Intracellular pH
انٹرا سیلولر پی ایچ (پی ایچ آئی) انٹرا سیلولر سیال کی تیزابیت یا بنیادی (یعنی پی ایچ) کی پیمائش ہے۔ پی ایچ آئی جھلی کی نقل و حمل اور دیگر انٹرا سیلولر عمل میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ نامناسب پی ایچ آئی والے ماحول میں، حیاتیاتی خلیات کے کام سے سمجھوتہ ہو سکتا ہے۔ لہذا، پی ایچ آئی کو مناسب سیلولر فنکشن، کنٹرول سیل کی نشوونما، اور عام سیلولر عمل کو یقینی بنانے کے لیے قریب سے منظم کیا جاتا ہے۔ پی ایچ آئی کو منظم کرنے والے میکانزم کو عام طور پر پلازما جھلی ٹرانسپورٹر سمجھا جاتا ہے جن میں سے دو اہم اقسام موجود ہیں-وہ جو منحصر ہیں اور وہ جو بائی کاربونیٹ () کے ارتکاز سے آزاد ہیں۔ جسمانی طور پر عام انٹرا سیلولر پی ایچ عام طور پر 7.0 اور 7.4 کے درمیان ہوتا ہے، حالانکہ بافتوں کے درمیان تغیر ہوتا ہے (مثال کے طور پر، ممالیہ کے کنکال کے پٹھوں میں 6.8-7.1 کا پی ایچ آئی ہوتا ہے)۔ مختلف آرگنیلز میں پی ایچ میں بھی تغیر ہوتا ہے، جو تقریبا 4.5 سے 8.0 تک پھیل سکتا ہے۔ پی ایچ آئی کو کئی مختلف طریقوں سے ماپا جا سکتا ہے۔ ہومیوسٹاسس انٹراسیلولر پی ایچ عام طور پر ایچ سی او 3− کی کم تعداد کی وجہ سے ایکسٹرا سیلولر پی ایچ سے کم ہوتا ہے۔ 45 ملی میٹر ایچ جی سے اوپر کاربن ڈائی آکسائیڈ (پی سی او 2) کے ماورائے سیلولر (مثال کے طور پر سیرم) جزوی دباؤ میں اضافہ کاربنک ایسڈ کی تشکیل کا باعث بنتا ہے، جس کی وجہ سے پی ایچ آئی میں کمی واقع ہوتی ہے کیونکہ یہ جدا ہوتا ہے: ایچ 2 او + سی او 2 ایچ 2 سی او 3 ایچ + + ایچ سی او 3-چونکہ حیاتیاتی خلیوں میں سیال ہوتا ہے جو بفر کے طور پر کام کر سکتا ہے، پی ایچ آئی کو ایک مخصوص حد کے اندر کافی اچھی طرح سے برقرار رکھا جا سکتا ہے۔ خلیے عام طور پر خلیے کی جھلی میں موجود سی او 2 یا ایچ سی او 3 سینسر کی مدد سے تیزابیت یا بنیادی میں اضافے کے مطابق اپنے پی ایچ آئی کو ایڈجسٹ کرتے ہیں۔ یہ سینسر H + کو اس کے مطابق سیل جھلی سے گزرنے کی اجازت دے سکتے ہیں، جس سے پی ایچ آئی کو اس سلسلے میں ایکسٹرا سیلولر پی ایچ کے ساتھ آپس میں منسلک کیا جا سکتا ہے۔ بڑے انٹرا سیلولر بفر سسٹم میں وہ شامل ہیں جن میں پروٹین یا فاسفیٹ شامل ہیں۔ چونکہ پروٹینوں میں تیزابیت اور بنیادی علاقے ہوتے ہیں، اس لیے وہ نسبتا مستحکم انٹرا سیلولر پی ایچ کو برقرار رکھنے کے لیے پروٹون ڈونرز یا قبولیت دونوں کے طور پر کام کر سکتے ہیں۔ فاسفیٹ بفر کے معاملے میں، کافی مقدار میں کمزور ایسڈ اور کنجوگیٹ کمزور بیس (ایچ 2 پی او 4-اور ایچ پی او 42-) انٹرا سیلولر پی ایچ کے تحفظ کے لیے پروٹون کو قبول یا عطیہ کر سکتے ہیں: او ایچ-+ ایچ 2 پی او 4-ایچ 2 او + ایچ پی او 42-ایچ + + ایچ پی او 42-ایچ 2 پی او 4-آرگنیلز میں کسی خاص آرگنیل کے اندر پی ایچ کو اس کے مخصوص فنکشن کے مطابق بنایا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، لائسوسومز کا پی ایچ نسبتا کم 4.5 ہوتا ہے۔ مزید برآں، فلوروسینس مائکروسکوپی تکنیک نے اشارہ کیا ہے کہ فگوسیٹس میں بھی نسبتا کم اندرونی پی ایچ ہوتا ہے۔ چونکہ یہ دونوں انحطاطی آرگنیلز ہیں جو دوسرے مادوں کو لپیٹ کر توڑ دیتے ہیں، اس لیے انہیں اپنے مطلوبہ کام کو کامیابی کے ساتھ انجام دینے کے لیے اعلی اندرونی تیزابیت کی ضرورت ہوتی ہے۔ لائسوسومز اور فگوسیٹس کے اندر نسبتا کم پی ایچ کے برعکس، مائٹوکونڈریل میٹرکس کا اندرونی پی ایچ تقریبا 8.0 ہوتا ہے، جو اندرونی انٹر میمبرین اسپیس کے مقابلے میں تقریبا 0.9 پی ایچ یونٹ زیادہ ہوتا ہے۔ چونکہ آکسیڈیٹیو فاسفوریلیشن مائٹوکونڈریا کے اندر ہونا ضروری ہے، اس لیے جھلی کے پار میلان پیدا کرنے کے لیے یہ پی ایچ تضاد ضروری ہے۔ یہ جھلی کی صلاحیت بالآخر وہی ہے جو مائٹوکونڈریا کو بڑی مقدار میں اے ٹی پی پیدا کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ پیمائش کئی عام طریقے ہیں جن میں انٹرا سیلولر پی ایچ (پی ایچ آئی) کی پیمائش کی جا سکتی ہے بشمول مائیکرو الیکٹروڈ، ڈائی جو پی ایچ کے لیے حساس ہے، یا نیوکلیئر مقناطیسی گونج تکنیک کے ساتھ۔ آرگنیلز کے اندر پی ایچ کی پیمائش کے لیے، پی ایچ حساس گرین فلوروسینٹ پروٹین (جی ایف پی) کا استعمال کرتے ہوئے ایک تکنیک استعمال کی جا سکتی ہے۔ مجموعی طور پر، تینوں طریقوں کے اپنے فوائد اور نقصانات ہیں۔ رنگوں کا استعمال شاید سب سے آسان اور کافی درست ہے، جبکہ این ایم آر نسبتا کم درست ہونے کا چیلنج پیش کرتا ہے۔ مزید برآں، مائیکرو الیکٹروڈ کا استعمال ان حالات میں مشکل ہو سکتا ہے جہاں خلیات بہت چھوٹے ہوتے ہیں، یا خلیات کی جھلی کی برقرار رہنے میں کوئی خلل نہیں ہونا چاہیے۔ جی ایف پیز اس لحاظ سے منفرد ہیں کہ وہ مختلف آرگنیلز کے اندر پی ایچ کا تعین کرنے کا ایک غیر ناگوار طریقہ فراہم کرتے ہیں، پھر بھی یہ طریقہ پی ایچ کا تعین کرنے کا سب سے زیادہ مقداری طور پر درست طریقہ نہیں ہے۔ مائیکرو الیکٹروڈ پی ایچ آئی کی پیمائش کے لیے مائیکرو الیکٹروڈ طریقہ سیل کے پلازما جھلی میں ایک بہت چھوٹا سوراخ بنا کر سیل کے سائٹوسول میں ایک بہت چھوٹا الیکٹروڈ رکھنے پر مشتمل ہوتا ہے۔ چونکہ مائیکرو الیکٹروڈ میں الیکٹروڈ کے باہر کے مقابلے میں اندر زیادہ H + ارتکاز والا سیال ہوتا ہے، اس لیے الیکٹروڈ کے اندر اور باہر کے درمیان پی ایچ فرق کی وجہ سے ایک صلاحیت پیدا ہوتی ہے۔ اس وولٹیج کے فرق، اور الیکٹروڈ کے اندر موجود سیال کے لیے پہلے سے طے شدہ پی ایچ سے، دلچسپی کے سیل کے انٹرا سیلولر پی ایچ (پی ایچ آئی) کا تعین کیا جا سکتا ہے۔ فلوروسینس سپیکٹروسکوپی انٹرا سیلولر پی ایچ (پی ایچ آئی) کی پیمائش کرنے کا ایک اور طریقہ ایسے رنگوں کے ساتھ ہے جو پی ایچ کے لیے حساس ہوتے ہیں، اور مختلف پی ایچ اقدار پر مختلف طریقے سے فلوروسینس کرتے ہیں۔ یہ تکنیک، جو فلوروسینس سپیکٹروسکوپی کا استعمال کرتی ہے، اس خاص رنگ کو خلیے کے سائٹوسول میں شامل کرنے پر مشتمل ہوتی ہے۔ خلیے میں رنگ کو روشنی سے حاصل ہونے والی توانائی سے پرجوش کرکے، اور فوٹون کی طرف سے جاری کردہ روشنی کی طول موج کی پیمائش کرکے جب وہ اپنی مقامی توانائی کی حالت میں واپس آتا ہے، تو کوئی بھی موجود رنگ کی قسم کا تعین کر سکتا ہے، اور اس کا تعلق دیے گئے خلیے کے انٹرا سیلولر پی ایچ سے کر سکتا ہے۔ نیوکلیئر مقناطیسی گونج پی ایچ آئی کی پیمائش کے لیے پی ایچ حساس الیکٹروڈ اور رنگوں کے استعمال کے علاوہ، نیوکلیئر مقناطیسی گونج (این ایم آر) سپیکٹروسکوپی کو پی ایچ آئی کی مقدار کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ این ایم آر، عام طور پر، سیل کو ایک طاقتور مقناطیسی میدان والے ماحول میں رکھ کر سیل کے اندر کے بارے میں معلومات ظاہر کرتا ہے۔ پروٹونیٹڈ کے ارتکاز کے درمیان تناسب کی بنیاد پر، کسی دیئے گئے خلیے میں فاسفیٹ مرکبات کی ڈیپروٹونیٹڈ شکلوں کے مقابلے میں، خلیے کے اندرونی پی ایچ کا تعین کیا جا سکتا ہے۔ مزید برآں، این ایم آر کا استعمال انٹرا سیلولر سوڈیم کی موجودگی کو ظاہر کرنے کے لیے بھی کیا جا سکتا ہے، جو پی ایچ آئی کے بارے میں معلومات بھی فراہم کر سکتا ہے۔ این ایم آر سپیکٹروسکوپی کا استعمال کرتے ہوئے، یہ طے کیا گیا ہے کہ لیمفوسائٹس 7.17 ± 0.06 کا مستقل اندرونی پی ایچ برقرار رکھتے ہیں، حالانکہ، تمام خلیوں کی طرح، انٹرا سیلولر پی ایچ اسی سمت میں تبدیل ہوتا ہے جس طرح ایکسٹرا سیلولر پی ایچ ہوتا ہے۔ پی ایچ حساس جی ایف پیز آرگنیلز کے اندر پی ایچ کا تعین کرنے کے لیے، پی ایچ حساس جی ایف پیز کو اکثر غیر ناگوار اور موثر تکنیک کے حصے کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ سی ڈی این اے کو مناسب پرائمرز کے ساتھ ٹیمپلیٹ کے طور پر استعمال کرنے سے، جی ایف پی جین کا اظہار سائٹوسول میں کیا جا سکتا ہے، اور پیدا ہونے والے پروٹین سیل کے اندر مخصوص علاقوں کو نشانہ بنا سکتے ہیں، جیسے کہ مائٹوکونڈریا، گولگی اپریٹس، سائٹوپلازم، اور اینڈوپلاسمک ریٹیکولم۔ اگر کچھ جی ایف پی میوٹینٹس جو انٹرا سیلولر ماحول میں پی ایچ کے لیے انتہائی حساس ہیں ان تجربات میں استعمال کیے جاتے ہیں، تو نتیجے میں فلوروسینس کی نسبتا مقدار آس پاس کے پی ایچ کو ظاہر کر سکتی ہے۔ حوالہ جات خلیہ حیاتیات