Celice so osnovne življenjske enote, saj so najenostavneje ločeni ponavljajoči se biološki "predmeti", ki imajo glavne lastnosti, povezane z življenjem, kot sta razmnoževanje in metabolizem. Kot samostojne entitete imajo natančno določeno fizično obliko, tako kot pri vsakdanjih rastlinah in živali, zadostna fizična motnja na tej "posodi" lahko hitro privede do izgube življenja organizma v vprašanje.
Membrana, ki obdaja celice, svoje delo opravlja izjemno dobro, saj je svojo osnovno obliko ohranila v vsem življenju na Zemlji že sto milijonov let. Vendar to ni čarobna ovira in jo lahko smrtno motijo različne vrste sil, kar vodi do razpada celica in njegova vsebina na enak način kot recimo gumijasti balon, ki je prepoln s sokom in sadjem, nato pa se poka.
Liza celic je to razbijanje celice z neko zunanjo silo. Čeprav je za celico usodno, v nekaterih situacijah človeški znanstveniki želijo lizirati celico ali celice, da pridejo do vsebine, ne da bi jih uničili. (Pomislite na stare filme o bankroterjih, kjer hudobci poskušajo razstreliti trezor, ne da bi pri tem požgali denar.) A
raztopina za lizo, imenovano tudi a pufer za lizo, je eden izmed mnogih načinov, kako to doseči.Komponente celic: Kaj naj Lyse?
Celice obstajajo v dveh osnovnih vrstah, ki odražata dve taksonomski domeni v "korenu" razvejanega drevesa življenja: prokariontski in evkariontski, z ustreznimi domenami Prokariota (bakterije in drugi enocelični ali enocelični organizmi) in Evkariota (rastline, živali, protisti in glive, zelo malo enoceličnih).
Prokariontske celice imajo običajno malo več kot štirje elementi, ki so skupni vsem živim celicam: a celična membrana, a citoplazmi ("goo", ki tvori večino notranjosti celice), genski material v obliki DNK (deoksiribonukleinska kislina) in ribosomi za izdelavo beljakovin. Eukariontske celice pa vsebujejo veliko drugih lastnosti, vključno z jedrom okoli svoje DNK.
Glavna značilnost ločevanja evkariontskih celic od prokariontskih celic je v tem, da imajo evkariontske celice membrano vezane organele. Plazemska membrana okoli teh struktur je skoraj enaka membrani okoli celice kot celote, zato so ranljive za enake fizikalne in kemijske grožnje.
Pravzaprav je ena vrsta organele, imenovana a lizosom, je edini namen raztapljanja odpadnih snovi iz celične presnove, da se jih znebimo.
Osnove celične lize
Liza celic se bo v okviru tega članka nanašala na namensko lizo celic s strani človeka, da bo vsebina lahko nedotaknjena, ne le na fizični ali kemični dogodek lize. Katere so nekatere stvari v celicah, do katerih bi znanstveniki in drugi morda želeli dostop?
Če ne najdete razloga z vrha glave, si omislite del celice, za katerega vidite, da deluje bolj ali manj kot možgani. To bi bilo jedro (pri evkariontih) aglomeracije DNA, ki nekoliko spominja na difuzno jedro brez membran (v prokariontih).
Genetski material ima "spomin" v resničnem pomenu, saj ohranja informacije podobno kot vaš um, čeprav uporablja različne procese. DNK je zato neprecenljiva tarča znanstvenih delavcev, ki jo morajo z metodo lize izvleči iz celic nepoškodovanih.
Celice vsebujejo številne druge snovi, ki so zanimive za medicinske in druge raziskovalce ter laboratorijske delavce, vključno z bratom in sestro DNK RNA (ribonukleinska kislina) in različnih beljakovin, hormonov in drugih makromolekul. Ekstrakcija beljakovin je posebej obravnavana v nadaljevanju.
Opredelitev in vrste celične lize
Liza je preprosto postopek lomljenja nečesa na mikroskopski ravni. Pomeni v bistvu isto kot "raztapljanje", le da tega ne morete videti s prostim očesom. Znanstveniki in drugi imajo zdaj na različne načine lizo celic za strateški namen.
(Ne pozabite, da medtem ko celica umre, ko je lizirana, to ne pomeni, da je "liza" enakovredna "uničenju".)
Na splošno te metode lize celic vključujejo mehanski in ne-mehanske metode liziranja, pri čemer zadnje tri vključujejo fizikalni, kemični in biološki sredstva za lizo celic. Uporaba puferske raztopine za lizo celic se šteje za kemično metodo.
Mehanske oblike celične lize
Mehanske motnje v celici so lahko v obliki a kroglični mlin, pri katerem se majhne steklene, kovinske ali keramične krogle pretresajo z veliko hitrostjo skupaj s tekočo mešanico celic, ki nas zanimajo. Pri tej metodi kroglice preprosto razbijejo celice.
Druga možnost je, ultrazvočno razbijanjeali uporaba zvočnih valov zagotavlja drugačno vrsto učinkovitega motenja celične membrane prek mehanske naprave, ki je lahko učinkovita. Ti zvočni valovi imajo frekvenco približno 20 do 50 kHz ali 20.000 do 50.000 utripov na sekundo. Metoda je hrupna in ustvarja tudi dovolj toplote, da ta metoda povzroča težave pri posebej toplotno občutljivih materialih.
Druge oblike celične lize
Fizična liza:Osmotski šok je en način liziranja celic; zmanjša ionsko "vlečenje" medija, v katerem so celice, kar lahko povzroči, da voda zapusti medij in teče v celice. To pa lahko povzroči, da celice nabreknejo in počijo. Površinsko aktivne snovi so neke vrste detergenti, s katerimi lahko v tem procesu motijo celične membrane.
Večina bakterije, kvas in rastlinska tkiva pa so odporni na osmotske šoke zaradi svojih celičnih sten, ki jih evkariontske celice praviloma nimajo. Kot rezultat so običajno potrebne močnejše tehnike motenj.
A celična bomba je drugo fizično sredstvo za motenje celic. Tu so celice postavljene pod zelo visok pritisk (do 25.000 funtov na kvadratni palec ali približno 170 milijonov paskalov). Ko se tlak hitro sprosti, nenadna sprememba tlaka povzroči, da se plini, ki so se raztopili v celicah, sproščajo kot mehurčki. To pa odpira celice.
Biološka liza:Encimi je lahko koristen pri razgradnji celičnih sten bakterij. Lizozim je na primer zelo koristen za razgradnjo celične stene bakterij, ki je močnejša ovira od celične membrane. Drugo encimi pogosto uporabljeni vključujejo celulazo (ki razgradi škrob) in proteaze (ki razgrajujejo beljakovine).
Kemična liza: Kot smo že omenili, se detergenti uporabljajo med osmotsko-šok metodo lize celic, lahko pa se uporabljajo tudi pri samostojni lizi celic z uporabo samo kemične raztopine. Te detergenti delujejo preprosto tako, da beljakovine vdelajo v celična membrana (ki je večinoma fosfat in lipidi) bolj topen, kar olajša razgradnjo membrane kot celote.
Kaj je v liznem pufru?
Izraz "raztopina za lizo celic" se včasih, čeprav ne vedno, uporablja izmenično z "pufer za lizo". Koristno je torej vedeti konkretno sestavine kemičnega koktajla, zasnovanega posebej za razgradnjo celične membrane brez ogrožanja celovitosti celice vsebino.
Tipičen pufer za lizo lahko vsebuje mešanico puferskih soli, na primer naslednje:
- 50 mM Tris-HCl pH 7,5 (industrijski pufer z rahlo alkalnim ali bazičnim nivojem pH ali vodikovih ionov)
- 100 mM NaCl (kuhinjska sol)
- 1 mM DTT (posebej za beljakovine)
- 5% glicerola (sladkorni alkohol in "hrbtenica" lipidov)
Tehnika ekstrakcije beljakovin
Ekstrakcija beljakovin je vsaj načeloma dovolj preprost postopek. Najprej se lizirajo celice, iz katerih bo vzeta določena beljakovina. Ne glede na to, katera izmed zgoraj opisanih metod je izbrana, se beljakovine enkrat zberejo običajno je treba ločiti od veliko ozadja, ki je vsaj za sedanje namene nezaželena.
Na primer nukleinska kislina (DNA in RNA) se skoraj vedno prebijejo v lizatali raztopina, ki vsebuje sproščeno vsebino celice. S posebnimi kemičnimi pripravki lahko "izperemo" nukleinsko kislino iz raztopine in za seboj pustimo večinoma beljakovine. Dodatni kemični in fizični koraki bodo privedli do večje in večje čistosti zbranih beljakovin.