SEJTLÍZIS: FOLYAMAT, OKOK ÉS TÍPUSOK - BIOLÓGIA - 2025

A sejtlízis az az eljárás, amelynek során a sejt szétesik vagy megsemmisül a plazmamembrán és / vagy a sejtfal megtörése révén. Etimológiai szempontból az "lysis" szó a görög λύσις (olvassuk el "Lúsis") eredetéből származik, ami azt jelenti, hogy "meglazul", "gyengül", "megszakad" vagy "csökken" (angol lazításból).

Egy vagy több sejt lízisének eredménye az úgynevezett "lizátum", ezt a kifejezést a kísérleti biológiában széles körben használják, hogy a "törött" plazmamembrán és az összes olyan citoszolos komponens keverékére utaljanak, amelyek az említett törés után felszabadulnak.

Bakteriofág vírus életciklusa (Forrás: Phage2.JPG: Suly12 származékos munka: DZadventiste a Wikimedia Commons segítségével)

A sejtlízis egy normális folyamat, amely különféle kontextusokban fordulhat elő, és kiterjedten tanulmányozták a baktériumok inváziója és a fehérjék, például lizozim enzimatikus "támadása" kapcsán.

Kísérletileg ez az első lépések bármely intracelluláris vagy membrán elem tanulmányozására, amelyhez számos különféle technika létezik, amelyek alapja a vizsgálat céljától függ.

Folyamat

A lízis folyamata elsősorban a figyelembe vett sejt típusától függ. Például növényi, gombás és baktériumsejtek esetében ez a sejtfal szétesésével kezdődik.

Állati sejteknél és / vagy növényi vagy baktériumsejtek protoplasztjainál (sejtfal nélküli sejt, csak plazmamembrán és citoszol) a litikus folyamat általában akkor következik be, amikor a plazmamembrán integritása befolyásolódik, ezáltal felszabadulva a sejtek tartalma az extracelluláris környezetbe.

A sejtmembrán törését többek között enzimek, tisztítószerek, toxinok, nagyfrekvenciás ultrahanghullámok vagy mechanikai vagy fizikai folyamatok okozhatják.

Okoz

A sejtlízis különböző környezeti körülményekre, valamint endogén tényezőkre vagy specifikus jelekre adott válaszként fordulhat elő.

Például sok baktériumban a sejtlízis megtörténhet bizonyos fág vagy bakteriofág néven ismert vírusfajokkal való fertőzés után, amelyek életciklusában a baktériumok replikációs mechanizmusa segítségével szaporodhatnak és termelhetnek lítikus enzimeket amelyek elősegítik a sejt "pusztulását".

Más sejtek lízist képezhetnek valamilyen kórokozó által kiválasztott toxinok jelenléte miatt, és például az állati vagy növényi szövetekben egyes sejtek lizálhatók különböző jelátviteli folyamatoknak köszönhetően, amelyek a sejtek tartalmának a környezetbe történő kibocsátásával zárulnak (nekrózis)).

A lízis típusai

Az irodalomban különféle típusú lízisokra hivatkoznak. Egyes szerzők az „inger” vagy a kiváltó tényező alapján osztályozzák őket, mások pedig a sima sejttípus szerint osztályozzák őket.

A sejt szétesésének elérésére szolgáló mechanizmus szerint meghatározásra került az ozmotikus lízis, a kémiai lízis, a mechanikus lízis és az enzimatikus lízis. Ezeket a típusokat azonban kifejezetten a kísérleti szempontból definiálták, tehát leírásaik eltérő technikákat követnek, nem pedig a természetben előforduló folyamatokat.

A lizált sejt típusát illetően azonban sok szerző olyan kifejezéseket fogalmazott meg, mint "onkolízis", "plazmolízis", "citolízis", "hemolízis" stb.

Az onkolízis a tumorsejtek vagy rákos sejtek lízisére vonatkozik, akár kémiai vagy fizikai módszerekkel (orvosi kezelések), akár egy sejtbontó vírustörzs általi fertőzéssel. A plazmolízis viszont egy olyan jelenségre utal, amely a növényi sejtekben fordul elő, amikor hipertóniás oldatoknak vetik alá őket, amikor a benne lévő víz elhagyja a sejtet.

Növényi sejtek plazmolízise (Forrás: CNX OpenStax a Wikimedia Commons segítségével)

Végül, a hemolízis az a folyamat, amelynek során a sejteket vagy a vörösvérsejteket lizálják, akár speciális enzimek (hemolizinek), akár kórokozók által termelt toxinok jelenléte vagy többek között nagy intenzitású fizikai testmozgás révén.

Ozmotikus lízis

Az ozmotikus lízis vagy a "citolízis" a plazmamembrán megrepedése az extracelluláris közeg túlzott vízáramának a citoszolba történő bevezetése miatt.

Ez a fajta lízis nagyon gyakori az állati sejtekben. Ennek oka az, hogy hiányzik egy olyan sejtfal, mint a növényi sejtek, gombák vagy baktériumok, amely segít a folyadék bejutása után a sejtmennyiség szabályozásában a citoszol és a környező környezet ozmotikus különbségei miatt.

Amikor egy állati sejt hipotóniás oldattal szembesül (akár környezeti ingadozások miatt, akár kísérleti körülmények között), akkor megduzzadnak, ami lízissel zárulhat be. A hipotonikus oldat olyan, amelyben a sejt belseje szempontjából alacsonyabb az oldott anyag koncentrációja, így a víz hajlamosabban "belépni" a cellába, elérve a víz egyensúlyát.

A kísérleti biológiában ozmotikus lízist vagy "sokkot" rendszeresen alkalmaznak a sejtek megbontására, belső elemük, különösen a citoszolos fehérjék, nukleinsavak stb. Elemzése céljából.

Kémiai lízis

A kémiai lízis során a sejtmembrán valamilyen kémiai anyag hatására elromlik vagy szétesik. Ez akkor fordulhat elő természetes környezetben, ha egy szövet vagy egy egysejtű szervezet sejtjeit vesszük figyelembe, amelyek véletlenül vannak kitéve valamilyen kémiai vegyületnek, amely képes befolyásolni a plazmamembrán integritását.

Általában a kísérleti kontextusban is alkalmazzák, ahol különböző tulajdonságokkal rendelkező detergenseket használnak a membrán alapvető szerkezetének befolyásolására és a lízis kialakulására. Közvetlenül vagy közvetetten alkalmazzák, attól függően, hogy a kérdéses cella milyen típusú és milyen célból van kitéve az említett eljárásnak.

Mechanikai vagy fizikai lízis

A sejt plazmamembránja mechanikai vagy fizikai módszerekkel kísérletileg felszakadhat. Ez a fajta lízis bizonyos körülmények között természetes környezetben is előfordulhat, de kísérletileg az alábbiak felhasználásával érhető el:

- Pengék homogenizátorai szövet- vagy sejttenyészet feldolgozásához

- Szonikátorok, amelyek nagy frekvenciájú ultrahanghullámok segítségével megbontják a cellákat

- Prések, amelyek sejtlízist okoznak a szövet vagy a sejtek egy részének a nyomás fokozatos növekedésének köszönhetően

- Csiszolóanyagok, amelyek többek között súrlódást okoznak

Enzimatikus lízis

Az enzimatikus lízis a lízis biológiai "módszere", amely lehet mesterséges vagy természetes. A természetes körülmények között ez különféle tényezők miatt fordulhat elő, azonban külön vizsgálták bizonyos baktériumok, gombák és más szervezetek vagy azok sejtjeinek által enzimatikus aktivitású fehérjék vonatkozásában, például a fertőzések leküzdésére.

Ebben az értelemben a lizozim az egyik leginkább vizsgált enzim. Egyes növényi szövetekben, a tojásfehérjében, valamint a májban, porcban, nyálban, nyálkahártyában, könnyben és az emberek és más állatok hematopoietikus vonalának sok sejtjében megtalálható.

Ennek az enzimnek a lízikus képessége abban rejlik, hogy a peptidoglikán, amely a baktériumok sejtfalának egyik legszélesebb körű poliszacharidja, glikozid-kötéseire gyakorolt ​​hidrolitikus aktivitásában rejlik.

Egyéb általános enzimek a természetben és az iparban, vagy a kísérleti környezetben a mannanázok, kitinázok, ananázok, glükanázok és hasonlók, amelyek a gombák és az élesztők sejtfalának szétesésében játszanak szerepet, néhányat említve.

A vírusos enzimek által kiváltott lízis szintén egyfajta enzimes lízis, mivel a baktériumokat megfertőző bakteriofágok "lizineket" termelnek, amelyek megbontják a membránt és a baktériumsejt falát.

Kísérletileg néhány szerző úgy véli, hogy a belső proteázok és a citoszolra jellemző egyéb hidrolitikus enzimek felhasználhatók más sejtek enzimatikus lízisére is, amely akkor is akkor fordul elő, ha egy szövetben egy sejtkészlet elhal el a nekrozis miatt, és belső tartalmát szabadítja fel a a környező táptalaj, szomszédos sejtek lízisét okozva.

Irodalom

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… és Walter, P. (2013). Alapvető sejtbiológia. Garland Science.
2. Brown, RB és Audet, J. (2008). Az egysejtű lízis jelenlegi technikái. A Royal Society Interface Journal, 5 (Suppl_2), S131-S138.
3. Fleet, GH (2011). Ételek és italok élesztőromlása. Az élesztőben (53-63. Oldal). Elsevier.
4. Luckey, M. (2014). Membránszerkezeti biológia: biokémiai és biofizikai alapokkal. Cambridge University Press.
5. Solomon, EP, Berg, LR és Martin, DW (2011). Biológia (9. kiadás). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.