Celler är de grundläggande strukturella och funktionella enheterna i människokroppen. De innehåller flera olika delar som kallas organeller som bidrar till cellens förmåga att fungera. Energi tillhandahålls av mitokondrier, proteiner syntetiseras på ribosomer, DNA finns i kärnan och så vidare. Om en forskare är intresserad av att studera en viss komponent i en av dessa organeller, är det nödvändigt att bryta cellen öppen eller lysa den, för att isolera organeller av intresse från resten av cellen.

Cell Lysis

Djurceller är bundna av ett semi-permeabelt cellmembran. Inuti cellen är organeller suspenderade i en vätska som heter cytosol eller cytoplasma. Cytosolen innehåller sockerarter, salter, lösliga proteiner och cytoskelets strukturella proteiner - en struktur som upprätthåller cellform. Cellmembranet kan brytas, eller lyseras, mekaniskt, kemiskt eller genom någon kombination av de två. För kemisk lysering suspenderas celler i en lösning som innehåller detergenter och /eller andra reagens som stör de kemiska bindningarna som håller membranproteiner tillsammans. Detta resulterar i membranbrott och frisättning av intracellulära komponenter.

Subcellulär fraktion

När cellerna lyserats är det nödvändigt att separera organet eller proteinet av intresse från resten av komponenterna. Differentiell centrifugering använder gravitationskraften för att separera föremål genom densitet. Provrör som innehåller celllösningar spinnas i en centrifug med progressivt högre RPM (varv per minut), vilket ger en pellets eller fraktion som innehåller de tyngsta organellerna i botten av röret med varje rotation.

Rening

När bråkdelen av intresse har uppnåtts, måste den renas. Rening avlägsnar föroreningar genom att utnyttja skillnader i molekylära egenskaper, såsom laddning, form eller storlek. Exempelvis kan fraktionen av intresse innehålla två proteiner som pelleteras tillsammans på grund av likheter i densitet trots att de har mycket olika storlekar. För att separera det oönskade proteinet från den undersökta, skulle det vara logiskt att använda en annan metod för att isolera proteinerna i storlek.

Relevans för mänsklig sjukdom

Möjligheten att lysa celler och separera specifika komponenter har tillhandahållit medicinska forskare och läkemedelsutvecklare med viktig inblick i epidemiologin för vissa mänskliga sjukdomar. Exempelvis kan membran av cancerceller jämföras med de hos normala celler för att utveckla behandlingar som förstör tumörceller men är ofarliga mot friska celler. Cellljus används också för att studera Alzheimers sjukdom, metaboliska störningar och mycket mer.

Överväganden

Inte alla celler skapas lika, så det är viktigt att anpassa protokollet som används för lysis till egenskaperna av din specifika cellpopulation. Det är lika viktigt att överväga exakt hur du planerar att studera komponenten av intresse. Om du vill analysera aktiviteten hos ett enzym, skulle det vara ologiskt att använda en lösning som kan förstöra enzymets funktion. Tillverkare av kemiska reagenssatser som används för celllys är vanligtvis gärna att hjälpa dig att bestämma dina behov.