Cellelyse proces, årsager og typer

3783
Anthony Golden

Det cellelyse Det er den proces, hvorved en celle opløses eller ødelægges ved nedbrydning af plasmamembranen og / eller cellevæggen. Etymologisk set kommer ordet "lysis" fra græsk λύσις (det lyder "Lúsis") Hvilket betyder" løsne "," svækkelse "," afbrydelse "eller" mindske "(fra engelsk løsner sig).

Resultatet af lysis af en eller flere celler er kendt som "lysatet", et udtryk, der i vid udstrækning anvendes i eksperimentel biologi til at henvise til blandingen af ​​den "brudte" plasmamembran og alle de cytosoliske komponenter, der frigøres efter nævnte brud..

Livscyklus for en bakteriofagvirus (Kilde: Phage2.JPG: Suly12derivativt arbejde: DZadventiste [CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)] via Wikimedia Commons)

Cellelyse er en normal proces, der kan forekomme i forskellige sammenhænge og er blevet grundigt undersøgt i relation til bakterieinvasioner og enzymatisk "angreb" af proteiner såsom lysozym, for eksempel..

Eksperimentelt er det et af de første trin at studere ethvert intracellulært element eller membranelement, for hvilket der er adskillige forskellige teknikker, hvis basis varierer alt efter formålet med undersøgelsen..

Artikelindeks

  • 1 proces
  • 2 Årsager
  • 3 typer lysering
    • 3.1 Osmotisk lysis
    • 3.2 Kemisk lysis
    • 3.3 Mekanisk eller fysisk lysis
    • 3.4 Enzymatisk lysis
  • 4 Referencer

Behandle

Lyseprocessen afhænger hovedsageligt af typen af ​​celle, der overvejes. For f.eks. Plante-, svampe- og bakterieceller begynder dette med opløsning af cellevæggen.

For dyreceller og / eller protoplaster af plante- eller bakterieceller (celle uden cellevæg, kun plasmamembran og cytosol) forekommer den lytiske proces generelt, når plasmamembranens integritet påvirkes, hvilket frigives cellulært indhold til det ekstracellulære miljø.

Bruddet på cellemembranen kan være forårsaget af enzymer, detergenter, toksiner, af højfrekvente ultralydbølger eller af mekaniske eller fysiske processer, blandt andre..

Årsager

Cellelyse kan forekomme som reaktion på forskellige miljøforhold såvel som endogene faktorer eller specifikke signaler.

I mange bakterier kan f.eks. Cellelyse forekomme efter infektion med nogle vira-arter kendt som "fager" eller "bakteriofager", i hvis livscyklus de kan bruge bakteriereplikeringsmaskineriet til at formere sig og producere lytiske enzymer. Der fremmer " ødelæggelse "af cellen.

Andre celler kan gennemgå lysis på grund af tilstedeværelsen af ​​toksiner udskilt af noget patogen, og i et dyre- eller plantevæv kan f.eks. Nogle celler lyseres takket være forskellige signalprocesser, der ender med frigivelse af celleindhold til omgivelserne (nekrose ).

Typer af lysis

I litteraturen henvises der til forskellige typer lysis. Nogle forfattere klassificerer dem efter "stimulus" eller den udløsende faktor, mens andre klassificerer dem efter den type celle, der er glat..

Ifølge den mekanisme, der fungerer for at opnå en opløsning af en celle, er osmotisk lysis, kemisk lysis, mekanisk lysis og enzymatisk lysis blevet defineret. Imidlertid er disse typer blevet defineret især fra eksperimentelt synspunkt, så deres beskrivelse adlyder forskellige teknikker snarere end naturligt forekommende processer..

Med hensyn til typen af ​​celle, der lyseres, har mange forfattere imidlertid opfundet udtryk såsom "onkolyse", "plasmolyse", "cytolyse", "hæmolyse" osv..

Onkolyse henviser til lysering af tumor- eller kræftceller, enten ved kemiske eller fysiske metoder (medicinske behandlinger) eller ved infektion med en virusstamme, der kan nedbryde celler. På den anden side henviser plasmolyse til et fænomen, der finder sted i planteceller, når de udsættes for hypertoniske opløsninger, hvormed vandet indeni forlader cellen.

Plasmolyse af planteceller (Kilde: CNX OpenStax [CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)] via Wikimedia Commons)

Endelig er hæmolyse den proces, hvormed celler eller røde blodlegemer lyseres, enten på grund af specifikke enzymer (hæmolysiner), tilstedeværelsen af ​​toksiner produceret af patogener eller fysisk træning med høj intensitet, blandt andre..

Osmotisk lysis

Osmotisk lysis eller "cytolyse" er plasmamembranens brud på grund af en overdrevet strøm af vand fra det ekstracellulære medium til cytosolen..

Denne type lysis er ret almindelig i dyreceller. Årsagen er, at de mangler en cellevæg som f.eks. Af planteceller, svampe eller bakterier, som hjælper dem med at kontrollere cellevolumen efter indtrængen af ​​væske på grund af osmotiske forskelle mellem cytosolen og det omgivende miljø..

Når en dyrecelle står over for en hypotonisk opløsning (enten på grund af miljøudsving eller under eksperimentelle forhold) svulmer de op, hvilket kan ende med deres lysering. En hypotonisk opløsning er en, der med hensyn til celleindretningen har en lavere koncentration af opløste stoffer, hvorfor vand har tendens til at "trænge ind" i cellen og søge dens vandbalance..

I eksperimentel biologi bruges osmotisk lysis eller "shock" regelmæssigt til at bryde celler for at analysere deres indre komponenter, især cytosoliske proteiner, nukleinsyrer osv..

Kemisk lysis

Kemisk lysis er en, hvormed cellemembranen brydes eller opløses ved virkningen af ​​et bestemt kemisk stof. Det kan forekomme i et naturligt miljø, hvis vi betragter cellerne i et væv eller en eller anden encellede organisme, der ved et uheld udsættes for en eller anden kemisk forbindelse, der er i stand til at påvirke plasmamembranens integritet..

Det bruges også typisk i den eksperimentelle sammenhæng, hvor detergenter med forskellige egenskaber bruges til at påvirke membranens fundamentale struktur og forårsage lysis. Det anvendes direkte eller indirekte, afhængigt af typen af ​​celle, og til hvilket formål den udsættes for nævnte proces.

Mekanisk eller fysisk lysis

Plasmamembranen i en celle kan brydes eksperimentelt ved mekaniske eller fysiske metoder. Denne type lysis kan også forekomme under visse forhold i naturlige miljøer, men eksperimentelt opnås ved hjælp af:

- Bladhomogenisatorer til behandling af væv eller cellekultur

- Sonikatorer, der forstyrrer celler ved hjælp af højfrekvente ultralydbølger

- Presser, der forårsager cellelyse takket være en progressiv stigning i tryk, som et væv eller et sæt celler udsættes for

- Slibende materialer, der blandt andet forårsager friktion

Enzymatisk lysis

Enzymatisk lysis er en biologisk "metode" til lysis, der kan være kunstig eller naturlig. I den naturlige sammenhæng kan dette forekomme på grund af forskellige faktorer, men det er blevet gennemgået specielt med hensyn til nogle proteiner med enzymatisk aktivitet udskilt af bakterier, svampe og andre organismer eller deres celler for at bekæmpe infektioner, for eksempel.

I denne forstand har lysozym været et af de mest undersøgte enzymer. Det findes i nogle plantevæv, i det hvide af æg og også i leveren, brusk, spyt, slim, tårer og mange celler i den hæmatopoietiske afstamning hos mennesker og andre dyr..

Dette enzyms lytiske kapacitet ligger i dets hydrolytiske aktivitet på de glykosidiske bindinger af peptidoglycan, som er en af ​​de mest rigelige polysaccharider i cellevæggen af ​​bakterier..

Andre almindelige enzymer i naturen og i industrien eller i det eksperimentelle felt er mannanaser, chitinaser, ananasser, glucanaser og lignende, der virker i opløsning af cellevæggen af ​​svampe og gær, for at nævne nogle få.

Lysis forårsaget af virale enzymer er også en type enzymatisk lysis, da bakteriofagerne, der inficerer bakterier, producerer “lysiner”, der bryder membranen og bakteriecellevæggen.

Eksperimentelt mener nogle forfattere, at interne proteaser og andre hydrolytiske enzymer, der er typiske for cytosolen, kan bruges til enzymatisk lysering af andre celler, hvilket også forekommer, når et sæt celler dør på grund af nekrose i et væv og frigiver dets indre indhold til det omgivende medium, hvilket forårsager lysis af tilstødende celler.

Referencer

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A. D., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). Væsentlig cellebiologi. Garland videnskab.
  2. Brown, R. B., & Audet, J. (2008). Nuværende teknikker til enkeltcellelyse. Journal of the Royal Society Interface, 5 (suppl_2), S131-S138.
  3. Fleet, G. H. (2011). Gær ødelæggelse af mad og drikkevarer. I Gærene (s. 53-63). Elsevier.
  4. Luckey, M. (2014). Membran strukturel biologi: med biokemiske og biofysiske fundamenter. Cambridge University Press.
  5. Solomon, E. P., Berg, L. R., og Martin, D. W. (2011). Biologi (9. udgave). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.

Endnu ingen kommentarer