LISIS SEL: PROSES, PENYEBAB DAN JENISNYA - BIOLOGI - 2026

The lisis sel adalah proses di mana sel atau hancur dimusnahkan oleh berbuka membran plasma dan / atau dinding sel. Secara etimologi, perkataan "lysis" berasal dari bahasa Yunani λύσις (baca "Lúsis") yang bermaksud "melonggarkan", "melemahkan", "gangguan" atau "menurun" (dari bahasa Inggeris yang melonggarkan).

Hasil lisis satu atau lebih sel dikenali sebagai "lysate", istilah yang banyak digunakan dalam biologi eksperimen untuk merujuk kepada campuran membran plasma "pecah" dan semua komponen sitosolik yang dilepaskan setelah pecah tersebut.

Kitaran hidup virus bacteriophage (Sumber: Phage2.JPG: Suly12 kerja derivatif: DZadventiste via Wikimedia Commons)

Lisis sel adalah proses normal yang dapat terjadi dalam konteks yang berlainan dan telah banyak dikaji berkaitan dengan pencerobohan bakteria dan "serangan" enzimatik oleh protein seperti lisozim, misalnya.

Secara eksperimen, ini adalah salah satu langkah pertama untuk mengkaji unsur intraselular atau membran, yang mana terdapat banyak teknik yang berbeza, yang asasnya berbeza-beza mengikut tujuan kajian.

Proses

Proses lisis bergantung terutamanya pada jenis sel yang dipertimbangkan. Untuk sel tumbuhan, kulat, dan bakteria, misalnya, ini bermula dengan perpecahan dinding sel.

Untuk sel haiwan dan / atau protoplas sel tumbuhan atau bakteria (sel tanpa dinding sel, hanya membran plasma dan sitosol), proses litik umumnya berlaku apabila integriti membran plasma terjejas, sehingga melepaskan kandungan selular ke persekitaran ekstraselular.

Pecahnya membran sel boleh disebabkan oleh enzim, detergen, toksin, oleh gelombang ultrasound frekuensi tinggi atau oleh proses mekanikal atau fizikal, antara lain.

Punca

Lisis sel boleh berlaku sebagai tindak balas terhadap keadaan persekitaran yang berbeza, serta faktor endogen atau isyarat tertentu.

Dalam banyak bakteria, misalnya, lisis sel dapat terjadi setelah dijangkiti dengan beberapa spesies virus yang dikenal sebagai "phages" atau "bacteriophages", di mana kitaran hidupnya mereka dapat menggunakan mesin replikasi bakteria untuk memperbanyak dan menghasilkan enzim litik yang mempromosikan "pemusnahan" sel.

Sel-sel lain boleh mengalami lisis kerana adanya toksin yang disekresikan oleh beberapa patogen dan, dalam tisu haiwan atau tumbuhan, misalnya, beberapa sel dapat dilenyapkan berkat pelbagai proses isyarat yang berakhir dengan pembebasan kandungan sel ke sekitarnya (nekrosis ).

Jenis-jenis lisis

Dalam literatur, rujukan dibuat untuk pelbagai jenis lisis. Sebilangan penulis mengklasifikasikannya mengikut "rangsangan" atau faktor pemicu, sementara yang lain mengklasifikasikannya mengikut jenis sel yang halus.

Menurut mekanisme yang beroperasi untuk mencapai perpecahan sel, lisis osmotik, lisis kimia, lisis mekanikal dan lisis enzimatik telah ditentukan. Walau bagaimanapun, jenis ini telah ditentukan secara khusus dari sudut pandang eksperimen, sehingga penerangannya mematuhi teknik yang berbeza, dan bukannya proses yang berlaku secara semula jadi.

Mengenai jenis sel yang dilisiskan, bagaimanapun, banyak pengarang membuat istilah seperti "onkolisis", "plasmolisis", "sitolisis", "hemolisis", dll.

Onkolisis merujuk kepada lisis tumor atau sel barah, baik dengan kaedah kimia atau fizikal (rawatan perubatan) atau oleh jangkitan dengan beberapa jenis virus yang dapat memecah sel. Sebaliknya, Plasmolisis merujuk pada fenomena yang terjadi pada sel tumbuhan ketika mereka mengalami larutan hipertonik, di mana air di dalamnya meninggalkan sel.

Plasmolisis sel tumbuhan (Sumber: CNX OpenStax melalui Wikimedia Commons)

Akhirnya, hemolisis adalah proses di mana sel atau sel darah merah dilancarkan, sama ada disebabkan oleh enzim tertentu (hemolysins), kehadiran toksin yang dihasilkan oleh patogen atau latihan fizikal intensiti tinggi, antara lain.

Lisis osmotik

Lisis osmotik atau "sitolisis" adalah pecahnya membran plasma kerana aliran air yang berlebihan dari medium ekstraselular ke sitosol.

Jenis lisis ini agak biasa pada sel haiwan. Sebabnya ialah kekurangan dinding sel seperti sel tumbuhan, kulat atau bakteria, yang membantu mereka mengawal jumlah sel setelah masuknya cecair kerana perbezaan osmotik antara sitosol dan persekitaran di sekitarnya.

Apabila sel haiwan berhadapan dengan penyelesaian hipotonik (sama ada disebabkan oleh turun naik persekitaran atau dalam keadaan eksperimen), mereka membengkak, yang dapat berakhir dengan lisis mereka. Penyelesaian hipotonik adalah yang mempunyai, berkenaan dengan bahagian dalam sel, kepekatan zat terlarut yang lebih rendah, sehingga air cenderung "masuk" ke dalam sel, mencari keseimbangan airnya.

Dalam biologi eksperimen lisis osmotik atau "kejutan" kerap digunakan untuk memecahkan sel-sel untuk menganalisis komponen dalamannya, terutama protein sitosolik, asid nukleik, dll.

Lisis kimia

Lisis kimia adalah salah satu membran sel yang pecah atau hancur akibat tindakan beberapa bahan kimia tertentu. Ia boleh berlaku di persekitaran semula jadi, jika kita mempertimbangkan sel-sel tisu atau organisma uniselular yang secara tidak sengaja terdedah kepada sebatian kimia yang mampu mempengaruhi integriti membran plasma.

Ia juga biasanya digunakan dalam konteks eksperimen, di mana bahan pencuci dengan sifat yang berbeza digunakan untuk mempengaruhi struktur asas membran, menyebabkan lisis. Ia digunakan secara langsung atau tidak langsung, bergantung pada jenis sel yang dimaksud dan untuk tujuan apa ia menjalani proses tersebut.

Lisis mekanikal atau fizikal

Membran plasma sel dapat pecah secara eksperimen dengan kaedah mekanikal atau fizikal. Jenis lisis ini juga dapat terjadi, dalam keadaan tertentu, di lingkungan semula jadi, tetapi secara eksperimen dapat dicapai melalui penggunaan:

- Homogenizer pisau untuk pemprosesan tisu atau kultur sel

- Sonicator, yang memecahkan sel dengan gelombang ultrasound frekuensi tinggi

- Tekanan, yang menyebabkan lisis sel berkat peningkatan tekanan yang progresif di mana tisu atau sekumpulan sel dikenakan

- Bahan kasar yang menyebabkan geseran antara lain

Lisis enzimatik

Lisis enzimatik adalah "kaedah" biologi lisis yang boleh dibuat secara buatan atau semula jadi. Dalam konteks semula jadi, ini boleh berlaku disebabkan oleh faktor yang berbeza, tetapi ia telah dikaji secara khusus berkenaan dengan beberapa protein dengan aktiviti enzimatik yang dirembeskan oleh bakteria, kulat dan organisma lain atau sel-selnya untuk melawan jangkitan, misalnya.

Dalam pengertian ini, lisozim telah menjadi salah satu enzim yang paling banyak dikaji. Ia terdapat di beberapa tisu tumbuhan, putih telur, dan juga di hati, tulang rawan, air liur, lendir, air mata, dan banyak sel keturunan hematopoietik manusia dan haiwan lain.

Kapasiti litik enzim ini terletak pada aktiviti hidrolitiknya pada ikatan glikosid peptidoglikan, yang merupakan salah satu polisakarida yang paling banyak terdapat di dinding sel bakteria.

Enzim biasa lain di alam dan dalam industri atau dalam persekitaran eksperimen adalah mannanase, chitinases, ananasses, glucanases, dan sejenisnya, yang berfungsi dalam penyebaran dinding sel jamur dan ragi, untuk beberapa nama.

Lisis yang disebabkan oleh enzim virus juga merupakan sejenis lisis enzimatik, kerana bakteriofag yang menjangkiti bakteria menghasilkan "lisin" yang memecahkan membran dan dinding sel bakteria.

Secara eksperimen, sebilangan penulis menganggap bahawa protease dalaman dan enzim hidrolitik khas sitosol dapat digunakan untuk lisis enzimatik sel lain, yang juga berlaku apabila, dalam tisu, sekumpulan sel mati akibat nekrosis dan melepaskan kandungan dalamannya ke medium sekitarnya, menyebabkan lisis sel yang berdekatan.

Rujukan

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M., … & Walter, P. (2013). Biologi sel penting. Ilmu Garland.
2. Brown, RB, & Audet, J. (2008). Teknik semasa untuk lisis sel tunggal. Jurnal Antaramuka Royal Society, 5 (suppl_2), S131-S138.
3. Armada, GH (2011). Kerosakan ragi makanan dan minuman. Dalam Ragi (hlm. 53-63). Elsevier.
4. Luckey, M. (2014). Biologi struktur membran: dengan asas biokimia dan biofizik. Akhbar Universiti Cambridge.
5. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologi (edisi ke-9). Brooks / Cole, Cengage Pembelajaran: Amerika Syarikat.