Buffertar är kemikalier som hjälper en vätska att motstå att ändra dess sura egenskaper när andra kemikalier tillsätts som normalt orsakar en förändring av dessa egenskaper. Buffertar är väsentliga för levande celler. Detta beror på att buffertar håller rätt pH i en vätska. Vad är pH? Det är ett mått på hur sur en vätska är. Till exempel har citronsaft ett lågt pH på 2 till 3 och är mycket surt - så är juicen i magen som bryter ner maten. Eftersom sura vätskor kan förstöra proteiner och celler är fulla av proteiner, måste celler ha buffertar i och utanför dem för att skydda sina proteinmaskiner. PH i en cell är cirka 7, vilket anses vara neutralt som rent vatten.
Vad är en buffert?
Motsatsen till en kemikalie som är en syra är en kemikalie som är en bas, och båda kan finnas i en vätska. En syra släpper ut en vätejon i en vätska, medan en bas tar ut en vätejon ur vätskan. Ju mer flytande vätejoner det finns i en vätska, desto surare blir vätskan. Således gör syror en vätska surare och baserna gör en vätska mer basisk - basisk är ett annat sätt att säga mindre surt. Buffertar är kemikalier som enkelt kan släppa ut eller ta upp vätejoner i en vätska, vilket innebär att de kan motstå en förändring i pH genom att kontrollera hur många fritt flytande vätejoner det finns. PH-skalan varierar från 0 till 14. Ett pH från 0 till 7 anses vara surt och ett pH från 7 till 14 anses vara basiskt. Ett pH på 7, i mitten, är neutralt och är rent vatten. Olika buffertar upprätthåller olika pH-värden, men de i en cell har ett pH-värde på cirka 7,2.
Skydda mot oavsiktligt spill
Djurceller innehåller påsar som kallas lysosomer. Dessa påsar är cellens återvinningscenter. Insidan av dessa påsar är sura, har ett pH på 5 och innehåller många enzymer som smälter proteiner, fetter, sockerarter och DNA. Den sura miljön i en lysosom hjälper till att bryta ner molekyler för återvinning. Men om en eller flera av dessa påsar av misstag bryts upp inuti cellen kommer det sura innehållet att spillas in i resten av cellen och göra hela cellen sur. Cellen har buffertar som skyddar sig om dessa spill skulle inträffa. Eftersom buffertar motstår en förändring i pH, kommer några lysosomer som bryts upp inte att göra pH i en cell surare.
pH påverkar proteinform
Risken för en förändring av pH i en cell är att pH dramatiskt påverkar proteinstrukturen. Cellen är gjord av många olika typer av proteiner och varje protein fungerar bara när det har sin rätta tredimensionella form. Formen på ett protein hålls på plats av attraktiva krafter inuti proteinet, som många mini-magneter här och där som ansluter för att hålla hela proteinet på plats. Några av dessa magneter tappar sin magnetiska kraft om pH-värdet ändras. Därför, om insidan av en cell blir för sur eller för basisk, börjar proteiner förlora sin form och fungerar inte längre. Cellen blir som en fabrik utan arbetare och utan reparatörer. Därför förhindrar buffertar i en cell att detta händer.
Att ändra pH kan göra stamceller
År 2014 rapporterade tidskriften "Nature" en mycket spännande upptäckt från japanska stamcellsforskare. Normala vuxna celler som hudceller och hjärnceller kan förvandlas till stamceller när de placeras i en sur miljö. Stamceller är celler som har potential att bli någon typ av cell i kroppen, vilket gör dem mycket lovande som botemedel mot medicinska problem. Döda, saknade eller trasiga celler kan ersättas med nya celler. Stamceller kan tas från ett krossat embryo, vilket är mycket kontroversiellt när det gäller mänskliga embryon, så att kunna förvandla vuxna celler till stamceller är ett spännande steg för biomedicinsk vetenskap. Vad denna studie berättar för oss är att buffertar i en cell också sannolikt hindrar cellen från att glömma sin vuxna identitet och bli en stamcell.