Doel van cellysisoplossing

Cellen zijn de basiseenheden van het leven, omdat ze de eenvoudigste onderscheiden zich herhalende biologische 'objecten' zijn die de belangrijkste eigenschappen dragen die met het leven samenhangen, zoals reproductie en metabolisme. Als op zichzelf staande entiteiten hebben ze een goed gedefinieerde fysieke vorm, en net als bij alledaagse planten en dieren, kan voldoende fysieke verstoring van dit "vat" snel leiden tot verlies van leven voor het organisme in vraag.

Het membraan dat de cellen omringt, doet zijn werk buitengewoon goed en heeft gedurende honderden miljoenen jaren dezelfde basisvorm in al het leven op aarde behouden. Maar het is geen magische barrière en het kan dodelijk worden verstoord door verschillende soorten krachten, wat leidt tot het uiteenvallen van de cel en de inhoud ervan op dezelfde manier als, laten we zeggen, een rubberen ballon die te vol is met sap en fruit en dan knalt.

cel lysis is dit het uiteenvallen van een cel door een externe kracht. Hoewel het dodelijk is voor de cel, zijn er bepaalde situaties waarin menselijke wetenschappers een cel of cellen willen lyseren om bij de inhoud te komen zonder ze te vernietigen. (Denk aan oude bankroversfilms waarin de slechteriken een kluis proberen op te blazen zonder het geld erin te verbranden.)

Cellen zijn er in twee basistypen, die de twee taxonomische domeinen weerspiegelen aan de "wortel" van de vertakkende levensboom: prokaryotisch en eukaryoot, waarbij de bijbehorende domeinen zijn Prokaryota (bacteriën en andere eencellige of eencellige organismen) en Eukaryota (planten, dieren, protisten en schimmels, zeer weinig eencellige).

Prokaryotische cellen hebben meestal weinig meer in zich dan de vier elementen die alle levende cellen gemeen hebben: celmembraan, een cytoplasma (de "goo" die het grootste deel van het celinterieur vormt), genetisch materiaal in de vorm van DNA (deoxyribonucleïnezuur) en ribosomen voor het maken van eiwitten. Eukaryote cellen daarentegen bevatten veel andere kenmerken, waaronder een kern rond hun DNA.

Het belangrijkste kenmerk dat eukaryote cellen van prokaryotische cellen scheidt, is dat eukaryote cellen membraangebonden organellen. Het plasmamembraan rond deze structuren is vrijwel identiek aan dat rond de cel als geheel, en dus zijn ze kwetsbaar voor dezelfde soorten fysieke en chemische bedreigingen.

In feite is er een soort organel, genaamd a lysosoom, heeft als enige doel de afvalproducten van het celmetabolisme op te lossen om ze kwijt te raken.

Cellysis, in de context van dit artikel, zal verwijzen naar de doelbewuste lysis van cellen door mensen, zodat de inhoud intact kan worden verkregen, niet alleen naar de fysieke of chemische gebeurtenis van lysis. Wat zijn enkele dingen in cellen waar wetenschappers en anderen misschien toegang toe willen hebben?

Als je geen reden kunt bedenken, beschouw dan het deel van een cel dat je min of meer als zijn hersenen ziet functioneren. Dat zou het zijn kern (in eukaryoten) van de agglomeratie van DNA die enigszins lijkt op een membraanvrije, diffuse kern (in prokaryoten).

Het genetische materiaal heeft in feite "geheugen", omdat het informatie op dezelfde manier vasthoudt als je geest, hoewel het verschillende processen gebruikt. DNA is daarom een ​​onschatbaar doelwit van wetenschappers die het met behulp van een lysismethode uit intacte cellen moeten halen.

Cellen bevatten een verscheidenheid aan andere stoffen die van belang zijn voor medische en andere onderzoekers en laboratoriummedewerkers, waaronder de broer of zus van DNA RNA (ribonucleïnezuur) en een verscheidenheid aan eiwitten, hormonen en andere macromoleculen. Eiwitextractie wordt hieronder specifiek besproken.

Lysis is gewoon het proces waarbij iets op microscopisch niveau uit elkaar wordt gehaald. Het betekent in wezen hetzelfde als 'oplossen', behalve dat je het niet met je blote oog kunt zien gebeuren. Wetenschappers en anderen hebben nu verschillende manieren om cellen te lyseren voor strategische doeleinden.

(Vergeet niet dat, hoewel een cel sterft wanneer deze wordt gelyseerd, dit niet betekent dat "lyseren" gelijk staat aan "vernietigen".)

Over het algemeen omvatten deze methoden van cellyse: mechanisch en niet-mechanische lyseringsmethoden, waarvan de laatste drie: fysiek, chemisch en biologisch middel om cellysis teweeg te brengen. Het gebruik van een cellysisbufferoplossing kwalificeert als een chemische methode.

Mechanische verstoring van de cel kan de vorm aannemen van een kralenmolen, waarin kleine glazen, metalen of keramische bolletjes met hoge snelheid worden geschud samen met een vloeibaar mengsel van de cellen van belang. Bij deze methode breken de kralen de cellen eenvoudig open.

Alternatief, ultrasoonapparaat, of het gebruik van geluidsgolven, biedt een ander type effectieve celmembraanverstoring via een mechanisch apparaat dat effectief kan zijn. Deze geluidsgolven hebben een frequentie van ongeveer 20 tot 50 kHz, ofwel 20.000 tot 50.000 slagen per seconde. De methode is luidruchtig en creëert ook voldoende warmte om deze methode lastig te maken voor bijzonder warmtegevoelige materialen.

Fysieke lysis:Osmotische schok is een manier om cellen te lyseren; het verlaagt de ionische "trekkracht" van het medium waarin de cellen zich bevinden, waardoor water het medium kan verlaten en in de cellen kan stromen. Dit kan er op zijn beurt toe leiden dat cellen opzwellen en barsten. Oppervlakteactieve stoffen zijn een soort wasmiddel dat kan worden gebruikt om celmembranen in dit proces te verstoren.

Meest bacteriën, gist en plantenweefsels zijn echter resistent tegen osmotische schokken dankzij hun celwanden, die eukaryote cellen in de regel missen. Als gevolg hiervan zijn meestal sterkere verstoringstechnieken vereist.

EEN celbom is een ander fysiek middel om cellen te verstoren. Hier worden cellen onder zeer hoge druk geplaatst (tot 25.000 pond per vierkante inch, of ongeveer 170 miljoen Pascal). Wanneer de druk snel wordt opgeheven, zorgt de plotselinge drukverandering ervoor dat gassen die in cellen zijn opgelost, als bellen vrijkomen. Dit breekt op zijn beurt de cellen open.

Biologische lysis:Enzymen kan nuttig zijn bij het helpen afbreken van de celwanden van bacteriën. Lysozyme is bijvoorbeeld erg handig voor het afbreken van de celwand van bacteriën, die een stevigere barrière is dan het celmembraan. andere enzymen algemeen gebruikt omvatten cellulase (die zetmeel afbreekt) en proteasen (die eiwitten afbreken).

Chemische lysis: Detergentia worden, zoals opgemerkt, gebruikt tijdens de osmotische-shockmethode van cellyse, maar kunnen ook worden gebruikt bij stand-alone cellyse door het gebruik van alleen een chemische oplossing. Deze wasmiddelen werken simpelweg door de eiwitten die zijn ingebed in de celmembraan (die meestal fosfaat en lipiden zijn) beter oplosbaar, waardoor het membraan als geheel gemakkelijker kan worden afgebroken.

De term "cellysisoplossing" wordt soms, maar niet altijd, door elkaar gebruikt met "lysisbuffer". Het is dus handig om de specifieke ingrediënten van een chemische cocktail die speciaal is ontworpen om het celmembraan af te breken zonder de integriteit van de cel in gevaar te brengen inhoud.

Een typische lysisbuffer kan een mengsel van bufferzouten bevatten, zoals de volgende:

• 50 mM Tris-HCl pH 7,5 (een industriële buffer met een licht alkalisch of basisch pH- of waterstofionniveau)
• 100 mM NaCl (keukenzout)
• 1 mM DTT (specifiek voor eiwitten)
• 5% glycerol (een suikeralcohol en de "ruggengraat" van lipiden)

Eiwitextractie is een eenvoudig genoeg proces, althans in principe. Eerst worden de cellen waaruit een specifiek eiwit wordt gehaald, gelyseerd. Welke van de hierboven beschreven methoden ook wordt gekozen, zodra het eiwit is verzameld, zal het: moeten meestal worden gescheiden van veel achtergrondmateriaal dat, althans voor de huidige doeleinden, is ongewenst.

Bijvoorbeeld, nucleïnezuren (DNA en RNA) vinden bijna altijd hun weg naar de lysaat, of de oplossing die de vrijgekomen celinhoud bevat. Speciale chemische preparaten kunnen worden gebruikt om het nucleïnezuur uit de oplossing te "wassen" en het meeste eiwit achter te laten. Extra chemische en fysische stappen zullen leiden tot een steeds grotere zuiverheid van het eiwit dat wordt verzameld.