Ląstelių lizės tirpalo paskirtis

Ląstelės yra pagrindiniai gyvenimo vienetai, nes jie yra paprasčiausi aiškiai besikartojantys biologiniai „objektai“, turintys pagrindines su gyvenimu susijusias savybes, tokias kaip reprodukcija ir medžiagų apykaita. Kaip savarankiški subjektai, jie turi tiksliai apibrėžtą fizinę formą, kaip ir kasdieniniai augalai gyvūnams, pakankamas fizinis šio "indo" sutrikimas gali greitai prarasti organizmo gyvybę klausimas.

Ląsteles supanti membrana atlieka savo darbą nepaprastai gerai, šimtus milijonų metų išlaikydama tą pačią pagrindinę formą per visą Žemės gyvenimą. Bet tai nėra stebuklinga kliūtis ir ją gali mirtinai suardyti įvairios jėgos, dėl kurių gali nutrūkti ląstelė ir jo turinys taip pat, kaip, tarkime, guminis balionas, perpildytas sultimis ir vaisiais, o po to iššokantis.

Ląstelių lizė ar tai yra ląstelės skaidymasis kažkokia išorine jėga. Nors tai yra lemtinga ląstelei, yra tam tikrų situacijų, kai žmonių mokslininkai nori lizuoti ląstelę ar ląsteles, kad patektų į turinį jų nesunaikindami. (Pagalvokime senus bankrotų filmus, kur blogiukai bando susprogdinti skliautą, nesudegindami viduje esančių pinigų.) A

Ląstelės yra dviejų pagrindinių tipų, atspindinčių dvi taksonomines sritis šakojančio gyvenimo medžio „šaknyje“: prokariotas ir eukariotas, su atitinkamais domenais Prokariota (bakterijos ir kiti vienaląsčiai arba vienaląsčiai organizmai) ir Eukariota (augalai, gyvūnai, protistai ir grybai, labai nedaug jų vienaląsčiai).

Prokariotinės ląstelės paprastai turi šiek tiek daugiau nei keturi elementai, būdingi visoms gyvoms ląstelėms: a ląstelės membrana, a citoplazma ("goo", kuris sudaro didžiąją dalį ląstelės vidaus), genetinė medžiaga DNR (dezoksiribonukleino rūgštis) ir ribosomos baltymams gaminti. Kita vertus, eukariotinėse ląstelėse yra daugybė kitų požymių, įskaitant branduolį aplink jų DNR.

Pagrindinė charakteristika, skirianti eukariotines ląsteles nuo prokariotinių ląstelių, yra ta, kad eukariotinės ląstelės yra sujungtos su membrana organelės. Plazmos membrana aplink šias struktūras yra praktiškai identiška aplink visą ląstelę esančiai membranai, todėl jos yra pažeidžiamos tų pačių fizinių ir cheminių grėsmių.

Tiesą sakant, vienos rūšies organelės, vadinamos a lizosoma, vienintelis tikslas yra ištirpinti ląstelių apykaitos atliekas ir jų atsikratyti.

Ląstelių lizė, atsižvelgiant į šį straipsnį, bus nukreipta į tikslingą ląstelių lizavimą žmonėms, kad turinį būtų galima gauti nepažeistą, o ne tik apie fizinį ar cheminį lizės įvykį. Kas yra keletas dalykų, esančių ląstelėse, prie kurių mokslininkai ir kiti gali norėti naudotis?

Jei negalite sugalvoti priežasties ne savo viršugalvyje, apsvarstykite tą ląstelės dalį, kuri, jūsų nuomone, veikia daugiau ar mažiau kaip jos smegenys. Tai būtų branduolys (eukariotuose) DNR aglomeracijos, šiek tiek panašios į be membranos, difuzinį branduolį (prokariotuose).

Genetinė medžiaga turi „atmintį“ tikrąja prasme, nes ji išsaugo informaciją panašiai kaip jūsų protas, nors ir naudoja skirtingus procesus. Todėl DNR yra neįkainojamas taikymas mokslo darbuotojams, kuriems reikia ją išgauti iš nepažeistų ląstelių, naudojant lizės metodą.

Ląstelėse yra daugybė kitų medžiagų, kurios domina medicinos ir kitus tyrėjus bei laboratorijos darbuotojus, įskaitant DNR brolį RNR (ribonukleino rūgštis) baltymų, hormonų ir kitų makromolekulių įvairovė. Baltymų išgavimas yra aptariamas toliau.

Lizė yra tiesiog procesas, kai mikroskopiniame lygyje kažkas suskaidoma. Tai iš esmės reiškia tą patį, kas „ištirpimas“, išskyrus tai, kad jūs negalite pamatyti, kaip tai vyksta jūsų nepaleista akimi. Mokslininkai ir kiti žmonės turi įvairių būdų lizuoti ląsteles strateginiais tikslais.

(Atminkite, kad nors ląstelė miršta, kai ji yra lizuojama, tai nereiškia, kad „lizuoti“ yra tolygu „sunaikinti“.)

Paprastai šie ląstelių lizės metodai apima: mechaninis ir nemechaniniai lizavimo metodai, įskaitant tris pastaruosius fiziniai, cheminiai ir biologiniai priemonės ląstelių lizei sukelti. Ląstelių lizės buferinio tirpalo naudojimas yra cheminis metodas.

Mechaninis ląstelės sutrikimas gali pasireikšti a karoliukų malūnas, kuriame mažais stiklo, metalo ar keramikos rutuliais sujudinamas didelis greitis kartu su skystu dominančių ląstelių mišiniu. Taikant šį metodą, karoliukai paprasčiausiai atidaro ląsteles.

Arba: ultragarsuarba naudojant garso bangas, mechaninis aparatas, kuris gali būti efektyvus, suteikia kitokio tipo efektyvų ląstelių membranos pažeidimą. Šių garso bangų dažnis yra nuo 20 iki 50 kHz arba nuo 20 000 iki 50 000 smūgių per sekundę. Metodas yra triukšmingas ir taip pat sukuria pakankamai šilumos, kad šis metodas būtų varginantis ypač karščiui jautrioms medžiagoms.

Fizinė lizė:Osmosinis šokas yra vienas iš būdų lizuoti ląsteles; tai sumažina ląstelių esančios terpės joninį „traukimą“, dėl kurio vanduo gali palikti terpę ir tekėti į ląsteles. Tai savo ruožtu gali sukelti ląstelių patinimą ir sprogimą. Paviršinio aktyvumo medžiagos yra tam tikras ploviklis, kuris gali būti naudojamas pažeidžiant ląstelių membranas šiame procese.

Dauguma bakterijos, mielės ir augalų audiniai, tačiau yra atsparūs osmosiniams smūgiams dėl savo ląstelių sienelių, kurių eukariotinėms ląstelėms paprastai trūksta. Todėl paprastai reikalingi griežtesni trikdymo būdai.

A ląstelių bomba yra dar viena fizinė priemonė sutrikdyti ląsteles. Čia ląstelėms tenka labai didelis slėgis (iki 25 000 svarų už kvadratinį colį arba apie 170 milijonų paskalų). Kai slėgis greitai atpalaiduojamas, staigus slėgio pokytis sukelia ląstelėse ištirpusių dujų burbuliukus. Tai savo ruožtu pertraukia ląsteles.

Biologinė lizė:Fermentai gali būti naudinga padedant suskaidyti bakterijų ląstelių sieneles. Pavyzdžiui, lizocimas yra labai naudingas ardant bakterijų ląstelių sienelę, kuri yra tvirtesnė kliūtis nei ląstelės membrana. Kita fermentai paprastai naudojamos celiuliozės (skaidančios krakmolą) ir proteazės (skaidančios baltymus).

Cheminė lizė: Plovikliai, kaip pažymėta, naudojami atliekant osmosinio šoko ląstelių lizės metodą, tačiau taip pat gali būti naudojami atskirai ląstelių lizei, naudojant vien cheminį tirpalą. Šie plovikliai dirbti paprasčiausiai padarant baltymus, įterptus į ląstelės membrana (kuris dažniausiai yra fosfatai ir lipidai) geriau tirpsta, todėl visa membrana gali būti skaidoma lengviau.

Terminas „ląstelių lizės tirpalas“ kartais, nors ir ne visada, vartojamas pakaitomis su „lizės buferiu“. Taigi naudinga žinoti konkretų cheminio kokteilio ingredientai, skirti specialiai suskaidyti ląstelės membraną, nepakenkiant ląstelės vientisumui turinį.

Tipiškame lizės buferyje gali būti buferinių druskų mišinys, pavyzdžiui:

• 50 mM Tris-HCl, pH 7,5 (pramoninis buferis su šiek tiek šarminiu arba baziniu, pH arba vandenilio jonų lygiu)
• 100 mM NaCl (valgomoji druska)
• 1 mM DTT (specialiai baltymams)
• 5% glicerolio (cukraus alkoholis ir lipidų „pagrindas“)

Baltymų gavyba yra pakankamai paprastas procesas, bent jau iš principo. Pirma, lizuojamos ląstelės, iš kurių bus paimtas specifinis baltymas. Kuris iš aukščiau aprašytų metodų yra pasirinktas, surinkus baltymą, jis taip pat bus paprastai reikia atskirti nuo daugybės foninių dalykų, kurie bent jau dabartiniais tikslais yra nepageidaujamas.

Pavyzdžiui, nukleorūgštys (DNR ir RNR) beveik visada patenka į lizatasarba tirpalas, kuriame yra išlaisvintų ląstelių turinio. Norint „nuplauti“ nukleorūgštį iš tirpalo ir palikti baltymų, gali būti naudojami specialūs cheminiai preparatai. Papildomi cheminiai ir fiziniai veiksmai lems didesnį ir didesnį renkamų baltymų grynumą.