Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Буфер для разрушения клеток в молекулярной биологии
Buffer to break cells in molecular biology
Буфер лизиса – это буферный раствор, используемый для разрушения клеток с целью проведения молекулярно-биологических экспериментов, анализирующих нестабильные макромолекулы клеток (например, вестерн-блоттинг для белков или для выделения ДНК). Большинство буферов лизиса содержат буферные соли (например, Tris HCl) и ионные соли (например, NaCl) для регулирования pH и осмолярности лизата. Иногда для разрушения мембранных структур добавляют детергенты (такие как Triton X 100 или SDS). В буферы лизиса, предназначенные для экстракции белков, часто включают ингибиторы протеаз, и в сложных случаях они могут быть почти обязательными. Буферы лизиса могут использоваться как для клеток животных, так и для растительных тканей.
A lysis buffer is a buffer solution used for the purpose of breaking open cells for use in molecular biology experiments that analyze the labile macromolecules of the cells (e. g. western blot for protein, or for DNA extraction). Most lysis buffers contain buffering salts (e. g. Tris HCl) and ionic salts (e. g. NaCl) to regulate the pH and osmolarity of the lysate. Sometimes detergents (such as Triton X 100 or SDS) are added to break up membrane structures. For lysis buffers targeted at protein extraction, protease inhibitors are often included, and in difficult cases may be almost required. Lysis buffers can be used on both animal and plant tissue cells.
Выбор буфера
Основная цель буфера для лизиса – изолировать интересующие молекулы и поддерживать их стабильность. Для белков, в зависимости от эксперимента, целевые белки могут нуждаться в полной денатурации, либо должны оставаться в сложенном и функциональном состоянии. Разные белки обладают различными свойствами и находятся в разных клеточных компартментах. Поэтому важно выбирать оптимальный буфер, исходя из целей и дизайна эксперимента. Ключевыми факторами, которые необходимо учитывать, являются: pH, ионная сила, использование детергентов, а также ингибиторы протеаз для предотвращения протеолиза. Например, добавление детергента необходимо при лизисе грамотрицательных бактерий, но не требуется для грамположительных. Обычно в буфер для лизиса добавляют ингибитор протеаз, а также другие ингибиторы ферментов по необходимости, например, ингибитор фосфатазы при изучении фосфорилированных белков.
The primary purpose of lysis buffer is isolating the molecules of interest and keeping them in a stable environment. For proteins, for some experiments, the target proteins should be completely denatured, while in some other experiments the target protein should remain folded and functional. Different proteins also have different properties and are found in different cellular environments. Thus, it is essential to choose the best buffer based on the purpose and design of the experiments. The important factors to be considered are: pH, ionic strength, usage of detergent, protease inhibitors to prevent proteolytic processes. For example, detergent addition is necessary when lysing Gram negative bacteria, but not for Gram positive bacteria. It is common that a protease inhibitor is added to lysis buffer, along with other enzyme inhibitors of choice, such as a phosphatase inhibitor when studying proteins with phosphorylation.
Буфер
Буфер создает среду для изолированных белков. Каждый буфер имеет определенный диапазон pH, поэтому буфер следует выбирать, исходя из стабильности целевого белка в эксперименте при заданном pH. Кроме того, при выборе буферов с близкими диапазонами pH важно учитывать их совместимость с целевым белком. В таблице ниже представлены наиболее часто используемые буферы и их диапазоны pH. Хотя детергенты широко применяются и выполняют схожие функции, необходимо учитывать физико-химические свойства конкретного детергента в соответствии с целями эксперимента. Детергенты классифицируются как неионные, анионные, катионные или цвиттерионные, в зависимости от строения их гидрофильной головной группы. Детергенты являются ключевым компонентом, определяющим эффективность лизиса буфера для лизиса.
Buffer creates an environment for isolated proteins. Each buffer choice has a specific pH range, so the buffer should be chosen based on whether the experiment's target protein is stable under a certain pH. Also, for buffers with similar pH ranges, it is important to consider whether the buffer is compatible with the experiment's target protein. The table below contains several most commonly used buffers and their pH ranges. Although detergents are widely used and have similar functions, the physical and chemical properties of detergents of interest must be considered in light of the goals of an experiment. Detergents are often categorized as nonionic, anionic, cationic, or zwitterionic, based on their hydrophilic head group feature. Detergents are a major ingredient that determines the lysis strength of a given lysis buffer.
Буферы клеточного лизиса без моющих средств
Одной из распространенных проблем, с которыми сталкиваются многие буферы для лизиса клеток, является денатурация белков в процессе лизиса, частично вызванная использованием детергентов. Детергенты часто препятствуют восстановлению нативных условий, необходимых для правильной укладки белка. Долгое время после лизиса клеток с использованием детергентов требовалось проводить замену буфера и/или диализ для удаления детергента и других веществ, мешающих восстановлению нативных условий. Чтобы решить эту проблему, появилось решение в виде буфера для лизиса клеток, не содержащего детергентов. Буфер GentleLys использует сополимеры вместо детергентов, обеспечивая эффективный лиз клеток и сохраняя нативную среду, критически важную для правильной укладки клеточных компонентов, таких как белки.
One common issue faced by many cell lysis buffers is the disruption of protein structures during the lysis process, partially caused by use of detergents. Detergents often prevent the restoration of native conditions necessary for proper protein folding. For the longest time, after a detergent based cell lysis, a buffer exchange and/or dialysis had to be performed to remove the detergent among other hindering compounds to restore native conditions. To overcome this a solution has emerged in the form of a detergent free cell lysis buffer. The GentleLys buffer employs copolymers instead of detergents, ensuring efficient cell lysis while maintaining the native environment crucial for the correct folding of cellular components, such as proteins.
GentleLys (Нежный лизис)
Буфер GentleLys использует синтетические сополимеры нанодисков для бережного разрушения клеточной мембраны, предлагая более мягкую альтернативу традиционным буферам лизиса на основе детергентов. Такой деликатный подход исключает необходимость в агрессивных химических веществах, создавая среду, сохраняющую нативное состояние клеточных белков. В результате белки поддерживают свою структурную целостность и функциональность, что принципиально отличает этот метод от денатурирующего воздействия буферов на основе детергентов.
The GentleLys buffer employs synthetic nanodisc copolymers to gently disrupt the cell membrane, offering a milder alternative to conventional detergent based lysis buffers. This gentle approach eliminates the need for harsh chemicals, creating an environment that preserves the native state of cellular proteins. Consequently, the proteins maintain their structural integrity and functionality, a marked departure from the denaturing effects of detergent based buffers.
Буфер лизиса в исследованиях ДНК и РНК
В исследованиях, таких как ДНК-дактилоскопия, буфер для лизиса используется для выделения ДНК. В экстренном случае для разрушения клеточных и ядерных мембран, чтобы высвободить ДНК, можно использовать средство для мытья посуды. К другим подобным буферам для лизиса относится запатентованный продукт Qiagen – буфер P2.
In studies like DNA fingerprinting the lysis buffer is used for DNA isolation. Dish soap can be used in a pinch to break down the cell and nuclear membranes, allowing the DNA to be released. Other such lysis buffers include the proprietary Qiagen product Buffer P2.