- معالجة
- الأسباب
- أنواع التحلل
- تحلل تناضحي
- التحلل الكيميائي
- التحلل الميكانيكي أو الفيزيائي
- التحلل الأنزيمي
- المراجع
و تحلل الخلية هو العملية التي من تفكك خلية أو تم تدميرها بواسطة كسر غشاء البلازما الخاصة بهم و / أو جدار الخلية. من ناحية أصل الكلمة ، تأتي كلمة "lysis" من الكلمة اليونانية λύσις (اقرأ "Lúsis") والتي تعني "الإرخاء" أو "الإضعاف" أو "الانقطاع" أو "النقص" (من تخفيف اللغة الإنجليزية).
تُعرف نتيجة تحلل خلية أو أكثر باسم "المحللة" ، وهو مصطلح يستخدم على نطاق واسع في علم الأحياء التجريبي للإشارة إلى خليط غشاء البلازما "المكسور" وجميع مكونات العصارة الخلوية التي تم إطلاقها بعد التمزق المذكور.
دورة حياة فيروس البكتيريا (المصدر: Phage2.JPG: Suly12derivative work: DZadventiste via Wikimedia Commons)
تحلل الخلايا هو عملية طبيعية يمكن أن تحدث في سياقات مختلفة وقد تمت دراستها على نطاق واسع فيما يتعلق بالغزوات البكتيرية و "الهجوم" الإنزيمي بواسطة البروتينات مثل الليزوزيم ، على سبيل المثال.
تجريبيًا هي إحدى الخطوات الأولى لدراسة أي عنصر داخل الخلايا أو غشائي ، حيث توجد العديد من التقنيات المختلفة ، والتي يختلف أساسها وفقًا للغرض من الدراسة.
معالجة
تعتمد عملية التحلل بشكل أساسي على نوع الخلية المعتبرة. بالنسبة للخلايا النباتية والفطرية والبكتيرية ، على سبيل المثال ، يبدأ هذا بتفكك جدار الخلية.
بالنسبة للخلايا الحيوانية و / أو البروتوبلاستس للخلايا النباتية أو البكتيرية (خلية بدون جدار خلوي ، فقط غشاء بلازما وعصير خلوي) ، تحدث العملية التحليلية عمومًا عندما تتأثر سلامة غشاء البلازما ، وبالتالي يتم إطلاقها المحتويات الخلوية للبيئة خارج الخلية.
يمكن أن يكون سبب تمزق غشاء الخلية هو الإنزيمات والمنظفات والسموم أو الموجات فوق الصوتية عالية التردد أو العمليات الميكانيكية أو الفيزيائية ، من بين أمور أخرى.
الأسباب
يمكن أن يحدث تحلل الخلايا استجابة لظروف بيئية مختلفة ، بالإضافة إلى عوامل داخلية أو إشارات محددة.
في العديد من البكتيريا ، على سبيل المثال ، يمكن أن يحدث تحلل الخلايا بعد الإصابة ببعض أنواع الفيروسات المعروفة باسم "العاثيات" أو "العاثيات" ، والتي يمكن في دورة حياتها استخدام آلية التكاثر البكتيري للتكاثر وإنتاج الإنزيمات اللايتية التي تعزز "تدمير" الخلية.
يمكن أن تخضع الخلايا الأخرى للتحلل بسبب وجود السموم التي يفرزها بعض العوامل الممرضة ، وفي الأنسجة الحيوانية أو النباتية ، على سبيل المثال ، يمكن أن تتحلل بعض الخلايا بفضل عمليات الإشارات المختلفة التي تنتهي بإطلاق محتوى الخلية إلى المناطق المحيطة (نخر)).
أنواع التحلل
في الأدبيات ، يشار إلى أنواع مختلفة من التحلل. يصنفها بعض المؤلفين وفقًا لـ "المنبه" أو العامل المثير ، بينما يصنفها آخرون وفقًا لنوع الخلية الملساء.
وفقًا للآلية التي تعمل على تحقيق تفكك الخلية ، تم تحديد التحلل الاسموزي والتحلل الكيميائي والتحلل الميكانيكي والتحلل الإنزيمي. ومع ذلك ، فقد تم تحديد هذه الأنواع بشكل خاص من وجهة النظر التجريبية ، بحيث يخضع وصفها لتقنيات مختلفة ، بدلاً من العمليات التي تحدث بشكل طبيعي.
فيما يتعلق بنوع الخلية المتحللة ، فقد صاغ العديد من المؤلفين مصطلحات مثل "تحلل الأورام" ، "تحلل البلازما" ، "انحلال الخلايا" ، "انحلال الدم" ، إلخ.
يشير انحلال الأورام إلى تحلل الورم أو الخلايا السرطانية ، إما بالطرق الكيميائية أو الفيزيائية (العلاجات الطبية) أو عن طريق العدوى ببعض سلالة الفيروس التي يمكن أن تكسر الخلايا. من ناحية أخرى ، يشير تحلل البلازما إلى ظاهرة تحدث في الخلايا النباتية عندما تتعرض لمحلول مفرط التوتر ، حيث يترك الماء بداخلها الخلية.
تحلل الخلايا النباتية (المصدر: CNX OpenStax عبر ويكيميديا كومنز)
أخيرًا ، انحلال الدم هو العملية التي يتم من خلالها تحلل الخلايا أو خلايا الدم الحمراء ، إما عن طريق إنزيمات معينة (الهيموليزين) ، أو عن طريق وجود السموم التي تنتجها مسببات الأمراض أو عن طريق التمارين البدنية عالية الكثافة ، من بين أمور أخرى.
تحلل تناضحي
التحلل التناضحي أو "التحلل الخلوي" هو تمزق غشاء البلازما بسبب التدفق المفرط للماء من الوسط خارج الخلية إلى العصارة الخلوية.
هذا النوع من التحلل شائع جدًا في الخلايا الحيوانية. والسبب هو أنها تفتقر إلى جدار خلوي مثل تلك الموجودة في الخلايا النباتية أو الفطريات أو البكتيريا ، مما يساعدها على التحكم في حجم الخلية بعد دخول السائل بسبب الاختلافات التناضحية بين العصارة الخلوية والبيئة المحيطة.
عندما تواجه خلية حيوانية محلول ناقص التوتر (إما بسبب التقلبات البيئية أو في ظل ظروف تجريبية) ، فإنها تنتفخ ، والتي يمكن أن تنتهي بتحللها. المحلول منخفض التوتر هو المحلول الذي يحتوي ، فيما يتعلق بداخل الخلية ، على تركيز منخفض من المواد المذابة ، بحيث يميل الماء إلى "الدخول" إلى الخلية بحثًا عن توازن الماء فيها.
في علم الأحياء التجريبي ، يتم استخدام التحلل التناضحي أو "الصدمة" بانتظام لتكسير الخلايا من أجل تحليل مكوناتها الداخلية ، وخاصة بروتينات العصارة الخلوية ، والأحماض النووية ، إلخ.
التحلل الكيميائي
التحلل الكيميائي هو الذي ينكسر أو يتفكك غشاء الخلية بفعل مادة كيميائية معينة. يمكن أن يحدث في بيئة طبيعية ، إذا أخذنا في الاعتبار خلايا الأنسجة أو بعض الكائنات الحية أحادية الخلية التي تتعرض مصادفة لبعض المركبات الكيميائية القادرة على التأثير على سلامة غشاء البلازما.
يتم استخدامه أيضًا بشكل نموذجي في السياق التجريبي ، حيث يتم استخدام المنظفات ذات الخصائص المختلفة للتأثير على البنية الأساسية للغشاء ، مما يتسبب في التحلل. يتم تطبيقه بشكل مباشر أو غير مباشر ، اعتمادًا على نوع الخلية المعنية ولأي غرض تخضع للعملية المذكورة.
التحلل الميكانيكي أو الفيزيائي
يمكن أن يتمزق الغشاء البلازمي للخلية تجريبياً بالطرق الميكانيكية أو الفيزيائية. يمكن أن يحدث هذا النوع من التحلل أيضًا ، في ظل ظروف معينة ، في البيئات الطبيعية ، ولكن يتم تحقيقه تجريبيًا من خلال استخدام:
- المجانسات الشفرية لمعالجة الأنسجة أو زراعة الخلايا
- سونيكاتورز ، التي تكسر الخلايا عن طريق الموجات فوق الصوتية عالية التردد
- المكابس ، التي تسبب تحلل الخلايا بفضل الزيادة التدريجية في الضغط الذي تتعرض له الأنسجة أو مجموعة الخلايا
- المواد الكاشطة التي تسبب الاحتكاك وغيرها
التحلل الأنزيمي
التحلل الأنزيمي هو "طريقة" بيولوجية للتحلل يمكن أن تكون اصطناعية أو طبيعية. في السياق الطبيعي ، يمكن أن يحدث هذا بسبب عوامل مختلفة ، ولكن تمت مراجعته بشكل خاص فيما يتعلق ببعض البروتينات ذات النشاط الأنزيمي الذي تفرزه البكتيريا والفطريات والكائنات الحية الأخرى أو خلاياها لمكافحة العدوى ، على سبيل المثال.
بهذا المعنى ، كان الليزوزيم أحد أكثر الإنزيمات التي تمت دراستها. يوجد في بعض أنسجة النبات ، في بياض البيض ، وكذلك في الكبد ، والغضاريف ، واللعاب ، والمخاط ، والدموع ، والعديد من خلايا النسب المكونة للدم للإنسان والحيوانات الأخرى.
تكمن القدرة التحليلية لهذا الإنزيم في نشاطه المائي على الروابط الجليكوسيدية للببتيدوجليكان ، وهو أحد أكثر السكريات وفرة في جدار الخلية للبكتيريا.
الإنزيمات الشائعة الأخرى في الطبيعة وفي الصناعة أو في البيئة التجريبية هي ماناناسيس ، كيتيناز ، أناناسيس ، جلوكاناز ، وما شابه ، والتي تعمل في تفكك جدار الخلية للفطريات والخمائر ، على سبيل المثال لا الحصر.
التحلل الناجم عن الإنزيمات الفيروسية هو أيضًا نوع من التحلل الإنزيمي ، لأن العاثيات التي تصيب البكتيريا تنتج "ليسينًا" يكسر الغشاء وجدار الخلية البكتيرية.
من الناحية التجريبية ، يعتبر بعض المؤلفين أن البروتياز الداخلي وأنزيمات التحلل المائي الأخرى النموذجية للعصارة الخلوية يمكن استخدامها في التحلل الأنزيمي للخلايا الأخرى ، والذي يحدث أيضًا عندما تموت مجموعة من الخلايا في الأنسجة بسبب النخر وتطلق محتواها الداخلي إلى الوسط المحيط ، مما تسبب في تحلل الخلايا المجاورة.
المراجع
- ألبرتس ، بي ، براي ، دي ، هوبكين ، كيه ، جونسون ، إيه دي ، لويس ، جيه ، راف ، إم ،… ووالتر ، بي (2013). بيولوجيا الخلية الأساسية. علوم جارلاند.
- Brown، RB، & Audet، J. (2008). التقنيات الحالية لتحلل الخلية الواحدة. مجلة واجهة المجتمع الملكي ، 5 (ملحق_2) ، S131-S138.
- الأسطول ، GH (2011). فساد الخميرة للأطعمة والمشروبات. في الخمائر (ص 53-63). إلسفير.
- لوكي ، م. (2014). البيولوجيا التركيبية الغشائية: مع الأسس البيوكيميائية والفيزيائية الحيوية. صحافة جامعة كامبرج.
- سولومون ، إي بي ، بيرج ، إل آر ، ومارتن ، دي دبليو (2011). علم الأحياء (التاسع إدن). بروكس / كول ، Cengage Learning: USA.