Scopo della soluzione di lisi cellulare Cell

Le cellule sono le unità di base della vita, in quanto sono i più semplici "oggetti" biologici ripetuti distinti che portano le principali proprietà associate alla vita, come la riproduzione e il metabolismo. Come entità autonome, hanno una forma fisica ben definita, e proprio come con le piante di tutti i giorni e... animali, un'interruzione fisica sufficiente di questo "vaso" può portare rapidamente alla perdita della vita per l'organismo in domanda.

La membrana che circonda le cellule svolge molto bene il suo lavoro, avendo mantenuto la stessa forma di base in tutta la vita sulla Terra per centinaia di milioni di anni. Ma non è una barriera magica e può essere distrutta in modo letale da vari tipi di forze, portando alla rottura del cellula e il suo contenuto allo stesso modo di, diciamo, un palloncino di gomma che è troppo pieno di succo e frutta e poi scoppia.

Lisi cellulare è questa rottura di una cellula da parte di una forza esterna. Sebbene sia fatale per la cellula, ci sono alcune situazioni in cui gli scienziati umani vogliono lisare una o più cellule per raggiungere il contenuto senza distruggerlo. (Pensa ai vecchi film sui rapinatori di banche in cui i cattivi cercano di far saltare in aria un caveau senza bruciare i soldi all'interno.) A

Le cellule sono di due tipi fondamentali, che riflettono i due domini tassonomici alla "radice" dell'albero ramificato della vita: procariote e eucariotico, con i domini corrispondenti essendo procariota (batteri e altri organismi unicellulari o unicellulari) e eucariota (piante, animali, protisti e funghi, pochissimi dei quali unicellulari).

Le cellule procariotiche di solito hanno poco più dei quattro elementi comuni a tutte le cellule viventi: a membrana cellulare, a citoplasma (il "goo" che costituisce la maggior parte dell'interno della cellula), materiale genetico sotto forma di DNA (acido desossiribonucleico) e ribosomi per la produzione di proteine. Le cellule eucariotiche, d'altra parte, contengono molte altre caratteristiche, incluso un nucleo attorno al loro DNA.

La principale caratteristica che separa le cellule eucariotiche dalle cellule procariotiche è che le cellule eucariotiche sono legate alla membrana organelli. La membrana plasmatica attorno a queste strutture è praticamente identica a quella intorno alla cellula nel suo insieme, e quindi sono vulnerabili agli stessi tipi di minacce fisiche e chimiche.

Infatti, un tipo di organello, chiamato a lisosoma, ha il solo scopo di dissolvere i prodotti di scarto del metabolismo cellulare per liberarsene.

La lisi cellulare, nel contesto di questo articolo, farà riferimento alla lisi intenzionale delle cellule da parte dell'uomo in modo che il contenuto possa essere ottenuto intatto, non solo all'evento fisico o chimico della lisi. Quali sono alcune delle cose all'interno delle cellule a cui scienziati e altri potrebbero voler accedere?

Se non riesci a pensare a una ragione in cima alla tua testa, considera la parte di una cellula che vedi funzionare più o meno come il suo cervello. Questo sarebbe il nucleo (negli eucarioti) dell'agglomerato di DNA in qualche modo simile a un nucleo diffuso privo di membrana (nei procarioti).

Il materiale genetico ha "memoria" in un senso reale, poiché conserva le informazioni proprio come fa la tua mente, sebbene utilizzando processi diversi. Il DNA è quindi un obiettivo prezioso per gli scienziati che hanno bisogno di estrarlo da cellule intatte utilizzando un metodo di lisi.

Le cellule contengono una varietà di altre sostanze di interesse per medici e altri ricercatori e operatori di laboratorio, incluso il fratello del DNA RNA (acido ribonucleico) e una varietà di proteine, ormoni e altre macromolecole. L'estrazione delle proteine ​​è discussa in modo specifico di seguito.

La lisi è semplicemente il processo di rottura di qualcosa a livello microscopico. Significa essenzialmente la stessa cosa di "dissolvere", tranne per il fatto che non puoi vederlo accadere a occhio nudo. Scienziati e altri hanno ora una varietà di modi per lisare le cellule per scopi strategici.

(Ricorda, mentre una cellula muore quando viene lisata, questo non significa che "lisi" sia equivalente a "distruggere".)

Generalmente, questi metodi di lisi cellulare includono meccanico e metodi di lisi non meccanici, con gli ultimi tre che includono fisico, chimico e biologico mezzo per provocare la lisi cellulare. L'utilizzo di una soluzione tampone per la lisi cellulare si qualifica come metodo chimico.

La distruzione meccanica della cellula può assumere la forma di a mulino a perline, in cui piccole sfere di vetro, metallo o ceramica vengono agitate ad alta velocità insieme a una miscela liquida delle cellule di interesse. In questo metodo, le perline rompono semplicemente le cellule aperte.

In alternativa, sonicazione, o l'uso di onde sonore, fornisce un diverso tipo di interruzione efficace della membrana cellulare tramite un apparato meccanico che può essere efficace. Queste onde sonore hanno una frequenza da 20 a 50 kHz, o da 20.000 a 50.000 battiti al secondo. Il metodo è rumoroso e crea anche abbastanza calore da renderlo problematico per materiali particolarmente sensibili al calore.

Lisi fisica:Shock osmotico è un modo per lisare le cellule; riduce la "trazione" ionica del mezzo in cui si trovano le cellule, il che può far sì che l'acqua lasci il mezzo e fluisca nelle cellule. Questo a sua volta può causare il rigonfiamento e lo scoppio delle cellule. tensioattivi sono un tipo di detergente che può essere utilizzato per distruggere le membrane cellulari in questo processo.

Maggior parte batteri, lieviti e tessuti vegetali, invece, sono resistenti agli shock osmotici grazie alle loro pareti cellulari, di cui di norma mancano le cellule eucariotiche. Di conseguenza, di solito sono necessarie tecniche di interruzione più forti.

UN bomba cellulare è un altro mezzo fisico per distruggere le cellule. Qui, le celle vengono poste ad altissima pressione (fino a 25.000 libbre per pollice quadrato, o circa 170 milioni di Pascal). Quando la pressione viene rilasciata rapidamente, l'improvviso cambiamento di pressione provoca il rilascio sotto forma di bolle di gas che si sono dissolti nelle cellule. Questo a sua volta rompe le cellule.

Lisi biologica:Enzimi può essere utile per aiutare a degradare le pareti cellulari dei batteri. Il lisozima, ad esempio, è molto utile per abbattere la parete cellulare dei batteri, che è una barriera più robusta della membrana cellulare. Altro enzimi comunemente impiegati includono cellulasi (che degrada l'amido) e proteasi (che degradano le proteine).

Lisi chimica: I detergenti, come notato, vengono utilizzati durante il metodo di lisi cellulare mediante shock osmotico, ma possono anche essere utilizzati nella lisi cellulare autonoma attraverso l'uso di una sola soluzione chimica. Questi detersivi funzionano semplicemente rendendo le proteine ​​incorporate nel embedded membrana cellulare (che è principalmente fosfato e lipidi) più solubile, rendendo più facile la degradazione della membrana nel suo insieme.

Il termine "soluzione di lisi cellulare" è talvolta, anche se non sempre, usato in modo intercambiabile con "tampone di lisi". Quindi è utile conoscere lo specifico ingredienti di un cocktail chimico studiato appositamente per abbattere la membrana cellulare senza compromettere l'integrità della cellula Contenuti.

Un tipico tampone di lisi potrebbe contenere una miscela di sali tampone, come la seguente:

• 50 mM Tris-HCl pH 7,5 (un tampone industriale con un livello leggermente alcalino, o basico, pH o ioni idrogeno)
• 100 mM NaCl (sale da cucina)
• 1 mM DTT (specifico per le proteine)
• 5% glicerolo (un alcol zuccherino e la "spina dorsale" dei lipidi)

L'estrazione delle proteine ​​è un processo abbastanza semplice, almeno in linea di principio. In primo luogo, vengono lisate le cellule da cui verrà prelevata una proteina specifica. Qualunque sia il metodo sopra descritto selezionato, una volta che la proteina è stata raccolta, sarà di solito devono essere separati da molta materia di fondo che, almeno per gli scopi attuali, è indesiderato.

Per esempio, acidi nucleici (DNA e RNA) quasi sempre si fanno strada nel lisatoo la soluzione contenente il contenuto della cella liberata. Preparazioni chimiche speciali possono essere utilizzate per "lavare" l'acido nucleico dalla soluzione e lasciare dietro di sé principalmente proteine. Ulteriori passaggi chimici e fisici porteranno a una purezza sempre maggiore nella proteina che viene raccolta.