Hücre Lizis Solüsyonunun Amacı

Hücreler yaşamın temel birimleridir, çünkü üreme ve metabolizma gibi yaşamla ilgili temel özellikleri taşıyan en basit, farklı yinelenen biyolojik "nesneler"dirler. Kendi kendine yeten varlıklar olarak, iyi tanımlanmış bir fiziksel forma sahiptirler ve tıpkı günlük bitkiler ve hayvanlar, bu "damar"da yeterli fiziksel bozulma, organizma için hızlı bir şekilde yaşam kaybına yol açabilir. soru.

Hücreleri saran zar, işini son derece iyi yapar, yüz milyonlarca yıldır Dünya'daki tüm yaşamda aynı temel biçimini korumuştur. Ancak bu sihirli bir engel değildir ve çeşitli güçler tarafından ölümcül bir şekilde bozulabilir ve bu da hücre ve içeriği, örneğin, meyve suyu ve meyve ile aşırı doldurulmuş ve sonra patlayan bir kauçuk balonla aynı şekilde.

hücre parçalanması Bu, bir hücrenin bir dış kuvvet tarafından parçalanmasıdır. Hücre için ölümcül olsa da, insan bilim adamlarının bir hücreyi veya hücreleri yok etmeden içeriğine ulaşmak için parçalamak istedikleri belirli durumlar vardır. (Kötü adamların içindeki parayı yakmadan bir kasayı havaya uçurmaya çalıştığı eski banka soyguncusu filmlerini düşünün.)

Hücreler, dallanan hayat ağacının "kökü"ndeki iki taksonomik alanı yansıtan iki temel tipte gelir: prokaryotik ve ökaryotik, karşılık gelen etki alanları ile prokaryot (bakteriler ve diğer tek hücreli veya tek hücreli organizmalar) ve ökaryot (bitkiler, hayvanlar, protistler ve mantarlar, çok azı tek hücreli).

Prokaryotik hücreler genellikle tüm canlı hücrelerde ortak olan dört elementten biraz daha fazlasına sahiptir: a hücre zarı, bir sitoplazma (hücre içinin çoğunu oluşturan "goo"), şeklinde genetik materyal DNA (deoksiribonükleik asit) ve protein yapmak için ribozomlar. Öte yandan ökaryotik hücreler, DNA'larının etrafında bir çekirdek de dahil olmak üzere birçok başka özellik içerir.

Ökaryotik hücreleri prokaryotik hücrelerden ayıran temel özellik, ökaryotik hücrelerin zara bağlı olmasıdır. organeller. Bu yapıların etrafındaki plazma zarı, bir bütün olarak hücrenin etrafındaki ile hemen hemen aynıdır ve bu nedenle aynı tür fiziksel ve kimyasal tehditlere karşı savunmasızdırlar.

Aslında, adı verilen bir tür organel lizozom, tek amacı hücre metabolizmasının atık ürünlerini çözerek onlardan kurtulmaktır.

Bu makale bağlamında hücre lizizi, yalnızca fiziksel veya kimyasal liziz olayına değil, içeriğin bozulmadan elde edilebilmesi için hücrelerin insanlar tarafından amaçlı olarak lizizine atıfta bulunacaktır. Bilim adamlarının ve diğerlerinin erişmek isteyebileceği hücrelerin içindeki bazı şeyler nelerdir?

Kafanızın üstünde bir neden bulamıyorsanız, hücrenin az çok beyni gibi çalıştığını gördüğünüz kısmını düşünün. Bu olurdu çekirdek (ökaryotlarda) bir şekilde zarsız, dağınık bir çekirdeğe benzeyen DNA yığılmasının (prokaryotlarda).

Genetik materyalin gerçek anlamda bir “hafızası” vardır, çünkü farklı süreçler kullanarak da zihninizin yaptığı gibi bilgiyi korur. Bu nedenle DNA, onu bir lizis yöntemi kullanarak bozulmamış hücrelerden çıkarmak zorunda olan bilim çalışanlarının paha biçilmez bir hedefidir.

Hücreler, DNA'nın kardeşi de dahil olmak üzere tıp ve diğer araştırmacıların ve laboratuvar çalışanlarının ilgisini çeken çeşitli başka maddeler içerir. RNA (ribonükleik asit) ve çeşitli proteinler, hormonlar ve diğer makromoleküller. Protein ekstraksiyonu özel olarak aşağıda tartışılmaktadır.

Lizis, basitçe bir şeyi mikroskobik düzeyde parçalama sürecidir. Temelde "çözülme" ile aynı anlama gelir, ancak bunun gerçekleştiğini çıplak gözle görememeniz dışında. Bilim adamları ve diğerleri artık hücreleri stratejik amaçlarla parçalamak için çeşitli yollara sahipler.

(Unutmayın, bir hücre parçalandığında ölür, bu "lyse"nin "yok etme"ye eşdeğer olduğu anlamına gelmez.)

Genel olarak, bu hücre parçalama yöntemleri şunları içerir: mekanik ve mekanik olmayan parçalama yöntemleri, son üçü de dahil olmak üzere fiziksel, kimyasal ve biyolojik hücre lizisine neden olan araçlar. Bir hücre liziz tampon çözeltisinin kullanılması, kimyasal bir yöntem olarak nitelendirilir.

Hücrenin mekanik olarak bozulması, bir boncuk değirmeniKüçük cam, metal veya seramik kürelerin, ilgilenilen hücrelerin sıvı bir karışımı ile birlikte yüksek hızda çalkalandığı. Bu yöntemde, boncuklar basitçe hücreleri kırarak açar.

Alternatif olarak, sonikasyonveya ses dalgalarının kullanımı, etkili olabilen mekanik bir aparat aracılığıyla farklı türde bir etkili hücre zarı bozulması sağlar. Bu ses dalgalarının frekansı yaklaşık 20 ila 50 kHz veya saniyede 20.000 ila 50.000 vuruştur. Yöntem gürültülüdür ve ayrıca bu yöntemi özellikle ısıya duyarlı malzemeler için zahmetli hale getirecek kadar ısı üretir.

Fiziksel liziz:ozmotik şok hücreleri parçalamanın bir yoludur; hücrelerin içinde bulunduğu ortamın iyonik "çekmesini" azaltır, bu da suyun ortamı terk etmesine ve hücrelere akmasına neden olabilir. Bu da hücrelerin şişmesine ve patlamasına neden olabilir. yüzey aktif maddeler bu süreçte hücre zarlarını bozmak için kullanılabilecek bir tür deterjandır.

Çoğu bakteriAncak, maya ve bitki dokuları, ökaryotik hücrelerde kural olarak bulunmayan hücre duvarları sayesinde ozmotik şoklara karşı dirençlidir. Sonuç olarak, genellikle daha güçlü parçalama teknikleri gereklidir.

bir hücre bombası hücreleri parçalamanın başka bir fiziksel yoludur. Burada hücreler çok yüksek basınç altına yerleştirilir (inç kare başına 25.000 pound'a kadar veya yaklaşık 170 milyon Pascal). Basınç hızla boşaldığında, ani basınç değişikliği, hücrelerde çözünen gazların kabarcıklar halinde salınmasına neden olur. Bu da hücreleri kırarak açar.

Biyolojik parçalanma:enzimler bakterilerin hücre duvarlarının bozulmasına yardımcı olmada faydalı olabilir. Örneğin lizozim, hücre zarından daha sağlam bir bariyer olan bakterilerin hücre duvarını yıkmak için çok faydalıdır. Diğer enzimler yaygın olarak kullanılanlar, selülazı (nişastayı parçalayan) ve proteazları (proteinleri parçalayan) içerir.

Kimyasal liziz: Deterjanlar, belirtildiği gibi, hücre lizisinin ozmotik şok yöntemi sırasında kullanılır, ancak tek başına bir kimyasal çözeltinin kullanılması yoluyla tek başına hücre lizizinde de kullanılabilir. Bunlar deterjanlar sadece içine gömülü proteinleri yaparak çalışır hücre zarı (çoğunlukla fosfat ve lipitler) daha çözünür, bu da zarın bir bütün olarak bozulmasını kolaylaştırır.

"Hücre liziz solüsyonu" terimi, her zaman olmasa da bazen "liziz tamponu" ile birbirinin yerine kullanılır. Bu yüzden spesifik olarak bilmek yararlıdır hücre bütünlüğünden ödün vermeden hücre zarını parçalamak için özel olarak tasarlanmış bir kimyasal kokteylin bileşenleri içindekiler.

Tipik bir lizis tamponu, aşağıdakiler gibi bir tampon tuzları karışımı içerebilir:

• 50 mM Tris-HCl pH 7.5 (hafif alkali veya bazik, pH veya hidrojen iyonu seviyesine sahip endüstriyel bir tampon)
• 100 mM NaCl (sofra tuzu)
• 1 mM DTT (özellikle proteinler için)
• %5 gliserol (bir şeker alkolü ve lipidlerin "omurgası")

Protein ekstraksiyonu, en azından prensipte, yeterince basit bir işlemdir. İlk olarak, belirli bir proteinin alınacağı hücreler parçalanır. Yukarıda açıklanan yöntemlerden hangisi seçilirse seçilsin, protein toplandıktan sonra genellikle, en azından mevcut amaçlar için, birçok arka plan maddesinden ayrılması gerekir. istenmeyen.

Örneğin, nükleik asitler (DNA ve RNA) neredeyse her zaman lizatveya serbest bırakılan hücre içeriğini içeren çözüm. Nükleik asidi çözeltiden "yıkamak" ve çoğunlukla proteini geride bırakmak için özel kimyasal müstahzarlar kullanılabilir. Ek kimyasal ve fiziksel adımlar, toplanan proteinde giderek daha fazla saflığa yol açacaktır.