מטרת פתרון ליזת תאים

תאים הם היחידות הבסיסיות של החיים, שכן הם ה"אובייקטים "הביולוגיים החוזרים ונשנים הפשוטים ביותר הנושאים את התכונות העיקריות הקשורות לחיים, כמו רבייה ומטבוליזם. כישויות עצמאיות, יש להן צורה פיזית מוגדרת היטב, ובדיוק כמו לצמחים יומיומיים ו בעלי חיים, הפרעה פיזית מספקת ל"כלי "זה עלולה להוביל במהירות לאובדן חיים עבור האורגניזם שְׁאֵלָה.

התאים המקיפים את הממברנה עושים את עבודתה טוב מאוד, לאחר ששמרו על אותה צורה בסיסית בכל החיים על פני כדור הארץ במשך מאות מיליוני שנים. אבל זה לא מחסום קסום והוא יכול להיות משבש קטלני על ידי כוחות מסוגים שונים, מה שמוביל להתפרקות של תָא ותכולתו באותו אופן כמו, למשל, בלון גומי שממלא יתר על המידה במיץ ופירות ואז קופץ.

תמוגה בתאים האם זה מתפרק מתא בכוח חיצוני כלשהו. זה אמנם קטלני לתא, אך ישנם מצבים מסוימים שבהם מדענים אנושיים רוצים לזרז תא או תאים כדי להגיע לתוכן מבלי להרוס אותם. (תחשוב על סרטי בנקרובבר ישנים שבהם הרעים מנסים לפוצץ קמרון מבלי לשרוף את הכסף שבפנים.) א פתרון תמוגה, נקרא גם a חיץ תמוגה, היא אחת הדרכים הרבות להשיג זאת.

תאים מגיעים בשני סוגים בסיסיים, המשקפים את שני התחומים הטקסונומיים ב"שורש "עץ החיים המסועף:

לתאים פרוקריוטים יש בדרך כלל מעט יותר מארבעת היסודות המשותפים לכל התאים החיים: א קרום תא, א ציטופלזמה (ה"גו "המרכיב את רוב פנים התא), חומר גנטי בצורת DNA (חומצה דאוקסיריבונוקלאית) וריבוזומים לייצור חלבונים. לעומת זאת, תאים אוקריוטיים מכילים הרבה תכונות אחרות, כולל גרעין סביב ה- DNA שלהם.

המאפיין העיקרי המפריד בין תאים אוקריוטים לתאים פרוקריוטים הוא שלתאים אוקריוטיים קשורה קרום אברונים. קרום הפלזמה סביב מבנים אלה כמעט זהה לזה שמסביב לתא בכללותו, ולכן הם פגיעים לאותם סוגים של איומים פיזיים וכימיים.

למעשה, סוג אחד של אברון, הנקרא a ליזוזום, מטרתו היחידה להמיס את מוצרי הפסולת של חילוף החומרים בתאים כדי להיפטר מהם.

תמוגה של תאים, בהקשר למאמר זה, תתייחס להתמדה מכוונת של תאים על ידי בני אדם, כך שניתן יהיה להשיג את התוכן שלם, ולא רק לאירוע הפיזי או הכימי של תמוגה. מה הם חלק מהדברים בתוך התאים שמדענים ואחרים עשויים לרצות לגשת אליהם?

אם אינך יכול לחשוב על סיבה מעל לראשך, שקול את החלק בתא שאתה רואה שהוא מתפקד פחות או יותר כמוחו. זה יהיה ה גַרעִין (באיקריוטים) של צבירת ה- DNA הדומה במקצת לגרעין ללא קרום ומפוזר (בפרוקריוטים).

לחומר הגנטי יש "זיכרון" במובן אמיתי, מכיוון שהוא שומר על מידע בדיוק כמו במוחך, אם כי תוך שימוש בתהליכים שונים. DNA הוא אפוא יעד שלא יסולא בפז של עובדי מדע הזקוקים להפקתו מהתאים בשלמותם בשיטת פירוק.

תאים מכילים מגוון חומרים אחרים שמעניינים חוקרים רפואיים ואנשי מעבדה אחרים, כולל אחיהם של ה- DNA RNA (חומצה ריבונוקלאית) ומגוון חלבונים, הורמונים ומקרומולקולות אחרות. מיצוי חלבונים במיוחד נדון להלן.

הליזה היא פשוט תהליך של פירוק משהו ברמה המיקרוסקופית. זה אומר בעצם אותו הדבר כמו "להתמוסס", אלא שאתה לא יכול לראות את זה קורה עם העין הבלתי נעזרת שלך. למדענים ואחרים יש כיום מגוון דרכים להבהיר תאים למטרה אסטרטגית.

(זכרו, בעוד שתא מת כשהוא מבהיר, אין זה אומר ש"ליזה "שווה ערך ל"הרס").

באופן כללי, שיטות אלה של תמוגה תאים כוללים מֵכָנִי ושיטות הפעלה לא מכניות, כאשר שלוש האחרונות כוללות פיזיקלי, כימי וביולוגי אמצעים להבאת תמוגה בתאים. שימוש בתמיסת מאגר תמוגה של תאים מתאימה כשיטה כימית.

שיבוש מכני של התא עשוי להיות בצורת a טחנת חרוזים, בהם טלטולים כדורי זכוכית, מתכת או קרמיקה במהירות גבוהה יחד עם תערובת נוזלית של התאים המעניינים. בשיטה זו, החרוזים פשוט שוברים את התאים.

לחלופין, סוניקציה, או השימוש בגלי קול, מספק סוג אחר של שיבוש יעיל בקרום התא באמצעות מכשיר מכני שיכול להיות יעיל. גלי צלילים אלה הם בעלי תדר של כ- 20 עד 50 קילוהרץ, או בין 20,000 ל- 50,000 פעימות בשנייה. השיטה רועשת ויוצרת מספיק חום בכדי להפוך שיטה זו למטרידה עבור חומרים רגישים במיוחד לחום.

תמוגה פיזית:הלם אוסמוטי היא דרך אחת לליז תאים; זה מוריד את ה"משיכה "היונית של המדיום שבו נמצאים התאים, מה שעלול לגרום למים לעזוב את המדיום ולזרום לתאים. זה בתורו עלול לגרום לתאים להתנפח ולהתפוצץ. פעילי שטח הם סוג של חומר ניקוי שבאמצעותו ניתן לשבש קרומי תאים בתהליך זה.

רוב בַּקטֶרִיָהאולם, רקמות שמרים וצמחים עמידות בפני זעזועים אוסמוטיים הודות לדפנות התאים שלהן, אשר תאים אוקריוטים בדרך כלל חסרים. כתוצאה מכך בדרך כלל נדרשות טכניקות הפרעה חזקות יותר.

א פצצת תאים הוא אמצעי פיזי נוסף לשיבוש תאים. כאן, התאים מוצבים בלחץ גבוה מאוד (עד 25,000 פאונד לאינץ 'מרובע, או כ -170 מיליון פסקל). כאשר הלחץ משתחרר במהירות, שינוי הלחץ הפתאומי גורם לשחרור גזים שהתמוססו בתאים כבועות. זה בתורו פורץ את התאים.

תמוגה ביולוגית:אנזימים עשוי להיות שימושי בסיוע בפגיעה בדפנות התא של חיידקים. ליזוזים, למשל, שימושי מאוד לפירוק דופן התא של החיידקים, המהווה מחסום יציב יותר מקרום התא. אַחֵר אנזימים הנפוצים כוללים צלולאז (המוריד עמילן) ופרוטאזות (המורידות חלבונים).

פירוק כימי: חומרי ניקוי, כאמור, משמשים במהלך שיטת ההלם האוסמוטי של תמוגה של תאים, אך ניתן להשתמש בהם גם בתאי תא עצמאיים באמצעות שימוש בתמיסה כימית בלבד. אלה חומרי ניקוי לעבוד פשוט על ידי הפיכת החלבונים המוטבעים ב קרום תא (שהוא בעיקר פוספט ושומנים) מסיס יותר, מה שמקל על פירוק הממברנה כולה.

המונח "פתרון תמוגה של תאים" משמש לעתים, אם כי לא תמיד, לסירוגין עם "מאגר תמוגה". לכן כדאי לדעת את הספציפי מרכיבים של קוקטייל כימי שתוכנן במיוחד כדי לפרק את קרום התא מבלי לפגוע בשלמות התא תוכן.

חיץ פירוק אופייני עשוי להכיל תערובת של מלחי חיץ, כגון:

• 50 מ"מ טריס- HCl pH 7.5 (חיץ תעשייתי עם רמת בסיס בסיסית, או בסיסית, או יון מימן)
• 100 מ"מ NaCl (מלח שולחן)
• 1 מ"מ DTT (במיוחד לחלבונים)
• גליצרול 5% (אלכוהול סוכר ו"עמוד השדרה "של השומנים)

מיצוי חלבונים הוא תהליך פשוט מספיק, לפחות באופן עקרוני. ראשית, התאים שמהם ייקח חלבון ספציפי ממוזגים. אחת מהשיטות שתוארו לעיל תיבחר, ​​לאחר איסוף החלבון, הוא יעשה זאת בדרך כלל צריך להפריד בין הרבה חומר רקע שהוא, לפחות למטרות הנוכחיות לא רצויות.

לדוגמה, חומצות גרעין (DNA ו- RNA) כמעט תמיד עושים את דרכם אל lysate, או הפתרון המכיל את תוכן התא המשוחרר. ניתן להשתמש בתכשירים כימיים מיוחדים כדי "לשטוף" את חומצת הגרעין מהתמיסה ולהשאיר בעיקר חלבון מאחור. צעדים כימיים ופיזיקליים נוספים יובילו לטוהר גדול יותר ויותר בחלבון הנאסף.