stringtranslate.com

Лизис

Лизис ( / ˈl aɪ s ɪ s / LY -sis ) - это разрушение мембраны клетки , часто вирусным , ферментативным или осмотическим ( то есть «литическим» / ˈl ɪ t ɪ k / LIT -ik ) механизмами , которые ставят под угрозу ее целостность. Жидкость, содержащая содержимое лизированных клеток, называется лизатом . В лабораториях молекулярной биологии , биохимии и клеточной биологии клеточные культуры могут подвергаться лизису в процессе очистки их компонентов, как при очистке белка , экстракции ДНК , экстракции РНК или при очистке органелл .

Многие виды бактерий подвергаются лизису ферментом лизоцимом , который содержится в слюне животных , яичном белке и других секретах . [1] Фаголитические ферменты ( лизины ), вырабатываемые во время заражения бактериофагами, отвечают за способность этих вирусов лизировать бактериальные клетки. [2] Пенициллин и родственные β-лактамные антибиотики вызывают гибель бактерий посредством ферментативного лизиса, который происходит после того, как лекарство заставляет бактерию формировать дефектную клеточную стенку . [3] Если клеточная стенка полностью утрачена и пенициллин был использован на грамположительных бактериях , то бактерия называется протопластом , но если пенициллин был использован на грамотрицательных бактериях , то она называется сферопластом .

Цитолиз

Цитолиз происходит, когда клетка разрывается из-за осмотического дисбаланса, который приводит к попаданию в клетку избытка воды.

Цитолиз можно предотвратить несколькими различными механизмами, включая сократительную вакуоль , которая существует в некоторых парамециях , которые быстро выкачивают воду из клетки. Цитолиз не происходит в нормальных условиях в растительных клетках, поскольку растительные клетки имеют прочную клеточную стенку, которая удерживает осмотическое давление, или тургорное давление , которое в противном случае вызвало бы цитолиз.

Онколизис

Онколизис — это разрушение неопластических клеток или опухоли .

Этот термин также используется для обозначения уменьшения любого отека . [4]

Плазмолиз

Плазмолиз

Плазмолиз — это сокращение клеток внутри растений из-за потери воды через осмос . В гипертонической среде клеточная мембрана отслаивается от клеточной стенки , и вакуоль разрушается. Эти клетки в конечном итоге увянут и умрут, если поток воды, вызванный осмосом, не остановит сокращение клеточной мембраны . [5]

Иммунный ответ

Гемоглобин эритроцитов высвобождает свободные радикалы в ответ на патогены, когда они лизируют их. Это может повредить патогены. [6] [7]

Приложения

Лизис клеток используется в лабораториях для разрушения клеток и очистки или дальнейшего изучения их содержимого. На лизис в лаборатории могут влиять ферменты , детергенты или другие хаотропные агенты . Механическое разрушение клеточных мембран, например, путем повторного замораживания и оттаивания, обработки ультразвуком , давления или фильтрации, также может называться лизисом. Многие лабораторные эксперименты чувствительны к выбору механизма лизиса; часто желательно избегать механических сдвигающих сил , которые могут денатурировать или разрушать чувствительные макромолекулы, такие как белки и ДНК , а различные типы детергентов могут давать разные результаты. Необработанный раствор сразу после лизиса, но до любых дальнейших этапов экстракции часто называют сырым лизатом . [8] [9]

Например, лизис используется в вестерн-блоттинге и саузерн-блоттинге для анализа состава определенных белков , липидов и нуклеиновых кислот по отдельности или в виде комплексов . В зависимости от используемого детергента лизируются либо все, либо некоторые мембраны. Например, если лизируется только клеточная мембрана , то для сбора определенных органелл можно использовать градиентное центрифугирование . Лизис также используется для очистки белков , экстракции ДНК и экстракции РНК . [8] [9]

Методы

Химический лизис

Этот метод использует химическое разрушение. Это самый популярный и простой подход. Химический лизис химически разрушает/солюбилизирует белки и липиды, присутствующие в мембране целевых клеток. [10] Обычные буферы лизиса содержат гидроксид натрия (NaOH) и додецилсульфат натрия (SDS). Лизис клеток лучше всего проводить при pH в диапазоне 11,5-12,5. Несмотря на простоту, это медленный процесс, занимающий от 6 до 12 часов. [11]

Акустический лизис

Этот метод использует ультразвуковые волны для создания областей высокого и низкого давления, что вызывает кавитацию и, в свою очередь, лизис клеток. Хотя этот метод обычно получается чистым, он не является экономически эффективным и последовательным. [10]

Механический лизис

Этот метод использует физическое проникновение для прокалывания или разрезания клеточной мембраны. [10]

Ферментативный лизис

Этот метод использует ферменты, такие как лизоцим или протеазы, для разрушения клеточной мембраны. [12]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ P. Jollès, ed. (1996). Лизоцимы — модельные ферменты в биохимии и биологии . Базель: Birkhäuser Verlag. С. 35–64. ISBN 978-3-7643-5121-2.
  2. ^ Нельсон, Д.; Лумис, Л.; Фишетти, В. А. (20 марта 2001 г.). «Профилактика и устранение колонизации верхних дыхательных путей мышей стрептококками группы А с помощью литического фермента бактериофага». Труды Национальной академии наук . 98 (7): 4107–12. Bibcode : 2001PNAS...98.4107N. doi : 10.1073 /pnas.061038398 . PMC 31187. PMID  11259652. 
  3. ^ Scholar, EM; Pratt, WB (2000). Антимикробные препараты (2-е изд.). Oxford University Press . С. 61–64. ISBN 978-0-19-975971-2.
  4. ^ "Онколизис". Медицинский словарь . Farlex . Получено 27 марта 2013 г.
  5. ^ "Wiley InterScience : Журналы : New Phytologist". New Phytologist . 126 : 571–591. doi :10.1111/j.1469-8137.1994.tb02952.x. Архивировано из оригинала 22 мая 2011 г. Получено 11 сентября 2008 г.
  6. ^ Шобана Кесава (1 сентября 2007 г.). «Красные кровяные клетки не просто переносят кислород. Новые данные группы NUS показывают, что они также агрессивно атакуют бактерии» (PDF) . The Straits Times . Архивировано из оригинала (PDF) 2009-02-20 – через Департамент биологических наук Национального университета Сингапура.
  7. ^ Jiang, N; Tan, NS; Ho, B; Ding, JL (октябрь 2007 г.). «Реактивные формы кислорода, генерируемые респираторным белком, как антимикробная стратегия» (PDF) . Nature Immunology . 8 (10): 1114–22. doi :10.1038/ni1501. PMID  17721536. S2CID 11359246 . Архивировано (PDF) из оригинала 12 января 2024 г. 
  8. ^ ab Thermo Scientific Pierce Cell Lysis Technical Handbook (PDF) (2-е изд.). Thermo Scientific.
  9. ^ ab "Protein Expression and Purification Core Facility: Protein Purification: Extraction and Clarification". Европейская лаборатория молекулярной биологии . Получено 17 марта 2015 г.
  10. ^ abc Park, Seung-min; Sabour, Andrew F; Ho Son, Jun; Hun Lee, Sang; Lee, Luke (2014). «Toward Integrated Molecular Diagnostic System (iMDx): Principles and Applications» (К интегрированной молекулярной диагностической системе (iMDx): Principles and Applications) ( Труды IEEE по биомедицинской инженерии) . 61 (5): 1506–1521. doi :10.1109/TBME.2014.2309119. PMC 4141683. PMID  24759281 . 
  11. ^ Шехадул Ислам, Мохаммед; Арьясомаяджула, Адитья; Сельваганапати, Поннамбалам Рави (март 2017 г.). «Обзор методов лизиса клеток в макро- и микромасштабах». Micromachines . 8 (3): 83. doi : 10.3390/mi8030083 . ISSN  2072-666X. PMC 6190294 . 
  12. ^ Danaeifar, Mohsen (ноябрь 2022 г.). «Новые горизонты в разработке методов лизиса клеток: обзор». Биотехнология и биоинженерия . 119 (11): 3007–3021. doi :10.1002/bit.28198. ISSN  0006-3592. PMID  35900072. S2CID  251132821.