Liza stanica je proces kod kojeg se stanicama raspada, ili je uništen lomljenja njihove plazmatske membrane i / ili stanični zid. Etimološki gledano, riječ "liza" dolazi od grčkog λύσις (čitaj "Lúsis") što znači "labavljenje", "slabljenje", "prekid" ili "smanjenje" (od engleskog labavljenje).
Rezultat lize jedne ili više stanica poznat je pod nazivom "lizat", izraz koji se široko koristi u eksperimentalnoj biologiji za označavanje smjese "razbijene" plazma membrane i svih citosolnih komponenti koje se oslobađaju nakon spomenute rupture.
Životni ciklus virusa bakteriofaga (Izvor: Phage2.JPG: Suly12erivativni rad: DZadventiste putem Wikimedia Commonsa)
Stanična liza je normalan proces koji se može odvijati u različitim okvirima i opsežno je proučavan u odnosu na bakterijske invazije i enzimski "napad", na primjer, proteina poput lizocima.
Eksperimentalno, to je jedan od prvih koraka za proučavanje bilo kakvih unutarćelijskih ili membranskih elemenata, za koje postoji mnogo različitih tehnika, čija se osnova razlikuje u skladu sa svrhom studije.
Postupak
Proces lize uglavnom ovisi o vrsti razmatrane stanice. Na primjer, za biljne, gljivične i bakterijske stanice ovo započinje raspadom stanične stijenke.
Za životinjske stanice i / ili protoplaste biljnih ili bakterijskih stanica (stanica bez stanične stijenke, samo plazma membrana i citosol), litski se proces obično događa kada je ugrožen integritet plazma membrane, čime se oslobađa stanični sadržaj u izvanstanično okruženje.
Ruptura stanične membrane može biti uzrokovana enzimima, deterdžentima, toksinima, visokofrekventnim ultrazvučnim valovima ili mehaničkim ili fizičkim procesima.
uzroci
Do lize stanica može doći kao odgovor na različite uvjete u okruženju, kao i na endogene faktore ili specifične signale.
Na primjer, kod mnogih bakterija dolazi do lize stanica nakon infekcije s nekim vrstama virusa poznatim kao "fagi" ili "bakteriofagi", u čijem životnom ciklusu mogu koristiti bakterijsku replikacijsku mašinu za umnožavanje i proizvodnju litskih enzima koji pospješuju "uništavanje" stanice.
Ostale stanice mogu proći lizu zbog prisutnosti toksina koje izlučuje neki patogen, a u životinjskom ili biljnom tkivu, na primjer, neke stanice mogu se lizirati zahvaljujući različitim signalnim procesima koji završavaju otpuštanjem sadržaja stanice u okolinu (nekroza).
Vrste lize
U literaturi se spominju različite vrste lize. Neki ih autori klasificiraju prema „poticaju“ ili faktoru pokretanja, dok ih drugi razvrstavaju prema vrsti stanice koja je glatka.
Prema mehanizmu koji djeluje na postizanje raspada stanice definirani su osmotska liza, kemijska liza, mehanička liza i enzimska liza. Međutim, ove su vrste posebno definirane s eksperimentalnog stajališta, tako da se njihov opis poklapa s različitim tehnikama, a ne prirodnim procesima.
Što se tiče vrste stanice koja se lizira, mnogi su autori skovali pojmove poput "onkoliza", "plazmoliza", "citoliza", "hemoliza" itd.
Onkoliza se odnosi na lizu tumora ili stanica raka, bilo kemijskim ili fizikalnim metodama (medicinski tretman) ili infekcijom nekim sojem virusa koji može razgraditi stanice. S druge strane, plazmoliza se odnosi na fenomen koji se događa u biljnim stanicama kada su podvrgnute hipertoničnim otopinama, s kojima voda unutar njih napušta stanicu.
Plazmoliza biljnih stanica (Izvor: CNX OpenStax putem Wikimedia Commonsa)
Konačno, hemoliza je proces kojim se stanice ili crvene krvne stanice liziraju, bilo pomoću specifičnih enzima (hemolizina), bilo prisutnosti toksina proizvedenih patogenima, bilo fizičkim vježbanjem visokog intenziteta, između ostalog.
Osmotska liza
Osmotska liza ili "citoliza" je ruptura plazma membrane uslijed pretjeranog protoka vode iz vanćelijskog medija u citosol.
Ova vrsta lize prilično je česta u životinjskim stanicama. Razlog je taj što im nedostaje stanična stijenka poput biljnih stanica, gljivica ili bakterija, što im pomaže da kontroliraju volumen stanica nakon ulaska tekućine zbog osmotskih razlika između citosola i okolnog okoliša.
Kada se životinjska stanica suoči s hipotoničnom otopinom (bilo zbog kolebanja okoliša bilo pod eksperimentalnim uvjetima), one nabubre, što može završiti njihovom lizijom. Hipotonično rješenje je ono koje ima, u odnosu na unutrašnjost ćelije, nižu koncentraciju topljenih tvari, tako da voda teži da "uđe" u stanicu tražeći njen vodeni balans.
U eksperimentalnoj biologiji osmotska liza ili "šok" redovno se koristi za razbijanje stanica kako bi se analizirale njihove unutarnje komponente, posebno citosolni proteini, nukleinske kiseline itd.
Kemijska liza
Kemijska liza je ona kojom se stanična membrana razgrađuje ili razgrađuje djelovanjem neke specifične kemijske tvari. Može se dogoditi u prirodnom okruženju ako uzmemo u obzir stanice tkiva ili neki jednostanični organizam koji je slučajno izložen nekom kemijskom spoju koji može utjecati na integritet plazma membrane.
Također se obično koristi u eksperimentalnom kontekstu, gdje se deterdženti s različitim svojstvima utječu na temeljnu strukturu membrane, uzrokujući lizu. Primjenjuje se izravno ili neizravno, ovisno o vrsti stanice o kojoj je riječ i u koje je svrhe podvrgnut navedenom procesu.
Mehanička ili fizička liza
Plazma membrana stanice može se eksperimentalno rupturirati mehaničkim ili fizičkim postupcima. Ova vrsta lize može se pojaviti pod određenim uvjetima i u prirodnim okruženjima, ali se to eksperimentalno postiže upotrebom:
- Homogenizatori na noževima za obradu tkiva ili stanične kulture
- sonikatori, koji razbijaju stanice pomoću visokofrekventnih ultrazvučnih valova
- Preše, koje uzrokuju lizu stanica zahvaljujući progresivnom porastu pritiska kojem je tkivo ili skupina stanica podvrgnut
- Abrazivni materijali koji između ostalog uzrokuju trenje
Enzimska liza
Enzimska liza je biološka "metoda" lize koja može biti umjetna ili prirodna. U prirodnom kontekstu, to se može dogoditi zbog različitih čimbenika, ali posebno je pregledano s obzirom na neke bjelančevine s enzimskim djelovanjem koje izlučuju, na primjer, bakterije, gljivice i drugi organizmi ili njihove stanice za borbu protiv infekcija.
U tom je smislu lizocim jedan od proučavanih enzima. Nalazi se u nekim biljnim tkivima, u bjelini jaja, kao i u jetri, hrskavici, slini, sluzi, suzama i mnogim stanicama hematopoetske loze ljudi i drugih životinja.
Litički kapacitet ovog enzima leži u njegovom hidroliznom djelovanju na glikozidne veze peptidoglikana, koji je jedan od najbogatijih polisaharida u staničnoj stijenci bakterija.
Ostali uobičajeni enzimi u prirodi i industriji ili u eksperimentalnim okruženjima su manaze, himinaze, ananaze, glukanaze i slično, koji djeluju na razgradnju stanične stijenke gljivica i kvasaca, ako ih samo nabrojimo.
Liza uzrokovana virusnim enzimima je također vrsta enzimske lize, budući da bakteriofagi koji inficiraju bakterije proizvode "lizine" koji razbijaju membranu i stanicu bakterijske stanice.
Eksperimentalno, neki autori smatraju da se unutarnje proteaze i drugi hidrolizni enzimi tipični za citosol mogu koristiti za enzimsku lizu drugih stanica, što se također događa kada, u tkivu, skup stanica umre zbog nekroze i ispušta svoj unutarnji sadržaj okolni medij, uzrokujući lizu susjednih stanica.
Reference
- Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… i Walter, P. (2013). Bitna stanična biologija. Garland Science.
- Brown, RB, i Audet, J. (2008). Postojeće tehnike za jednostaničnu lizu. Časopis Royal Society Interface, 5 (suppl_2), S131-S138.
- Fleet, GH (2011). Kvarenje kvasaca hrane i pića. U kvascima (str. 53-63). Elsevier.
- Luckey, M. (2014). Membranska strukturna biologija: s biokemijskim i biofizičkim osnovama. Cambridge University Press.
- Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologija (9. izd.). Brooks / Cole, Cengage Learning: SAD.