Lúmen vs citosol

Boa pergunta!

O pH intracelular varia significativamente entre diferentes organelas, e isso não deve surpreender, pois a maioria das vias metabólicas depende do pH. A maioria das organelas possui uma capacidade inerente de tamponamento do pH, que protege o compartimento contra alterações rápidas e localizadas do pH. No entanto, para evitar o acúmulo de metabólitos que alteram o pH, existem muitos mecanismos diferentes para regular o pH em compartimentos individuais.

Aqui está uma figura que resume o pH de várias organelas e compartimentos intracelulares de uma célula típica de mamífero. Isso é de uma excelente revisão na Nature (

Sensores e reguladores de pH intracelular

)

Resumirei brevemente o que se sabe sobre cada compartimento.

PH extracelular: levemente alcalino, 7,3-7,4

PH citoplasmático: ligeiramente mais ácido, 7,2

O citoplasma tende a se acidificar devido às atividades de várias vias metabólicas, como a produção de ATP no citoplasma por glicólise ou a fosforilação oxidativa nas mitocôndrias que produzem CO2, bem como o potencial negativo da membrana que impulsiona o acúmulo de prótons e a perda de biocarbonato. Essa acidificação é combatida por tampões intrínsecos (grupos ionizáveis ​​em aminoácidos, fosfatos e outras moléculas), além de transportadores reguladores de pH da membrana plasmática distintos.

PH nuclear: idêntico ao citoplasma, 7,2

A membrana nuclear possui uma abundância de poros grandes que são permeáveis ​​a moléculas de 4 a 9 nm de diâmetro e, portanto, apresenta apenas uma fraca barreira difusiva aos prótons.

Retículo endoplasmático (ER) pH: Igual ao citoplasma, 7,2

pH da via secretora: progressivamente ácido, de 6,7 a 5,2

As organelas na via secretora exibem um pH progressivamente ácido para garantir o processamento pós-traducional adequado, classificação e transporte de proteínas recém-sintetizadas.

pH da via endocítica: ainda mais progressivamente ácido, de 6,5 a 4,7

A acidificação gradual das vesículas ao longo da via endocítica é essencial para vários aspectos da endocitose e fagocitose, como desacoplamento de ligantes dos receptores e reciclagem e / ou degradação de proteínas da membrana internalizada.

PH mitocondrial: alcalino, 8,0

A matriz mitocondrial é bastante alcalina devido à expulsão de prótons através da membrana interna pelos componentes da cadeia de transporte de elétrons. Este gradiente de pH transmembranar gera uma força motriz de prótons, que é acoplada ao potencial de membrana das mitocôndrias para conduzir a síntese de ATP.

PH peroxissômico: semelhante ao citoplasma, 7,0

PH de cloroplasto: Stroma ~ 8.0, espaço tilacóide ~ 5.0

Nos cloroplastos, os prótons são bombeados para fora do estroma e para o espaço tilacóide, criando uma diferença de ~ 3,0-3,5 unidades de pH. Este gradiente gera uma força motriz de prótons para conduzir a síntese de ATP, semelhante às mitocôndrias. No entanto, nos cloroplastos, quase tudo é contribuído por um gradiente de pH e não por um potencial de membrana.

Fontes:

  • Cloroplastos e Fotossíntese
  • Homeostase do pH das Organelas Celulares
  • Estudos de pH de organelas usando avidina direcionada e fluoresceína-biotina
  • Proteína verde fluorescente como um indicador de pH intracelular não invasivo