SOLUJEN HAJOAMINEN: PROSESSI, SYYT JA TYYPIT - BIOLOGIA - 2026

Solulyysiksen on prosessi, jossa solu hajoaa tai tuhoutuu purkamalla niiden solukalvon ja / tai solu- seinän. Etyologisesti ottaen sana "lysis" tulee kreikan kielestä λύσις (lue "Lúsis"), joka tarkoittaa "löysäämistä", "heikentymistä", "keskeytystä" tai "pienenemistä" (englannin kiertymisestä).

Yhden tai useamman solun hajoamisen tulos tunnetaan nimellä "lysaatti", termi, jota käytetään laajasti kokeellisessa biologiassa viittaamaan "rikkoutuneen" plasmamembraanin ja kaikkien sytosolisten komponenttien seokseen, jotka vapautuvat mainitun repeytymisen jälkeen.

Bakteriofaagiviruksen elinkaari (Lähde: Phage2.JPG: Suly12-johdannaisteos: DZadventiste Wikimedia Commonsin kautta)

Solujen hajoaminen on normaali prosessi, joka voi tapahtua erilaisissa yhteyksissä, ja sitä on tutkittu laajasti suhteessa bakteerien hyökkäyksiin ja proteiinien, kuten esimerkiksi lysotsyymin, entsymaattisiin "hyökkäyksiin".

Kokeellisesti se on yksi ensimmäisistä vaiheista tutkia mitä tahansa solunsisäistä tai membraanielementtiä, jolle on olemassa monia erilaisia ​​tekniikoita, joiden perusta vaihtelee tutkimuksen tarkoituksen mukaan.

Prosessi

Hajotusprosessi riippuu pääasiassa tarkastellun solutyypistä. Esimerkiksi kasvi-, sieni- ja bakteerisoluissa tämä alkaa soluseinämän hajoamisesta.

Kasvi- tai bakteerisolujen eläinsoluissa ja / tai protoplasteissa (solu ilman soluseinää, vain plasmamembraani ja sytosoli) lyyttinen prosessi tapahtuu yleensä silloin, kun plasmamembraanin eheys vaikuttaa, jolloin vapautuu solun sisällön solunulkoiseen ympäristöön.

Solumembraanin repeämä voi johtua muun muassa entsyymeistä, pesuaineista, toksiineista, korkeataajuisista ultraääni-aalloista tai mekaanisista tai fysikaalisista prosesseista.

syyt

Solujen hajoaminen voi tapahtua vasteena erilaisiin ympäristöolosuhteisiin, samoin kuin endogeenisiin tekijöihin tai erityisiin signaaleihin.

Esimerkiksi monissa bakteereissa soluhajoaminen voi tapahtua infektioiden jälkeen joillakin viruksilla, jotka tunnetaan nimellä "faagit" tai "bakteriofaagit", joiden elinkaaren aikana he voivat käyttää bakteerien replikaatiokoneita lisääntymään ja tuottamaan lyyttisiä entsyymejä. jotka edistävät solun "tuhoamista".

Muille soluille voidaan hajottaa jonkin patogeenin erittämien toksiinien takia, ja esimerkiksi eläin- tai kasvakudoksessa jotkut solut voidaan hajottaa erilaisten signalointiprosessien avulla, jotka päättyvät solusisällön vapautumiseen ympäristöön (nekroosi)).

Lyysityypit

Kirjallisuudessa viitataan erityyppisiin hajoamisiin. Jotkut kirjoittajat luokittelevat ne "ärsykkeen" tai laukaisevan tekijän perusteella, kun taas toiset luokittelevat ne sujuvan solutyypin mukaan.

Solun hajoamisen saavuttamiseksi toimivan mekanismin mukaan on määritelty osmoottinen hajotus, kemiallinen hajoaminen, mekaaninen hajotus ja entsymaattinen hajoaminen. Nämä tyypit on kuitenkin määritelty erityisesti kokeellisesta näkökulmasta niin, että niiden kuvaus noudattaa erilaisia ​​tekniikoita luonnossa esiintyvien prosessien sijasta.

Lyysoitetun solutyypin suhteen monet kirjoittajat ovat kuitenkin keksineet termejä, kuten "onkolyysi", "plasmolyysi", "sytolyysi", "hemolyysi" jne.

Onkolyysi tarkoittaa kasvain- tai syöpäsolujen hajoamista joko kemiallisilla tai fysikaalisilla menetelmillä (lääketieteelliset hoidot) tai infektiolla viruskannalla, joka voi hajottaa solut. Plasmolyysillä puolestaan ​​tarkoitetaan ilmiötä, joka tapahtuu kasvisoluissa, kun ne altistetaan hypertonisille liuoksille, jolloin sisäinen vesi poistuu solusta.

Kasvisolujen plasmolyysi (Lähde: CNX OpenStax Wikimedia Commonsin kautta)

Viimeinkin, hemolyysi on prosessi, jolla solut tai punasolut hajoutetaan joko spesifisten entsyymien (hemolysiinien), patogeenien tuottamien toksiinien läsnä ollessa tai muun muassa voimakkaan fyysisen harjoituksen avulla.

Osmoottinen hajoaminen

Osmoottinen hajotus tai "sytolyysi" on plasmakalvon repeämä, joka johtuu liiallisesta veden virtauksesta solunulkoisesta väliaineesta sytosoliin.

Tämän tyyppinen hajoaminen on melko yleistä eläinsoluissa. Syynä on, että heistä puuttuu soluseinä, kuten kasvisoluilla, sienillä tai bakteereilla, mikä auttaa heitä hallitsemaan solumäärää nesteen tulon jälkeen sytosolin ja sitä ympäröivän ympäristön osmoottisten erojen vuoksi.

Kun eläinsolu on hypotonisen liuoksen edessä (joko ympäristön vaihtelun takia tai kokeellisissa olosuhteissa), ne turpoavat, mikä voi päättyä niiden hajoamiseen. Hypotooninen ratkaisu on ratkaisu, jolla on solun sisäpuolelta alhaisempi pitoisuus liuenneita aineita, joten vesi taipuu "pääsemään" soluun etsiessään sen vesitasapainoa.

Kokeellisessa biologiassa osmoottista hajotusta tai "sokkia" käytetään säännöllisesti solujen hajottamiseen niiden sisäisten komponenttien, erityisesti sytosolisten proteiinien, nukleiinihappojen, analysoimiseksi.

Kemiallinen hajoaminen

Kemiallinen hajoaminen on sellainen, jolla solukalvo hajoaa tai hajoaa jonkin tietyn kemiallisen aineen vaikutuksesta. Se voi esiintyä luonnollisessa ympäristössä, jos tarkastellaan kudoksen tai jonkin yksisoluisen organismin soluja, jotka on vahingossa altistettu jollekin kemialliselle yhdisteelle, joka kykenee vaikuttamaan plasmakalvon eheyteen.

Sitä käytetään myös tyypillisesti kokeellisessa yhteydessä, jossa käytetään erilaisia ​​ominaisuuksia omaavia pesuaineita vaikuttamaan kalvon perusrakenteeseen aiheuttaen hajoamista. Sitä käytetään suoraan tai epäsuorasti, riippuen kyseessä olevan solun tyypistä ja mihin tarkoitukseen se alistetaan mainitulle prosessille.

Mekaaninen tai fysikaalinen hajoaminen

Solujen plasmamembraani voidaan rikkoa kokeellisesti mekaanisin tai fysikaalisin menetelmin. Tämän tyyppinen hajoaminen voi tapahtua tietyissä olosuhteissa myös luonnollisessa ympäristössä, mutta kokeellisesti se saadaan aikaan käyttämällä:

- Terän homogenisaattorit kudos- tai soluviljelmien prosessointiin

- Sonikaattorit, jotka rikkovat solut korkeataajuisten ultraääni-aaltojen avulla

- puristimet, jotka aiheuttavat solujen hajoamisen kudoksen tai soluryhmän asettaman paineen asteittaisen kasvun ansiosta

- Hioma-aineet, jotka aiheuttavat kitkaa muun muassa

Entsymaattinen hajoaminen

Entsymaattinen hajotus on biologinen "hajotusmenetelmä", joka voi olla keinotekoinen tai luonnollinen. Luonnollisessa tilanteessa tämä voi tapahtua erilaisista tekijöistä johtuen, mutta sitä on tarkistettu erityisesti joidenkin proteiinien suhteen, joilla on esimerkiksi bakteereiden, sienten ja muiden organismien tai niiden solujen erittämää entsymaattista aktiivisuutta infektioiden torjumiseksi.

Tässä mielessä lysotsyymi on ollut yksi tutkituimmista entsyymeistä. Sitä löytyy joistakin kasvakudoksista, munien valkoisesta ja myös maksasta, rustosta, syljestä, limasta, kyyneleistä ja monista ihmisten ja muiden eläinten hematopoieettisten sukusolujen soluista.

Tämän entsyymin lyyttinen kyky perustuu sen hydrolyyttiseen aktiivisuuteen peptidoglykaanin glykosidisidoksissa, joka on yksi yleisimmistä bakteerien soluseinämän polysakkaridista.

Muita yleisiä entsyymejä luonnossa ja teollisuudessa tai kokeellisissa olosuhteissa ovat mannanaasit, kitinaasit, ananaasit, glukanaasit ja vastaavat, jotka toimivat sienten ja hiivojen soluseinämän hajoamisessa, muutamia mainitakseni.

Virusentsyymien aiheuttama hajotus on myös eräänlainen entsymaattinen hajotus, koska bakteereja infektoivat bakteriofaagit tuottavat "lysiinejä", jotka rikkovat kalvon ja bakteerisoluseinän.

Kokeellisesti jotkut kirjoittajat katsovat, että sisäisiä proteaaseja ja muita sytosolille tyypillisiä hydrolyyttisiä entsyymejä voidaan käyttää muiden solujen entsymaattisessa hajotuksessa, mikä tapahtuu myös silloin, kun kudoksessa joukko soluja kuolee nekroosin vuoksi ja vapauttaa sisäisen pitoisuutensa. ympäröivä väliaine, aiheuttaen vierekkäisten solujen hajoamisen.

Viitteet

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… ja Walter, P. (2013). Oleellinen solubiologia. Garland Science.
2. Brown, RB, & Audet, J. (2008). Nykyiset tekniikat yksisoluiselle hajotukselle. Journal of Royal Society -rajapinta, 5 (Suppl_2), S131-S138.
3. Laivasto, GH (2011). Ruoka- ja juomahiivojen pilaantuminen. Hiivoissa (s. 53-63). Elsevier.
4. Luckey, M. (2014). Kalvorakennebiologia: biokemiallisilla ja biofysikaalisilla perusteilla. Cambridge University Press.
5. Solomon, EP, Berg, LR, ja Martin, DW (2011). Biologia (9. edn). Brooks / Cole, Cengage-oppiminen: Yhdysvallat.