Лизис
Лизис ( / ˈ l aɪ s ɪ s / LY -sis ) — разрушение мембраны клетки , ферментативного часто путем , LIT или осмотического ( то есть «литического» / ˈ l ɪ t ɪ k / вирусного — ik ) механизмы, нарушающие его целостность. Жидкость, содержащая содержимое лизированных клеток, называется лизатом . В молекулярной биологии , биохимии и клеточной биологии лабораториях культуры клеток могут подвергаться лизису в процессе очистки их компонентов, например, при очистке белков , экстракции ДНК , экстракции РНК или при очистке органелл .
Многие виды бактерий подвергаются лизису ферментом лизоцимом , содержащимся в слюне животных , яичном белке и других выделениях . [1] Фаговые литические ферменты ( лизины ), вырабатываемые при инфекции бактериофага, ответственны за способность этих вирусов лизировать бактериальные клетки. [2] Пенициллин и родственные β-лактамные антибиотики вызывают гибель бактерий посредством ферментативно-опосредованного лизиса, который происходит после того, как препарат заставляет бактерию образовывать дефектную клеточную стенку . [3] Если клеточная стенка полностью утрачена и пенициллин применялся к грамположительным бактериям , то бактерию называют протопластом , а если пенициллин применяли к грамотрицательным бактериям , то ее называют сферопластом .
Цитолиз
[ редактировать ]Цитолиз происходит, когда клетка лопается из-за осмотического дисбаланса, который приводит к перемещению избыточной воды в клетку.
Цитолиз можно предотвратить с помощью нескольких различных механизмов, включая сократительную вакуоль , существующую в некоторых парамециях , которая быстро выкачивает воду из клетки. Цитолиз не происходит в нормальных условиях в растительных клетках, поскольку растительные клетки имеют прочную клеточную стенку, которая выдерживает осмотическое давление или тургорное давление , которое в противном случае вызвало бы цитолиз.
Онколиз
[ редактировать ]Онколиз – это разрушение неопластических клеток или опухоли .
Этот термин также используется для обозначения уменьшения любого отека . [4]
Плазмолиз
[ редактировать ]
Плазмолиз — это сокращение клеток растений из-за потери воды в результате осмоса . 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
[ редактировать ]Гемоглобин эритроцитов высвобождает свободные радикалы в ответ на лизирование патогенов. Это может привести к повреждению болезнетворных микроорганизмов. [6] [7]
Приложения
[ редактировать ]Лизис клеток используется в лабораториях для вскрытия 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 многократного замораживания и оттаивания, обработки ультразвуком , давлением или фильтрацией, также может называться лизисом. Многие лабораторные эксперименты чувствительны к выбору механизма лизиса; часто желательно избегать механических сил сдвига , которые могут денатурировать или разрушать чувствительные макромолекулы, такие как белки и ДНК , а разные типы детергентов могут давать разные результаты. Необработанный раствор сразу после лизиса, но перед любыми дальнейшими стадиями экстракции, часто называют неочищенным лизатом . [8] [9]
Например, лизис используется в вестерн- и Саузерн-блоттинге для анализа состава специфических белков , липидов и нуклеиновых кислот по отдельности или в виде комплексов . В зависимости от используемого моющего средства лизируются либо все, либо некоторые мембраны. Например, если только клеточная мембрана лизируется градиентное центрифугирование можно использовать , то для сбора определенных органелл . Лизис также используется для очистки белков , экстракции ДНК и экстракции РНК . [8] [9]
Методы
[ редактировать ]Химический лизис
[ редактировать ]Этот метод использует химическое разрушение. Это самый популярный и простой подход. Химический лизис химически разрушает/растворяет белки и липиды, присутствующие в мембране клеток-мишеней. [10]
Акустический лизис
[ редактировать ]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 дает чистый результат, он не является экономически эффективным и последовательным. [11]
Механический лизис
[ редактировать ]Этот метод использует физическое проникновение для прокалывания или разрезания клеточной мембраны. [12]
Ферментативный лизис
[ редактировать ]В этом методе используются ферменты, такие как лизоцим или протеазы, для разрушения клеточной мембраны. [13]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ П. Жоллес, изд. (1996). Лизоцимы — модельные ферменты в биохимии и биологии . Базель: Birkhäuser Verlag. стр. 35–64. ISBN 978-3-7643-5121-2 .
- ^ Нельсон, Д.; Лумис, Л.; Фишетти, Вирджиния (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. Бибкод : 2001PNAS...98.4107N . дои : 10.1073/pnas.061038398 . ПМК 31187 . ПМИД 11259652 .
- ^ ученый, Э.М.; Пратт, ВБ (2000). Противомикробные препараты (2-е изд.). Издательство Оксфордского университета . стр. 61–64 . ISBN 978-0-19-975971-2 .
- ^ «Онколиз» . Медицинский словарь . Фарлекс . Проверено 27 марта 2013 г.
- ^ «Wiley InterScience: Журналы: Новый фитолог» . Новый фитолог . 126 : 571–591. дои : 10.1111/j.1469-8137.1994.tb02952.x . Архивировано из оригинала 22 мая 2011 года . Проверено 11 сентября 2008 г.
- ^ Шобана Кесава (1 сентября 2007 г.). «Эритроциты делают больше, чем просто переносят кислород. Новые результаты команды NUS показывают, что они также агрессивно атакуют бактерии» (PDF) . «Стрейтс Таймс» . Архивировано из оригинала (PDF) 20 февраля 2009 г. - через Департамент биологических наук Национального университета Сингапура.
- ^ Цзян, Н; Тан, Н.С.; Хо, Б; Дин, JL (октябрь 2007 г.). «Активные формы кислорода, генерируемые респираторными белками, как антимикробная стратегия» (PDF) . Природная иммунология . 8 (10): 1114–22. дои : 10.1038/ni1501 . ПМИД 17721536 . S2CID 11359246 . Архивировано (PDF) из оригинала 12 января 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Техническое руководство по лизису клеток Thermo Scientific Pierce (PDF) (2-е изд.). Термо Сайентифик.
- ^ Jump up to: а б «Основной объект экспрессии и очистки белков: очистка белков: экстракция и осветление» . Европейская лаборатория молекулярной биологии . Проверено 17 марта 2015 г.
- ^ Пак Сын Мин; Сабур, Эндрю Ф; Хо Сон, Джун; Хун Ли, Санг; Ли, Люк (2014). «На пути к интегрированной системе молекулярной диагностики (iMDx): принципы и применение» . Транзакции IEEE по биомедицинской инженерии . 61 (5): 1506–1521. дои : 10.1109/TBME.2014.2309119 . ПМК 4141683 . ПМИД 24759281 .
- ^ Пак Сын Мин; Сабур, Эндрю Ф; Хо Сон, Джун; Хун Ли, Санг; Ли, Люк (2014). «На пути к интегрированной системе молекулярной диагностики (iMDx): принципы и применение» . Транзакции IEEE по биомедицинской инженерии . 61 (5): 1506–1521. дои : 10.1109/TBME.2014.2309119 . ПМК 4141683 . ПМИД 24759281 .
- ^ Пак Сын Мин; Сабур, Эндрю Ф; Хо Сон, Джун; Хун Ли, Санг; Ли, Люк (2014). «На пути к интегрированной системе молекулярной диагностики (iMDx): принципы и применение» . Транзакции IEEE по биомедицинской инженерии . 61 (5): 1506–1521. дои : 10.1109/TBME.2014.2309119 . ПМК 4141683 . ПМИД 24759281 .
- ^ Данаифар, Мохсен (ноябрь 2022 г.). «Новые горизонты в разработке методов лизиса клеток: обзор» . Биотехнология и биоинженерия . 119 (11): 3007–3021. дои : 10.1002/бит.28198 . ISSN 0006-3592 . ПМИД 35900072 . S2CID 251132821 .