LĄSTELIŲ LIZĖ: PROCESAS, PRIEŽASTYS IR RŪŠYS - BIOLOGIJA - 2025

Ląstelių lizės yra procesas, kurio metu Mobilusis suskyla, arba sunaikinti jų plazminės membranos ir / arba ląstelės sienelės laužymo. Etimologiškai žodis „lysis“ kilęs iš graikų λύσις (skaityti „Lúsis“), reiškiančio „atlaisvinimas“, „susilpnėjimas“, „pertraukimas“ ar „sumažėjimas“ (iš anglų kalbos atsipalaidavimas).

Vienos ar daugiau ląstelių lizės rezultatas yra žinomas kaip „lizatas“ - terminas, plačiai naudojamas eksperimento biologijoje, kad apibūdintų „sulaužytos“ plazmos membranos ir visų citozolinių komponentų, išsiskiriančių po minėto plyšimo, mišinį.

Bakteriofago viruso gyvenimo ciklas (Šaltinis: Phage2.JPG: „Suly12“ išvestinis darbas: „DZadventiste“ per „Wikimedia Commons“)

Ląstelių lizė yra normalus procesas, kuris gali vykti skirtingais atvejais ir buvo išsamiai ištirtas dėl bakterijų invazijos ir fermentų, pavyzdžiui, baltymų, tokių kaip lizocimas, „užpuolimo“.

Eksperimentiškai tai yra vienas iš pirmųjų žingsnių, atliekamų tiriant bet kurį tarpląstelinį ar membraninį elementą, kuriam yra daugybė skirtingų metodų, kurių pagrindas skiriasi atsižvelgiant į tyrimo tikslą.

Procesas

Lizės procesas daugiausia priklauso nuo nagrinėjamos ląstelės tipo. Pvz., Augalų, grybelių ir bakterijų ląstelėms tai prasideda nuo ląstelės sienos suirimo.

Gyvūninėms ląstelėms ir (arba) augalų ar bakterijų ląstelių protoplazmoms (ląstelėms be ląstelės sienos, tik plazminės membranos ir citozolio) lytinis procesas paprastai vyksta, kai pažeidžiamas plazmos membranos vientisumas, tokiu būdu išlaisvinant ląstelių turinio į tarpląstelinę aplinką.

Ląstelės membranos plyšimą gali sukelti fermentai, plovikliai, toksinai, aukšto dažnio ultragarso bangos arba mechaniniai ar fiziniai procesai.

Priežastys

Ląstelių lizė gali atsirasti reaguojant į skirtingas aplinkos sąlygas, taip pat endogeninius veiksnius ar specifinius signalus.

Pvz., Daugelyje bakterijų ląstelių lizė gali įvykti užkrėtus kai kurių rūšių virusais, vadinamais „fagais“ arba „bakteriofagais“, kurių gyvenimo cikle jie gali naudoti bakterijų replikacijos mechanizmą, norėdami daugintis ir gaminti lytinius fermentus. kurie skatina „sunaikinti“ ląstelę.

Kitos ląstelės gali būti lizuojamos dėl to, kad yra kažkokio patogeno išskiriami toksinai, pavyzdžiui, gyvūno ar augalo audinyje kai kurios ląstelės gali būti lizuojamos dėl įvairių signalizacijos procesų, kurie baigiasi ląstelių turinio išleidimu į aplinką (nekrozė) ).

Lizės tipai

Literatūroje nurodomos skirtingos lizės rūšys. Kai kurie autoriai juos klasifikuoja pagal „stimulą“ arba suveikimo faktorių, kiti - pagal sklandų ląstelių tipą.

Pagal mechanizmą, veikiantį ląstelės dezintegracijai, buvo apibrėžtos osmosinės, cheminės, mechaninės ir fermentinės. Tačiau šie tipai buvo specialiai apibrėžti eksperimentiniu požiūriu, kad jų aprašymas atitiktų skirtingus metodus, o ne natūraliai vykstančius procesus.

Tačiau kalbant apie lizuojamos ląstelės tipą, daugelis autorių sukūrė tokius terminus kaip „onkolizė“, „plazmolizė“, „citolizė“, „hemolizė“ ir kt.

Onkolizė reiškia naviko ar vėžio ląstelių lizę cheminiais ar fiziniais metodais (medicininis gydymas) arba užkrėtimu viruso kamienu, kuris gali skaidyti ląsteles. Kita vertus, plazmolizė reiškia reiškinį, kuris vyksta augalų ląstelėse, kai jos yra veikiamos hipertoniniais tirpalais, kai vanduo viduje palieka ląstelę.

Augalų ląstelių plazmolizė (Šaltinis: CNX OpenStax per Wikimedia Commons)

Galiausiai, hemolizė yra procesas, kurio metu lizuojamos ląstelės arba raudonieji kraujo kūneliai, tam tikrais fermentais (hemolizinais), veikdami patogenų gaminamus toksinus arba atliekant didelio intensyvumo fizinius pratimus.

Osmosinė lizė

Osmosinė lizė arba „citolizė“ yra plazmos membranos plyšimas dėl per didelio vandens srauto iš tarpląstelinės terpės į citozolį.

Šis lizės tipas gana dažnas gyvūnų ląstelėse. Priežastis ta, kad trūksta ląstelių sienos, kaip ir augalų ląstelių, grybelių ar bakterijų, ir tai padeda jiems kontroliuoti ląstelių tūrį patekus skysčiui dėl osmosinių skirtumų tarp citozolio ir jį supančios aplinkos.

Kai gyvūno ląstelė susiduria su hipotoniniu tirpalu (arba dėl aplinkos svyravimo, arba eksperimentinėmis sąlygomis), jos išsipučia, o tai gali baigtis jų lize. Hipotoninis tirpalas yra tas, kuriame ląstelės vidaus atžvilgiu yra mažesnė tirpių koncentracija, todėl vanduo linkęs „patekti“ į ląstelę, siekdamas jos vandens balanso.

Eksperimentinėje biologijoje ląstelėms ardyti reguliariai naudojama osmosinė lizė arba „šokas“, siekiant išanalizuoti jų vidinius komponentus, ypač citozolinius baltymus, nukleorūgštis ir kt.

Cheminė lizė

Cheminė lizė yra tokia, kurios metu ląstelės membrana suskaidoma ar suyra veikiant kažkokiai specifinei cheminei medžiagai. Tai gali atsirasti natūralioje aplinkoje, jei laikome audinio ar vienaląsčio organizmo ląsteles, atsitiktinai veikiamas kokio nors cheminio junginio, galinčio paveikti plazmos membranos vientisumą.

Jis taip pat paprastai naudojamas eksperimentiniame kontekste, kai naudojami skirtingų savybių plovikliai, kurie veikia pagrindinę membranos struktūrą ir sukelia lizę. Jis taikomas tiesiogiai arba netiesiogiai, atsižvelgiant į nagrinėjamos ląstelės tipą ir kokiu tikslu jis yra veikiamas minėto proceso.

Mechaninė arba fizinė lizė

Ląstelės plazminė membrana gali būti plyšta eksperimentiniu būdu mechaniniais ar fiziniais metodais. Ši lizė tam tikromis sąlygomis taip pat gali vykti natūralioje aplinkoje, tačiau eksperimentiniu būdu ji pasiekiama naudojant:

- Ašmenų homogenizatoriai audinių arba ląstelių kultūrų perdirbimui

- Sonikatoriai, skaldantys ląsteles aukšto dažnio ultragarso bangomis

- Presai, sukeliantys ląstelių lizę dėl laipsniško slėgio, kurį patiria audinys ar ląstelių grupė, padidėjimo

- Abrazyvinės medžiagos, kurios, be kita ko, sukelia trintį

Fermentinė lizė

Fermentinė lizė yra biologinis lizės „metodas“, kuris gali būti dirbtinis arba natūralus. Natūraliame kontekste tai gali atsirasti dėl skirtingų veiksnių, tačiau, pavyzdžiui, jis buvo peržiūrėtas atsižvelgiant į kai kuriuos baltymus, kurių fermentinį aktyvumą išskiria bakterijos, grybeliai ir kiti organizmai ar jų ląstelės, pavyzdžiui, kovojant su infekcijomis.

Šia prasme lizocimas buvo vienas iš labiausiai tirtų fermentų. Jis randamas kai kuriuose augalų audiniuose, kiaušinių baltymuose, taip pat kepenyse, kremzlėje, seilėse, gleivėse, ašarose ir daugelyje žmonių ir kitų gyvūnų hematopoetinės kilmės ląstelių.

Lizinis šio fermento pajėgumas yra jo hidrolizinis poveikis peptidoglikano, kuris yra vienas gausiausių polisacharidų, esančių bakterijų ląstelių sienoje, glikozidiniams ryšiams.

Kiti paplitę fermentai gamtoje ir pramonėje ar eksperimentinėje aplinkoje yra mananazės, chinatazės, ananasazės, gliukonazės ir panašiai, veikiantys grybelių ir mielių ląstelių sienelėms dezintegracijai.

Virusinių fermentų sukelta lizė taip pat yra fermentinės lizės rūšis, nes bakteriofagai, užkrečiantys bakterijas, gamina „lizinus“, kurie ardo membraną ir bakterijų ląstelių sienelę.

Eksperimentiškai kai kurie autoriai mano, kad vidinės proteazės ir kiti citozoliui būdingi hidroliziniai fermentai gali būti naudojami kitų ląstelių fermentinei lizei, kuri taip pat įvyksta, kai audinyje ląstelių rinkinys miršta dėl nekrozės ir išleidžia savo vidinį turinį į aplinkinė terpė, sukelianti gretimų ląstelių lizę.

Nuorodos

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… ir Walter, P. (2013). Esminė ląstelių biologija. Girlianda mokslas.
2. Brownas, RB ir Audet, J. (2008). Dabartiniai vienos ląstelės lizės metodai. Karališkosios draugijos sąsajos leidinys, 5 (Suppl_2), S131 – S138.
3. Laivynas, GH (2011). Maisto produktų ir gėrimų mielių gadinimas. Mielėse (p. 53–63). Elsevier.
4. Luckey, M. (2014). Membranos struktūrinė biologija: su biocheminiais ir biofizikiniais pagrindais. Cambridge University Press.
5. Saliamonas, EP, Bergas, LR ir Martinas, DW (2011). Biologija (9-asis leidimas). Brooks / Cole, Cengage mokymasis: JAV.