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La lisis ( / ˈ l aɪ s ɪ s / LY -sis ; del griego λῠ́σῐς lýsis 'aflojamiento') es la ruptura de la membrana de una célula , a menudo por mecanismos virales , enzimáticos u osmóticos (es decir, "líticos" / ˈ l ɪ t ɪ k / LIT -ik ) que comprometen su integridad. Un fluido que contiene el contenido de las células lisadas se llama lisado . En los laboratorios de biología molecular , bioquímica y biología celular , los cultivos celulares pueden someterse a lisis en el proceso de purificación de sus componentes, como en la purificación de proteínas , la extracción de ADN , la extracción de ARN o en la purificación de orgánulos .
Muchas especies de bacterias son susceptibles a la lisis por la enzima lisozima , que se encuentra en la saliva animal , la clara de huevo y otras secreciones . [ 1 ] Las enzimas líticas de fagos ( lisinas ) producidas durante la infección por bacteriófagos son responsables de la capacidad de estos virus para lisar las células bacterianas. [ 2 ] La penicilina y los antibióticos β-lactámicos relacionados causan la muerte de las bacterias a través de la lisis mediada por enzimas que ocurre después de que el fármaco hace que la bacteria forme una pared celular defectuosa . [ 3 ] Si la pared celular se pierde por completo y la penicilina se usó en bacterias grampositivas , entonces la bacteria se denomina protoplasto , pero si la penicilina se usó en bacterias gramnegativas , entonces se denomina esferoplasto .
Citólisis
La citólisis se produce cuando una célula se rompe debido a un desequilibrio osmótico que provoca la entrada de un exceso de agua en la célula.
La citólisis puede prevenirse mediante diversos mecanismos, entre ellos la vacuola contráctil presente en algunos paramecios , que bombea rápidamente el agua fuera de la célula. En condiciones normales, la citólisis no se produce en las células vegetales debido a que estas poseen una pared celular resistente que contiene la presión osmótica, o presión de turgencia , que de otro modo la provocaría.
Oncolisis
La oncolisis es la destrucción de células neoplásicas o de un tumor .
El término también se utiliza para referirse a la reducción de cualquier hinchazón . [ 4 ]
Plasmólisis
La plasmólisis es la contracción de las células vegetales debido a la pérdida de agua por ósmosis . En un ambiente hipertónico , la membrana celular se desprende de la pared celular y la vacuola colapsa. Estas células acabarán marchitándose y muriendo a menos que el flujo de agua causado por la ósmosis detenga la contracción de la membrana celular . [ 5 ]
Respuesta inmune
La hemoglobina de los eritrocitos libera radicales libres en respuesta a los patógenos cuando estos la lisan. Esto puede dañar a los patógenos. [ 6 ] [ 7 ]
Aplicaciones
La lisis celular se utiliza en laboratorios para romper las células y purificar o estudiar su contenido. La lisis en el laboratorio puede verse afectada por enzimas , detergentes u otros agentes caotrópicos . La ruptura mecánica de las membranas celulares, como la causada por ciclos repetidos de congelación y descongelación, sonicación , presión o filtración, también puede denominarse lisis. Muchos experimentos de laboratorio son sensibles a la elección del mecanismo de lisis; a menudo es deseable evitar las fuerzas de cizallamiento mecánicas que desnaturalizarían o degradarían macromoléculas sensibles, como proteínas y ADN , y diferentes tipos de detergentes pueden producir resultados distintos. La solución sin procesar inmediatamente después de la lisis, pero antes de cualquier paso de extracción adicional, se suele denominar lisado crudo . [ 8 ] [ 9 ]
Por ejemplo, la lisis se utiliza en la transferencia Western y Southern para analizar la composición de proteínas , lípidos y ácidos nucleicos específicos , individualmente o en complejos . Dependiendo del detergente utilizado, se lisan todas o algunas membranas. Por ejemplo, si solo se lisa la membrana celular, se puede utilizar la centrifugación en gradiente para recolectar ciertos orgánulos . La lisis también se utiliza para la purificación de proteínas , la extracción de ADN y la extracción de ARN . [ 8 ] [ 9 ]
Métodos
Existen varios métodos para la lisis celular, que a veces se utilizan en combinación. Algunos ejemplos son la homogeneización líquida, la congelación-descongelación y la ruptura física, como la sonicación o el uso de soluciones hipotónicas que provocan hinchazón osmótica y la eventual ruptura de la célula. [ 10 ]
Lisis química
Este método utiliza la disrupción química. Es el enfoque más popular y sencillo. La lisis química deteriora/solubiliza químicamente las proteínas y los lípidos presentes en la membrana de las células objetivo. [ 11 ] Los tampones de lisis comunes contienen hidróxido de sodio (NaOH) y dodecilsulfato de sodio (SDS). La lisis celular se realiza mejor a un pH entre 11,5 y 12,5. Aunque sencillo, es un proceso lento que puede durar entre 6 y 12 horas. [ 12 ]
lisis acústica
Este método utiliza ondas ultrasónicas para generar zonas de alta y baja presión, lo que provoca cavitación y, a su vez, lisis celular. Si bien este método suele ser limpio, no resulta rentable ni consistente. [ 11 ]
Lisis mecánica
Este método utiliza la penetración física para perforar o cortar una membrana celular. [ 11 ]
Lisis enzimática
Este método utiliza enzimas como la lisozima o las proteasas para desintegrar la membrana celular. [ 13 ]
Véase también
Referencias
- ↑ P. Jollès, ed. (1996). Lisozimas: enzimas modelo en bioquímica y biología . Basilea: Birkhäuser Verlag. págs. 35–64 . ISBN 978-3-7643-5121-2.
- ↑ Nelson, D.; Loomis, L.; Fischetti, VA (20 de marzo de 2001). "Prevención y eliminación de la colonización de las vías respiratorias superiores de ratones por estreptococos del grupo A mediante el uso de una enzima lítica de bacteriófago" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 98 (7 ) : 4107–12 . Bibcode : 2001PNAS...98.4107N . doi : 10.1073/pnas.061038398 . PMC 31187. PMID 11259652 .
- ↑ Scholar, EM; Pratt, WB (2000). Los fármacos antimicrobianos (2.ª ed.). Oxford University Press . págs. 61-64 . ISBN 978-0-19-975971-2.
- ↑ "Oncolisis" . Diccionario médico . Farlex . Consultado el 27 de marzo de 2013 .
- ↑ "Wiley InterScience : Journals : New Phytologist" . New Phytologist . 126 : 571–591 . doi : 10.1111/j.1469-8137.1994.tb02952.x . Archivado del original el 22 de mayo de 2011. Consultado el 11 de septiembre de 2008 .
- ↑ Shobana Kesava (1 de septiembre de 2007). «Los glóbulos rojos hacen más que transportar oxígeno. Nuevos hallazgos del equipo de la NUS demuestran que también atacan agresivamente a las bacterias» (PDF) . The Straits Times . Archivado del original (PDF) el 20 de febrero de 2009 , a través del Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional de Singapur.
- ↑ Jiang, N; Tan, NS; Ho, B; Ding, JL (octubre de 2007). "Especies reactivas de oxígeno generadas por proteínas respiratorias como estrategia antimicrobiana" ( PDF) . Nature Immunology . 8 (10): 1114–22 . doi : 10.1038 /ni1501 . PMID 17721536. S2CID 11359246. Archivado (PDF) del original el 12 de enero de 2024.
- 1 2 Manual técnico de lisis celular Thermo Scientific Pierce (PDF) (2.ª ed.). Thermo Scientific.
- 1 2 "Instalación central de expresión y purificación de proteínas: purificación de proteínas: extracción y clarificación" . Laboratorio Europeo de Biología Molecular . Consultado el 17 de marzo de 2015 .
- ↑ "Métodos tradicionales de lisis celular - EE. UU." . www.thermofisher.com . Consultado el 16 de enero de 2025 .
- 1 2 3 Park, Seung-min; Sabour, Andrew F; Ho Son, Jun; Hun Lee, Sang; Lee, Luke (2014). "Hacia un sistema integrado de diagnóstico molecular (iMDx): principios y aplicaciones" . IEEE Transactions on Bio-Medical Engineering . 61 (5): 1506– 1521. doi : 10.1109/TBME.2014.2309119 . PMC 4141683. PMID 24759281 .
- ↑ Shehadul Islam, Mohammed; Aryasomayajula, Aditya; Selvaganapathy, Ponnambalam Ravi (marzo de 2017). "Una revisión de los métodos de lisis celular a macroescala y microescala" . Micromachines . 8 (3): 83. doi : 10.3390/mi8030083 . ISSN 2072-666X . PMC 6190294 .
- ↑ Danaeifar, Mohsen (noviembre de 2022). "Nuevos horizontes en el desarrollo de métodos de lisis celular: una revisión" . Biotecnología y bioingeniería . 119 (11): 3007–3021 . Bibcode : 2022BiotB.119.3007D . doi : 10.1002 / bit.28198 . ISSN 0006-3592 . PMID 35900072. S2CID 251132821 .
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