CELLELYS: PROSESS, ÅRSAKER OG TYPER - BIOLOGI - 2026

Den cellelyse er den prosessen hvorved en celle som desintegrerer eller ødelegges ved brytning av deres plasmamembranen og / eller celleveggen. Etymologisk sett kommer ordet "lysis" fra det greske λύσις (les "Lúsis") som betyr "løsne", "svekke", "avbrytelse" eller "redusere" (fra engelsk løsne).

Resultatet av lyseringen av en eller flere celler er kjent som "lysatet", et begrep som er mye brukt i eksperimentell biologi for å referere til blandingen av den "ødelagte" plasmamembranen og alle de cytosoliske komponentene som frigjøres etter nevnte brudd.

Livssyklus for et bakteriofagevirus (Kilde: Phage2.JPG: Suly12derivative arbeid: DZadventiste via Wikimedia Commons)

Cellelys er en normal prosess som kan forekomme i forskjellige sammenhenger og har blitt studert grundig i forhold til bakterielle invasjoner og enzymatisk "angrep" av proteiner som for eksempel lysozym.

Eksperimentelt er det et av de første trinnene å studere ethvert intracellulært element eller membranelement, som det er mange forskjellige teknikker for, hvis grunnlag varierer i henhold til formålet med studien.

Prosess

Lyseprosessen avhenger hovedsakelig av typen celle som vurderes. For plante-, sopp- og bakterieceller, for eksempel, begynner dette med desintegrasjonen av celleveggen.

For dyreceller og / eller protoplaster av plante- eller bakterieceller (celle uten cellevegg, bare plasmamembran og cytosol), skjer den lytiske prosessen vanligvis når integriteten til plasmamembranen påvirkes og derved frigjøres mobilinnhold til det ekstracellulære miljøet.

Brudd på cellemembranen kan være forårsaket av enzymer, vaskemidler, toksiner, av høyfrekvente ultralydbølger eller av mekaniske eller fysiske prosesser, blant andre.

Fører til

Cellelysering kan oppstå som respons på forskjellige miljøforhold, så vel som endogene faktorer eller spesifikke signaler.

I mange bakterier, for eksempel, kan cellelysering oppstå etter infeksjon med noen arter av viruser kjent som "fag" eller "bakteriofager", i hvis livssyklus de kan bruke bakterie-replikasjonsmaskineriet for å formere seg og produsere lytiske enzymer. som fremmer "ødeleggelse" av cellen.

Andre celler kan gjennomgå lysis på grunn av tilstedeværelsen av giftstoffer som skilles ut av noe patogen, og i et dyr eller plantevev, for eksempel, kan noen celler lysiseres takket være forskjellige signaliseringsprosesser som ender med frigjøring av celleinnhold til omgivelsene (nekrose ).

Typer lysis

I litteraturen vises det til forskjellige typer lysis. Noen forfattere klassifiserer dem i henhold til “stimulansen” eller den utløsende faktoren, mens andre klassifiserer dem etter typen celle som er glatt.

I henhold til mekanismen som fungerer for å oppnå desintegrering av en celle, er osmotisk lysis, kjemisk lysis, mekanisk lysis og enzymatisk lysis blitt definert. Imidlertid er disse typene spesielt definert fra eksperimentelt synspunkt, slik at beskrivelsen deres adlyder forskjellige teknikker, i stedet for naturlig forekommende prosesser.

Når det gjelder hvilken type celle som er lysert, har imidlertid mange forfattere myntet uttrykk som "onkolyse", "plasmolyse", "cytolyse", "hemolyse", etc.

Onkolyse viser til lysering av tumor- eller kreftceller, enten ved kjemiske eller fysiske metoder (medisinske behandlinger) eller ved infeksjon med en viss virusstamme som kan bryte ned celler. Plasmolyse viser derimot til et fenomen som finner sted i planteceller når de blir utsatt for hypertoniske løsninger, som vannet inni dem forlater cellen med.

Plasmolyse av planteceller (Kilde: CNX OpenStax via Wikimedia Commons)

Til slutt er hemolyse prosessen der celler eller røde blodceller lyseres, enten av spesifikke enzymer (hemolysiner), ved tilstedeværelse av giftstoffer produsert av patogener eller ved høy intensitet fysisk trening, blant andre.

Osmotisk lysis

Osmotisk lysis eller "cytolyse" er brudd på plasmamembranen på grunn av en overdreven strømning av vann fra det ekstracellulære mediet til cytosolen.

Denne typen lysis er ganske vanlig i dyreceller. Årsaken er at de mangler en cellevegg som planteceller, sopp eller bakterier, noe som hjelper dem å kontrollere cellevolumet etter væsketilførsel på grunn av osmotiske forskjeller mellom cytosol og omgivelsene.

Når en dyrecelle blir møtt med en hypoton løsning (enten på grunn av miljøsvingninger eller under eksperimentelle forhold), svulmer de opp, noe som kan ende med lysis av dem. En hypoton løsning er en som har, med hensyn til det indre av cellen, en lavere konsentrasjon av oppløste stoffer, slik at vann har en tendens til å "trenge inn" i cellen, og søker sin vannbalanse.

I eksperimentell biologi brukes regelmessig osmotisk lysis eller "sjokk" for å bryte celler for å analysere deres indre komponenter, spesielt cytosoliske proteiner, nukleinsyrer, etc.

Kjemisk lysis

Kjemisk lysis er en cellemembran som brytes eller desintegreres ved virkningen av et bestemt kjemisk stoff. Det kan forekomme i et naturlig miljø, hvis vi tar i betraktning cellene i et vev eller en enhetscellulær organisme som ved et uhell blir utsatt for en kjemisk forbindelse som kan påvirke integriteten til plasmamembranen.

Det brukes også vanligvis i eksperimentell sammenheng, der vaskemidler med forskjellige egenskaper brukes til å påvirke den grunnleggende strukturen i membranen, forårsaker lysis. Den brukes direkte eller indirekte, avhengig av hvilken type celle det gjelder og til hvilket formål den blir utsatt for nevnte prosess.

Mekanisk eller fysisk lysis

Plasmamembranen til en celle kan ødelegges eksperimentelt ved mekaniske eller fysiske metoder. Denne typen lysis kan også forekomme under visse forhold i naturlige omgivelser, men eksperimentelt oppnås det ved bruk av:

- Bladehomogenisatorer for vevs- eller cellekulturbehandling

- Sonicators, som bryter celler ved hjelp av høyfrekvente ultralydbølger

- Presser som forårsaker cellelys takket være en gradvis økning i trykket som et vev eller en gruppe celler utsettes for

- Slipende materialer som forårsaker friksjon, blant andre

Enzymatisk lysis

Enzymatisk lysis er en biologisk "metode" for lysering som kan være kunstig eller naturlig. I naturlig sammenheng kan dette oppstå på grunn av forskjellige faktorer, men det er spesielt gjennomgått med hensyn til noen proteiner med enzymatisk aktivitet som skilles ut av bakterier, sopp og andre organismer eller deres celler for å bekjempe infeksjoner, for eksempel.

I denne forstand har lysozym vært en av de mest studerte enzymer. Det finnes i noen plantevev, i det hvite av egg, og også i leveren, brusk, spytt, slim, tårer og mange celler i hematopoietisk avstamning til mennesker og andre dyr.

Det enzymets lytiske kapasitet ligger i dets hydrolytiske aktivitet på glykosidbindingen til peptidoglycan, som er et av de mest tallrike polysakkaridene i celleveggen til bakterier.

Andre vanlige enzymer i naturen og i industrien eller i eksperimentell setting er mannanaser, kitinaser, ananasser, glucanaser og lignende, som fungerer i oppløsningen av celleveggen til sopp og gjær, for å nevne noen.

Lysisen forårsaket av virale enzymer er også en type enzymatisk lysis, siden bakteriofagene som infiserer bakterier produserer "lysiner" som bryter membranen og bakteriecelleveggen.

Eksperimentelt vurderer noen forfattere at interne proteaser og andre hydrolytiske enzymer som er typiske for cytosol, kan brukes til enzymatisk lysering av andre celler, som også oppstår når et sett celler dør på grunn av nekrose i et vev og frigjør det interne innholdet til omgivende medium, forårsaker lysering av tilstøtende celler.

referanser

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M., … & Walter, P. (2013). Essensiell cellebiologi. Garland Science.
2. Brown, RB, & Audet, J. (2008). Gjeldende teknikker for enkeltcellelysering. Journal of the Royal Society Interface, 5 (suppl_2), S131-S138.
3. Fleet, GH (2011). Gjær-bortskjemning av mat og drikke. I Gjærene (s. 53-63). Elsevier.
4. Luckey, M. (2014). Membran strukturell biologi: med biokjemiske og biofysiske fundamenter. Cambridge University Press.
5. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologi (9. utg.). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.