Назначение раствора для лизиса клеток

Клетки являются основными единицами жизни, поскольку они представляют собой простейшие отдельные повторяющиеся биологические «объекты», которые обладают основными свойствами, связанными с жизнью, такими как воспроизводство и метаболизм. Как самодостаточные сущности, они имеют четко определенную физическую форму, как и обычные растения и растения. животных, достаточное физическое повреждение этого «сосуда» может быстро привести к гибели организма в вопрос.

Мембрана, окружающая клетки, очень хорошо выполняет свою работу, сохраняя свою основную форму во всей жизни на Земле в течение сотен миллионов лет. Но это не магический барьер, и он может быть разрушен различными силами, что приведет к разрушению клетка и его содержимое точно так же, как, скажем, резиновый шар, который переполняется соком и фруктами, а затем лопается.

Лизис клеток это разрушение клетки некоторой внешней силой. Хотя это губительно для клетки, существуют определенные ситуации, в которых ученые-люди хотят лизировать клетку или клетки, чтобы добраться до содержимого, не разрушая его. (Вспомните старые фильмы про грабителей банкротства, в которых плохие парни пытаются взорвать хранилище, не сжигая внутри деньги.)

Клетки бывают двух основных типов, отражающих две таксономические области в «корне» ветвящегося древа жизни: прокариотический а также эукариотический, с соответствующими доменами Прокариота (бактерии и другие одноклеточные или одноклеточные организмы) и Эукариоты (растения, животные, простейшие и грибы, очень немногие из них одноклеточные).

Прокариотические клетки обычно имеют немного больше, чем четыре элемента, общих для всех живых клеток: клеточная мембрана, а цитоплазма («слизь», составляющая большую часть внутренней части клетки), генетический материал в виде ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и рибосомы для производства белков. С другой стороны, эукариотические клетки содержат множество других функций, в том числе ядро ​​вокруг их ДНК.

Основная характеристика, отделяющая эукариотические клетки от прокариотических клеток, заключается в том, что эукариотические клетки имеют мембраносвязанные органеллы. Плазматическая мембрана вокруг этих структур практически идентична мембране вокруг клетки в целом, и поэтому они уязвимы для тех же физических и химических угроз.

Фактически, один вид органелл, называемый лизосома, имеет единственную цель - растворять отходы клеточного метаболизма, чтобы избавиться от них.

Клеточный лизис в контексте этой статьи будет относиться к целенаправленному лизису клеток людьми, так что содержимое может быть получено неповрежденным, а не только к физическому или химическому процессу лизиса. К каким вещам внутри клеток ученые и другие люди могут захотеть получить доступ?

Если вы не можете придумать причину в своей голове, подумайте о той части клетки, которая, по вашему мнению, функционирует более или менее как ее мозг. Это было бы ядро (у эукариот) агломерации ДНК, чем-то напоминающей безмембранное диффузное ядро ​​(у прокариот).

Генетический материал обладает «памятью» в реальном смысле, поскольку он сохраняет информацию так же, как и ваш разум, хотя и использует другие процессы. Таким образом, ДНК является бесценной целью научных работников, которым необходимо извлечь ее из неповрежденных клеток с помощью метода лизиса.

Клетки содержат множество других веществ, представляющих интерес для медицинских и других исследователей и сотрудников лабораторий, включая родственников ДНК. РНК (рибонуклеиновая кислота) и множество белков, гормонов и других макромолекул. Конкретно экстракция белка обсуждается ниже.

Лизис - это просто процесс разрушения чего-либо на микроскопическом уровне. По сути, это означает то же самое, что и «растворение», за исключением того, что вы не можете увидеть это невооруженным глазом. У ученых и других специалистов теперь есть множество способов лизировать клетки в стратегических целях.

(Помните, что хотя клетка умирает, когда она лизируется, это не означает, что «лизировать» эквивалентно «разрушать».)

Обычно эти методы лизиса клеток включают: механический и немеханические методы лизирования, причем последние три включают физические, химические и биологические средства, вызывающие лизис клеток. Использование буферного раствора для лизиса клеток квалифицируется как химический метод.

Механическое разрушение клетки может иметь форму бисерная мельница, в котором маленькие стеклянные, металлические или керамические сферы встряхиваются с высокой скоростью вместе с жидкой смесью представляющих интерес ячеек. В этом методе бусинки просто открывают ячейки.

В качестве альтернативы, обработка ультразвукомили использование звуковых волн, обеспечивает другой тип эффективного разрушения клеточной мембраны с помощью механического устройства, которое может быть эффективным. Эти звуковые волны имеют частоту примерно от 20 до 50 кГц, или от 20 000 до 50 000 ударов в секунду. Этот метод является шумным, а также создает достаточно тепла, чтобы сделать этот метод неудобным для особенно термочувствительных материалов.

Физический лизис:Осмотический шок один из способов лизировать клетки; он снижает ионное «притяжение» среды, в которой находятся клетки, что может заставить воду покидать среду и течь в клетки. Это, в свою очередь, может вызвать набухание и взрыв клеток. ПАВ представляют собой своего рода моющее средство, которое можно использовать для разрушения клеточных мембран в этом процессе.

Большинство бактерии, дрожжи и ткани растений устойчивы к осмотическим ударам благодаря своим клеточным стенкам, которых, как правило, нет у эукариотических клеток. В результате обычно требуются более сильные методы разрушения.

А клеточная бомба это еще одно физическое средство разрушения клеток. Здесь ячейки находятся под очень высоким давлением (до 25 000 фунтов на квадратный дюйм, или около 170 миллионов Паскалей). Когда давление быстро сбрасывается, резкое изменение давления заставляет газы, растворенные в ячейках, выделяться в виде пузырьков. Это, в свою очередь, разрушает клетки.

Биологический лизис:Ферменты может быть полезно для разрушения клеточных стенок бактерий. Лизоцим, например, очень полезен для разрушения клеточной стенки бактерий, которая является более прочным барьером, чем клеточная мембрана. Другой ферменты обычно используемые включают целлюлазу (которая разлагает крахмал) и протеазы (которые разлагают белки).

Химический лизис: Как уже отмечалось, детергенты используются во время метода лизиса клеток с осмотическим шоком, но также могут использоваться для автономного лизиса клеток с использованием одного химического раствора. Эти моющие средства работают просто за счет того, что белки встроены в клеточная мембрана (который в основном состоит из фосфатов и липидов) более растворим, что облегчает разрушение мембраны в целом.

Термин «раствор для лизиса клеток» иногда, хотя и не всегда, используется взаимозаменяемо с «буфером для лизиса». Так что полезно знать конкретные ингредиенты химического коктейля, разработанные специально для разрушения клеточной мембраны без нарушения целостности клетки содержание.

Типичный буфер для лизиса может содержать смесь буферных солей, например следующих:

• 50 мМ Трис-HCl pH 7,5 (промышленный буфер со слабощелочным или щелочным pH или уровнем ионов водорода)
• 100 мМ NaCl (поваренная соль)
• 1 мМ DTT (специально для белков)
• 5% глицерин (сахарный спирт и «основа» липидов)

Извлечение белка - процесс достаточно простой, по крайней мере, в принципе. Сначала лизируются клетки, из которых будет взят определенный белок. Какой бы из описанных выше методов ни был выбран, после того, как белок будет собран, он будет обычно необходимо отделить от большого количества фоновых материалов, которые, по крайней мере, для настоящих целей, являются нежелательный.

Например, нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) почти всегда попадают в лизат, или раствор, содержащий освобожденное содержимое ячеек. Можно использовать специальные химические препараты, чтобы «вымыть» нуклеиновую кислоту из раствора и оставить в основном белок. Дополнительные химические и физические действия приведут к все большей и большей чистоте собираемого белка.