ce este pH-ul? Este o măsură a cât de acid este un lichid. De exemplu, sucul de lămâie are un pH scăzut de 2 până la 3 și este foarte acid - la fel și sucul din stomac care descompune alimentele. Deoarece lichidele acide pot distruge proteinele, iar celulele sunt pline de proteine, celulele trebuie să aibă tampoane în interiorul și în exteriorul acestora pentru a-și proteja mașinile de proteine. PH-ul din interiorul unei celule este de aproximativ 7, care este considerat neutru ca apa pură.

Opusul unei substanțe chimice care este un acid este o substanță chimică care este o bază și ambele pot exista într-un lichid. Un acid eliberează un ion hidrogen într-un lichid, în timp ce o bază scoate un ion hidrogen din lichid. Cu cât există mai mulți ioni de hidrogen care plutesc liber într-un lichid, cu atât lichidul devine mai acid. Astfel, acizii fac un lichid mai acid, iar bazele fac un lichid mai bazic - bazicul este un alt mod de a spune mai puțin acid. Tampoanele sunt substanțe chimice care pot elibera sau prelua cu ușurință ioni de hidrogen într-un lichid, ceea ce înseamnă că sunt capabili să reziste la o schimbare a pH-ului prin controlul numărului de ioni de hidrogen plutitori liberi. Scara pH-ului variază de la 0 la 14. Un pH de la 0 la 7 este considerat acid și un pH de la 7 la 14 este considerat bazic. Un pH de 7, în mijloc, este neutru și este apă pură. Diferite tampoane mențin pH-uri diferite, dar cele din interiorul unei celule mențin un pH de aproximativ 7,2.

Celulele animale conțin pungi numite lizozomi. Aceste pungi sunt centrul de reciclare al celulei. Interiorul acestor pungi este acid, având un pH de 5 și conține multe enzime care digeră proteinele, grăsimile, zaharurile și ADN-ul. Mediul acid din interiorul lizozomului ajută la descompunerea moleculelor pentru reciclare. Cu toate acestea, dacă una sau mai multe dintre aceste pungi se deschid accidental în interiorul celulei, conținutul acid se va revărsa în restul celulei și va face ca întreaga celulă să fie acidă. Celula are tampoane care se protejează în cazul în care se produc aceste deversări. Deoarece tampoanele rezistă la o schimbare a pH-ului, câțiva lizozomi care se deschid nu vor face pH-ul din interiorul unei celule mai acid.

Pericolul unei modificări a pH-ului în interiorul unei celule este că pH-ul afectează dramatic structura proteinelor. Celula este formată din mai multe tipuri diferite de proteine ​​și fiecare proteină funcționează numai atunci când are forma sa tridimensională adecvată. Forma unei proteine ​​este ținută pe loc de forțele de atracție din interiorul proteinei, ca mulți mini-magneți ici și colo care se conectează pentru a menține întreaga proteină în loc. Unii dintre acești magneți își vor pierde puterea magnetică dacă pH-ul se schimbă. Prin urmare, dacă interiorul unei celule devine prea acid sau prea bazic, atunci proteinele încep să-și piardă forma și să nu mai funcționeze. Celula devine ca o fabrică fără muncitori și fără reparatori. Prin urmare, tampoanele din interiorul unei celule împiedică acest lucru.

În 2014, revista „Nature” a raportat o descoperire foarte interesantă din partea cercetătorilor japonezi cu celule stem. Celulele adulte normale, cum ar fi celulele pielii și celulele creierului, pot fi transformate în celule stem atunci când sunt plasate într-un mediu acid. Celulele stem sunt celule care au potențialul de a deveni orice tip de celulă din corp, ceea ce le face foarte promițătoare ca remedii pentru probleme medicale. Celulele moarte, lipsă sau rupte pot fi înlocuite cu celule noi. Celulele stem pot fi preluate de la un embrion zdrobit, ceea ce este foarte controversat atunci când vine vorba de embrioni umani, astfel încât posibilitatea de a transforma celulele adulte în celule stem este un pas interesant pentru știința biomedicală. Ceea ce ne spune acest studiu este că tampoanele din interiorul unei celule pot, de asemenea, împiedica celula să uite de identitatea sa de adult și să devină o celulă stem.