Буфери - це хімічні речовини, які допомагають рідині протистояти зміні кислотних властивостей при додаванні інших хімічних речовин, які зазвичай спричиняють зміну цих властивостей. Буфери необхідні для живих клітин. Це пов’язано з тим, що буфери підтримують потрібний рН рідини. Що таке рН? Це показник кислотності рідини. Наприклад, лимонний сік має низький рН від 2 до 3 і дуже кислий - так само як і сік у вашому шлунку, який розщеплює їжу. Оскільки кислі рідини можуть руйнувати білки, а клітини заповнені білками, клітини повинні мати буфери всередині і зовні, щоб захистити свої білкові машини. РН всередині клітини становить близько 7, що вважається нейтральним, як чиста вода.
Що таке буфер?
Протилежність хімічній речовині, яка є кислотою, є хімічна речовина, яка є основою, і обидва можуть існувати в рідині. Кислота виділяє іон водню в рідину, тоді як основа виводить іон водню з рідини. Чим більше вільно плаваючих іонів водню в рідині, тим кислотнішою стає ця рідина. Таким чином, кислоти роблять рідину більш кислою, а основи роблять рідину більш основною - основний - це ще один спосіб сказати менш кислий. Буфери - це хімічні речовини, які легко вивільняють або сприймають іони водню в рідині, тобто вони здатні протистояти зміні рН, контролюючи, скільки вільно плаваючих іонів водню існує. Шкала рН коливається від 0 до 14. РН від 0 до 7 вважається кислим, а рН від 7 до 14 - основним. Рівень 7 в середині нейтральний і є чистою водою. Різні буфери підтримують різні рН, але ті, що знаходяться всередині клітини, підтримують рН близько 7,2.
Захистіть від випадкових розливів
Клітини тварин містять мішечки, які називаються лізосомами. Ці мішечки є центром переробки клітини. Всередині цих пакетиків є кислі, мають рН 5 і містять багато ферментів, які перетравлюють білки, жири, цукри та ДНК. Кисле середовище всередині лізосоми допомагає розщеплювати молекули для переробки. Однак, якщо один або кілька з цих мішків випадково розкриються всередині клітини, кислий вміст виллється в решту клітини і зробить цілу клітину кислим. Клітина має буфери, які захищають себе у випадку, якщо ці розливи трапляються. Оскільки буфери протистоять зміні рН, кілька лізосом, які розриваються, не зроблять рН всередині клітини більш кислим.
РН впливає на форму білка
Небезпека зміни рН всередині клітини полягає в тому, що рН різко впливає на структуру білків. Клітина складається з багатьох різних типів білків, і кожен білок працює лише тоді, коли має належну тривимірну форму. Форма білка утримується на місці завдяки привабливим силам всередині білка, як і багато міні-магніти, які тут і там з'єднуються, щоб утримувати весь білок на місці. Деякі з цих магнітів втратять свою магнітну силу, якщо рН зміниться. Тому, якщо всередині клітини стає занадто кислим або занадто основним, тоді білки починають втрачати форму і більше не працюють. Камера стає як завод без робітників і без ремонтників. Тому буфери всередині клітини запобігають цьому.
Зміна рН може створити стовбурові клітини
У 2014 році журнал "Nature" повідомив про дуже захоплююче відкриття японських дослідників стовбурових клітин. Звичайні дорослі клітини, такі як клітини шкіри та клітини головного мозку, можуть перетворюватися на стовбурові клітини, коли їх поміщають у кисле середовище. Стовбурові клітини - це клітини, які можуть стати клітинами будь-якого типу в організмі, що робить їх дуже перспективними як ліки від медичних проблем. Мертві, зниклі або зламані клітини можуть бути замінені новими. Стовбурові клітини можна взяти у подрібненого ембріона, що дуже суперечливо, коли мова йде про ембріони людини, тому можливість перетворення дорослих клітин у стовбурові клітини є захоплюючим кроком для біомедичної науки. Це дослідження говорить нам, що буфери всередині клітини також, ймовірно, заважають клітині забути свою ідентичність дорослої людини і стати стовбуровою клітиною.