Pufre sú chemikálie, ktoré pomáhajú kvapaline odolávať zmenám jej kyslých vlastností, keď sa pridajú ďalšie chemikálie, ktoré zvyčajne spôsobia zmenu týchto vlastností. Pufre sú nevyhnutné pre živé bunky. Je to tak preto, lebo pufre udržiavajú správne pH kvapaliny. Čo je to pH? Je to miera toho, ako kyslá je kvapalina. Napríklad citrónová šťava má nízke pH 2 až 3 a je veľmi kyslá - rovnako tak aj šťava v žalúdku, ktorá rozkladá jedlo. Pretože kyslé kvapaliny môžu ničiť bielkoviny a bunky sú plné bielkovín, musia byť v bunkách aj mimo nich pufre, ktoré chránia ich proteínové prístroje. PH vo vnútri bunky je asi 7, čo sa považuje za neutrálne ako čistá voda.
Čo je to vyrovnávacia pamäť?
Opakom chemikálie, ktorá je kyselinou, je chemikália, ktorá je bázou a obe môžu existovať v kvapaline. Kyselina uvoľňuje vodíkový ión do kvapaliny, zatiaľ čo báza odoberá vodíkový ión z kvapaliny. Čím viac voľne sa vznášajúcich vodíkových iónov v kvapaline je, tým je kvapalina kyslejšia. Kyseliny teda spôsobujú, že kvapalina je kyslejšia, a zásady spôsobujú, že je tekutina zásaditejšia - zásaditým sa dá povedať aj menej kyslá. Pufre sú chemikálie, ktoré môžu ľahko uvoľňovať alebo prijímať vodíkové ióny v kvapaline, čo znamená, že sú schopné odolávať zmene pH riadením počtu voľne sa pohybujúcich vodíkových iónov. Stupnica pH sa pohybuje od 0 do 14. PH od 0 do 7 sa považuje za kyslé a pH od 7 do 14 sa považuje za zásadité. PH 7 je uprostred neutrálne a je to čistá voda. Rôzne pufre udržiavajú rôzne pH, ale tie vo vnútri bunky udržiavajú pH okolo 7,2.
Chráňte pred náhodným únikom
Živočíšne bunky obsahujú vrecká nazývané lyzozómy. Tieto vrecká sú recyklačným centrom bunky. Vnútro týchto kapsičiek je kyslé, má pH 5 a obsahuje veľa enzýmov, ktoré trávia bielkoviny, tuky, cukry a DNA. Kyslé prostredie vo vnútri lyzozómu pomáha rozkladať molekuly na recykláciu. Ak sa však jedno alebo viac z týchto vrecúšok náhodne rozlomí vo vnútri bunky, kyslý obsah sa vyleje do zvyšku bunky a celá kyselina sa okyslí. Bunka má pufre, ktoré sa chránia v prípade, že dôjde k úniku. Pretože pufre odolávajú zmene pH, niekoľko lyzozómov, ktoré sa rozlomia, nespraví pH vo vnútri bunky kyslejším.
pH ovplyvňuje tvar bielkovín
Nebezpečenstvo zmeny pH vo vnútri bunky spočíva v tom, že pH dramaticky ovplyvňuje štruktúru bielkovín. Bunka je vyrobená z mnohých rôznych druhov bielkovín a každý proteín funguje, iba ak má správny trojrozmerný tvar. Tvar proteínu udržujú na svojom mieste príťažlivé sily vo vnútri proteínu, ako mnoho iných magnetov sem a tam, ktoré sa spájajú a udržujú tak celý proteín na danom mieste. Niektoré z týchto magnetov stratia svoju magnetickú silu, ak sa zmení pH. Preto ak je vnútro bunky príliš kyslé alebo príliš zásadité, potom bielkoviny začnú strácať svoj tvar a prestanú fungovať. Bunka sa stáva ako továreň bez pracovníkov a bez opravárov. Preto nárazníky vo vnútri bunky tomu bránia.
Zmena pH môže spôsobiť kmeňové bunky
V roku 2014 časopis „Nature“ informoval o veľmi vzrušujúcom objave japonských výskumníkov kmeňových buniek. Normálne dospelé bunky, ako sú bunky kože a mozgové bunky, sa môžu zmeniť na kmeňové bunky, ak sa umiestnia do kyslého prostredia. Kmeňové bunky sú bunky, ktoré majú potenciál stať sa akýmkoľvek typom bunky v tele, čo ich robí veľmi sľubnými pri liečbe zdravotných problémov. Mŕtve, chýbajúce alebo rozbité bunky je možné nahradiť novými bunkami. Kmeňové bunky sa dajú odobrať z rozdrveného embrya, čo je veľmi kontroverzné, pokiaľ ide o ľudské embryá, takže schopnosť premieňať dospelé bunky na kmeňové je pre biomedicínsku vedu vzrušujúcim krokom. Táto štúdia nám hovorí, že pufre vo vnútri bunky tiež pravdepodobne bránia bunke zabudnúť na svoju identitu dospelých a stať sa kmeňovou bunkou.