Tamponlar, normalde bu özelliklerde bir değişikliğe neden olacak başka kimyasallar eklendiğinde asidik özelliklerini değiştirmeye direnen bir sıvıya yardımcı olan kimyasallardır. Tamponlar canlı hücreler için gereklidir. Bunun nedeni, tamponların bir sıvının doğru pH'ını korumasıdır. pH nedir? Bir sıvının ne kadar asidik olduğunun bir ölçüsüdür. Örneğin, limon suyunun pH'ı 2 ila 3 arasındadır ve çok asidiktir - midenizdeki yiyecekleri parçalayan meyve suyu da öyle. Asidik sıvılar proteinleri yok edebildiğinden ve hücreler proteinlerle dolu olduğundan, protein makinelerini korumak için hücrelerin içinde ve dışında tamponlara sahip olmaları gerekir. Bir hücrenin içindeki pH, saf su gibi nötr olarak kabul edilen yaklaşık 7'dir.
Tampon Nedir?
Asit olan bir kimyasalın tersi, bir baz olan bir kimyasaldır ve her ikisi de bir sıvı içinde bulunabilir. Bir asit sıvıya bir hidrojen iyonu verir, bir baz ise sıvıdan bir hidrojen iyonu alır. Bir sıvıda ne kadar serbest yüzen hidrojen iyonu varsa, sıvı o kadar asidik hale gelir. Böylece asitler bir sıvıyı daha asidik yapar ve bazlar bir sıvıyı daha bazik yapar -- bazik, daha az asidik demenin başka bir yoludur. Tamponlar, bir sıvıdaki hidrojen iyonlarını kolayca salabilen veya alabilen kimyasallardır; yani, kaç tane serbest yüzen hidrojen iyonu olduğunu kontrol ederek pH'daki bir değişime direnebilirler. pH ölçeği 0 ila 14 arasındadır. 0 ila 7 arasındaki bir pH asidik olarak kabul edilir ve 7 ila 14 arasındaki bir pH bazik olarak kabul edilir. Ortadaki pH 7 nötrdür ve saf sudur. Farklı tamponlar farklı pH'ları korur, ancak hücre içindekiler pH'ı yaklaşık 7,2'yi korur.
Kazara Dökülmelere Karşı Koruyun
Hayvan hücreleri, lizozom adı verilen keseler içerir. Bu torbalar hücrenin geri dönüşüm merkezidir. Bu torbaların içleri asidiktir, pH'ı 5'tir ve proteinleri, yağları, şekerleri ve DNA'yı sindiren birçok enzim içerir. Lizozom içindeki asidik ortam, geri dönüşüm için moleküllerin parçalanmasına yardımcı olur. Ancak bu keselerden biri veya birkaçı yanlışlıkla hücre içinde açılırsa, asidik içerik hücrenin geri kalanına dökülecek ve tüm hücreyi asidik hale getirecektir. Hücre, bu dökülmelerin olması durumunda kendini koruyan tamponlara sahiptir. Tamponlar pH'daki bir değişime direndiği için, kırılarak açılan birkaç lizozom, hücre içindeki pH'ı daha asidik yapmaz.
pH Protein Şeklini Etkiler
Bir hücre içinde pH'da bir değişiklik tehlikesi, pH'ın proteinlerin yapısını önemli ölçüde etkilemesidir. Hücre birçok farklı protein türünden oluşur ve her protein ancak uygun üç boyutlu şekline sahip olduğunda çalışır. Bir proteinin şekli, proteinin içindeki çekici kuvvetler tarafından yerinde tutulur, tıpkı burada ve orada tüm proteini yerinde tutmak için bağlanan birçok mini mıknatıs gibi. PH değişirse bu mıknatıslardan bazıları manyetik güçlerini kaybeder. Bu nedenle, bir hücrenin içi çok asidik veya çok bazik hale gelirse, proteinler şekillerini kaybetmeye başlar ve artık çalışmaz. Hücre, işçisiz ve tamircisiz bir fabrika gibi olur. Bu nedenle, hücre içindeki arabellekler bunun olmasını engeller.
pH'ı Değiştirmek Kök Hücre Yapabilir
2014 yılında “Nature” dergisi, Japon kök hücre araştırmacılarından çok heyecan verici bir keşif bildirdi. Deri hücreleri ve beyin hücreleri gibi normal yetişkin hücreler, asidik bir ortama yerleştirildiğinde kök hücrelere dönüştürülebilir. Kök hücreler, vücuttaki herhangi bir hücre tipine dönüşme potansiyeline sahip hücrelerdir ve bu da onları tıbbi sorunlara çare olarak çok umut verici kılar. Ölü, eksik veya kırık hücreler yeni hücrelerle değiştirilebilir. Kök hücreler, insan embriyoları söz konusu olduğunda çok tartışmalı olan ezilmiş bir embriyodan alınabilir, bu nedenle yetişkin hücreleri kök hücrelere dönüştürebilmek biyomedikal bilimi için heyecan verici bir adımdır. Bu çalışmanın bize söylediği, bir hücrenin içindeki tamponların aynı zamanda hücrenin yetişkin kimliğini unutmasını ve bir kök hücre olmasını da engellediğidir.