Tujuan Solusi Lisis Sel

Sel adalah unit dasar kehidupan, karena mereka adalah "objek" biologis berulang yang paling sederhana yang memiliki sifat utama yang terkait dengan kehidupan, seperti reproduksi dan metabolisme. Sebagai entitas mandiri, mereka memiliki bentuk fisik yang terdefinisi dengan baik, dan seperti halnya tanaman sehari-hari dan hewan, gangguan fisik yang cukup pada "kapal" ini dapat dengan cepat menyebabkan hilangnya nyawa organisme di pertanyaan.

Membran sel yang mengelilingi sel melakukan tugasnya dengan sangat baik, mempertahankan bentuk dasarnya yang sama di semua kehidupan di Bumi selama ratusan juta tahun. Tapi itu bukan penghalang magis dan dapat diganggu secara mematikan oleh berbagai jenis kekuatan, yang mengarah pada hancurnya dunia. sel dan isinya dengan cara yang sama seperti, katakanlah, balon karet yang diisi penuh dengan jus dan buah lalu meletus.

Lisis sel apakah ini pecahnya sel oleh beberapa kekuatan eksternal. Meskipun berakibat fatal bagi sel, ada situasi tertentu di mana ilmuwan manusia ingin melisiskan sel atau sel untuk mendapatkan isinya tanpa merusaknya. (Pikirkan film perampok bank lama di mana orang jahat mencoba meledakkan lemari besi tanpa membakar uang di dalamnya.) A

Sel datang dalam dua tipe dasar, yang mencerminkan dua domain taksonomi pada "akar" pohon kehidupan yang bercabang: prokariotik dan eukariotik, dengan domain yang sesuai adalah Prokariota (bakteri dan organisme bersel tunggal atau uniseluler lainnya) dan Eukariota (tumbuhan, hewan, protista dan jamur, sangat sedikit dari mereka yang uniseluler).

Sel prokariotik biasanya memiliki sedikit lebih banyak daripada empat elemen yang umum untuk semua sel hidup: a membran sel, Sebuah sitoplasma ("goo" yang menyusun sebagian besar interior sel), materi genetik dalam bentuk DNA (asam deoksiribonukleat) dan ribosom untuk membuat protein. Sel eukariotik, di sisi lain, mengandung banyak fitur lain, termasuk nukleus di sekitar DNA mereka.

Ciri utama yang membedakan sel eukariotik dari sel prokariotik adalah sel eukariotik memiliki ikatan membran organel. Membran plasma di sekitar struktur ini hampir identik dengan yang mengelilingi sel secara keseluruhan, dan dengan demikian mereka rentan terhadap jenis ancaman fisik dan kimia yang sama.

Faktanya, satu jenis organel, yang disebut a lisosom, memiliki satu-satunya tujuan melarutkan produk limbah metabolisme sel untuk membuangnya.

Lisis sel, dalam konteks artikel ini, akan mengacu pada lisis sel yang disengaja oleh manusia agar isinya dapat diperoleh secara utuh, bukan hanya peristiwa lisis fisik atau kimia. Apa saja hal-hal di dalam sel yang mungkin ingin diakses oleh para ilmuwan dan orang lain?

Jika Anda tidak dapat memikirkan alasan di luar kepala Anda, pertimbangkan bagian sel yang Anda lihat berfungsi kurang lebih seperti otaknya. Itu akan menjadi inti (pada eukariota) aglomerasi DNA agak menyerupai inti difus bebas membran (pada prokariota).

Materi genetik memiliki "ingatan" dalam arti sebenarnya, karena menyimpan informasi seperti halnya pikiran Anda, meskipun menggunakan proses yang berbeda. Oleh karena itu DNA merupakan target tak ternilai bagi para pekerja sains yang perlu mengekstraknya dari sel utuh menggunakan metode lisis.

Sel mengandung berbagai zat lain yang menarik bagi peneliti medis dan lainnya serta pekerja laboratorium, termasuk saudara kandung DNA RNA (asam ribonukleat) dan berbagai protein, hormon, dan makromolekul lainnya. Ekstraksi protein secara khusus dibahas di bawah ini.

Lisis hanyalah proses memecah sesuatu pada tingkat mikroskopis. Ini pada dasarnya berarti sama dengan "melarutkan", kecuali bahwa Anda tidak dapat melihatnya terjadi dengan mata telanjang Anda. Para ilmuwan dan lainnya sekarang memiliki berbagai cara untuk melisiskan sel untuk tujuan strategis.

(Ingat, saat sel mati saat dilisis, ini tidak berarti bahwa "lisis" sama dengan "hancurkan.")

Umumnya, metode lisis sel ini meliputi: mekanis dan metode lisis non-mekanis, dengan tiga yang terakhir termasuk fisik, kimia dan biologi sarana membawa lisis sel. Menggunakan larutan buffer lisis sel memenuhi syarat sebagai metode kimia.

Gangguan mekanis sel dapat berupa pabrik manik-manik, di mana kaca kecil, logam atau bola keramik dikocok dengan kecepatan tinggi bersama dengan campuran cairan sel yang diinginkan. Dalam metode ini, manik-manik hanya membuka sel.

Kalau tidak, sonikasi, atau penggunaan gelombang suara, memberikan jenis gangguan membran sel efektif yang berbeda melalui peralatan mekanis yang dapat efektif. Gelombang suara ini memiliki frekuensi sekitar 20 hingga 50 kHz, atau 20.000 hingga 50.000 denyut per detik. Metode ini berisik dan juga menghasilkan panas yang cukup untuk membuat metode ini merepotkan terutama untuk bahan yang sensitif terhadap panas.

Lisis fisik:Kejutan osmotik adalah salah satu cara untuk melisiskan sel; itu menurunkan "tarikan" ionik dari media tempat sel berada, yang dapat menyebabkan air meninggalkan media dan mengalir ke dalam sel. Hal ini pada gilirannya dapat menyebabkan sel membengkak dan pecah. Surfaktan adalah sejenis deterjen yang dapat digunakan untuk merusak membran sel dalam proses ini.

Paling bakteri, ragi dan jaringan tanaman, bagaimanapun, tahan terhadap guncangan osmotik berkat dinding selnya, yang biasanya tidak dimiliki sel eukariotik. Akibatnya teknik gangguan yang lebih kuat biasanya diperlukan.

SEBUAH bom sel adalah cara fisik lain untuk mengganggu sel. Di sini, sel ditempatkan di bawah tekanan yang sangat tinggi (hingga 25.000 pon per inci persegi, atau sekitar 170 juta Pascal). Ketika tekanan dilepaskan dengan cepat, perubahan tekanan yang tiba-tiba menyebabkan gas yang telah larut dalam sel dilepaskan sebagai gelembung. Hal ini pada gilirannya membuka sel-sel.

Lisis biologis:Enzim mungkin berguna dalam membantu mendegradasi dinding sel bakteri. Lisozim, misalnya, sangat berguna untuk meruntuhkan dinding sel bakteri, yang merupakan penghalang yang lebih kuat daripada membran sel. Lain enzim umumnya digunakan termasuk selulase (yang mendegradasi pati) dan protease (yang mendegradasi protein).

Lisis kimia: Deterjen, seperti disebutkan, digunakan selama metode kejutan osmotik dari lisis sel, tetapi juga dapat digunakan dalam lisis sel yang berdiri sendiri melalui penggunaan larutan kimia saja. Ini deterjen bekerja hanya dengan membuat protein tertanam di membran sel (yang sebagian besar adalah fosfat dan lipid) lebih mudah larut, sehingga membran secara keseluruhan lebih mudah terdegradasi.

Istilah "larutan lisis sel" kadang-kadang, meskipun tidak selalu, digunakan secara bergantian dengan "penyangga lisis". Jadi berguna untuk mengetahui secara spesifik bahan dari koktail kimia yang dirancang khusus untuk memecah membran sel tanpa mengorbankan integritas sel isi.

Buffer lisis tipikal mungkin mengandung campuran garam penyangga, seperti berikut ini:

• 50 mM Tris-HCl pH 7,5 (buffer industri dengan tingkat pH atau ion hidrogen yang sedikit basa, atau basa)
• 100 mM NaCl (garam meja)
• 1 mM DTT (khusus untuk protein)
• 5% gliserol (gula alkohol dan "tulang punggung" lipid)

Ekstraksi protein adalah proses yang cukup sederhana, setidaknya pada prinsipnya. Pertama, sel-sel dari mana protein tertentu akan diambil dilisiskan. Mana pun dari metode yang dijelaskan di atas yang dipilih, setelah protein dikumpulkan, itu akan biasanya perlu dipisahkan dari banyak hal latar belakang yang, setidaknya untuk tujuan sekarang, adalah tidak diinginkan.

Sebagai contoh, asam nukleat (DNA dan RNA) hampir selalu masuk ke lisat, atau solusi yang berisi konten sel yang dibebaskan. Persiapan kimia khusus dapat digunakan untuk "mencuci" asam nukleat dari larutan dan meninggalkan sebagian besar protein. Langkah kimia dan fisik tambahan akan menghasilkan kemurnian yang lebih besar dan lebih besar dalam protein yang dikumpulkan.