Чӣ тавр сентрифуга органеллҳои ҳуҷайраро ҷудо мекунад

Чӣ тавр центрифуга органеллҳои ҳуҷайраро ҷудо мекунад?

Муқаддима:

Сентрифугакунӣ як усули муҳимест, ки дар таҳқиқоти биологӣ барои ҷудо кардани органеллҳои ҳуҷайра вобаста ба андоза, зичӣ ва суръати таҳшиншавии онҳо истифода мешавад. Бо истифода аз намунаҳо ба қувваҳои гардиши баландсуръат, сентрифугакунӣ аз фарқиятҳои ин хосиятҳо истифода мебарад ва ба олимон имкон медиҳад, ки органеллҳои мушаххасро барои таҳлили минбаъда ҷудо кунанд. Дар ин мақола принсипҳои сентрифугакунӣ шарҳ дода шудаанд ва татбиқи он дар биологияи ҳуҷайра омӯхта шудааст.

1. Асосҳои сентрифугакунӣ:

Сентрифугакунӣ истифодаи сентрифугаро дар бар мегирад, ки дастгоҳест, ки намунаҳоро бо суръати баланд чарх мезанад, то қувваҳои марказгурезро ба вуҷуд орад. Ин қувваҳо боиси таҳшиншавии зарраҳо мешаванд, ки дар натиҷа зарраҳои вазнинтар ва калонтар нисбат ба зарраҳои сабуктар ва хурдтар тезтар ҷойгир мешаванд. Ҷудокунӣ бо роҳи печонидани зарраҳои вазнинтар дар поёни найча ва бо ин васила ҷудо кардани онҳо аз боқимондаи намуна ба даст оварда мешавад.

2. Сентрифугаи дифференсиалӣ:

Сентрифугаи дифференсиалӣ усули маъмултарин барои ҷудо кардани органеллҳои ҳуҷайра мебошад. Он як силсила қадамҳои пайдарпайи сентрифугаро дар бар мегирад, ки ҳар кадоме бо қувваи марказгурез ва давомнокии афзоянда афзоиш меёбад. Ҳадаф ҷудо кардани тадриҷии органеллҳо вобаста ба андоза ва зичии онҳо мебошад.

Ҳангоми чарх задани аввалини суръати паст, пораҳои калон ва ядроҳо дар поён ҷойгир шуда, як грануларо ташкил медиҳанд. Қабати болоии ҳуҷайра, ки дорои органеллҳои хурдтар ба монанди митохондрия ва лизосомаҳо мебошад, ҷамъоварӣ карда мешавад ва бо суръати баландтар ба даври дигари сентрифуга дучор мешавад. Ин раванд якчанд маротиба такрор мешавад, ки дар натиҷа органеллҳои мушаххас ҷудо карда мешаванд.

3. Сентрифугакунонии градиенти зичӣ:

Сентрифугакунӣ бо градиенти зичӣ як усули мураккабтар аст, ки органеллҳоро на танҳо аз рӯи андоза, балки аз рӯи зичӣ низ ҷудо мекунад. Дар ин усул, ду ё зиёда фазаҳои моеъ бо зичии афзоянда дар найчаи сентрифуга ҷойгир карда мешаванд. Ҳангоми сентрифугакунӣ, органеллҳо аз градиенти зичӣ то расидан ба минтақае, ки зичии онҳо бо муҳити атроф мувофиқат мекунад, мегузаранд.

Органеллаҳо дар дохили градиент бандҳо ё минтақаҳои алоҳидаро ташкил медиҳанд, ки имкон медиҳад, ки онҳо ҷамъоварӣ ва таҳлили минбаъда анҷом дода шаванд. Ин усул махсусан ҳангоми ҷудо кардани органеллаҳои нозук, ба монанди пероксисомаҳо ва дастгоҳи Голҷи, ки андозаҳои якхела, вале зичии гуногун доранд, муфид аст.

4. Ултрасентрифугакунӣ:

Ултрасентрифугакунӣ истифодаи сентрифугаҳои баландсуръатро дар бар мегирад, ки метавонанд қувваҳоеро ба вуҷуд оранд, ки аз қувваи ҷозибаи Замин 100,000 маротиба зиёдтаранд. Ин усул барои ҷудо кардани органеллҳои хурдтар ва зичтар, ба монанди микросомаҳо, рибосомаҳо ва вирусҳо истифода мешавад.

Бо таъсири чунин қувваҳои шадид, ултрасентрифуга метавонад зарраҳоро то андозаҳои нано ҷудо кунад. Нақшаҳои седиментатсионӣ, ки дар натиҷа ба даст меоянд, барои ҷудо кардани ҷузъҳои мушаххаси ҳуҷайра дар асоси андоза ва зичии онҳо истифода мешаванд.

5. Барномаҳо дар биологияи ҳуҷайра:

Сентрифугакунӣ як воситаи муҳим дар биологияи ҳуҷайра бо доираи васеи татбиқ мебошад. Бо ҷудо кардан ва тоза кардани органеллҳои мушаххас, муҳаққиқон метавонанд вазифаҳо, таркиби сафедаҳо ва таъсири мутақобилаи онҳоро дар дохили ҳуҷайра омӯзанд.

Яке аз татбиқҳои муҳим дарки функсия ва вайроншавии митохондрияҳо мебошад. Сентрифугакунӣ ба муҳаққиқон имкон медиҳад, ки митохондрияро аз бофтаҳо ё ҳуҷайраҳои гуногун ҷудо кунанд ва биоэнергетика, мубодилаи моддаҳо ва нақши онҳоро дар бемориҳо ба монанди бемории Паркинсон ё Алтсгеймер таҳқиқ кунанд.

Як татбиқи дигар дар омӯзиши вирусҳо ва сироятҳои вирусӣ мебошад. Ултрасентрифуга имкон медиҳад, ки зарраҳои вирусӣ аз ҳуҷайраҳои сироятшуда тоза карда шаванд ва ба тавсифи сохтор, геном ва механизмҳои такроршавии вирусҳо мусоидат кунанд.

Ғайр аз ин, сентрифугакунӣ дар соҳаи протеомика нақши муҳим мебозад, зеро он қисмҳои ҳуҷайравиеро ҷудо мекунад, ки дар синтез ва интиқоли сафедаҳо иштирок мекунанд. Ин ба таҳлили маҳаллисозии сафедаҳо, тағйироти пас аз тарҷума ва таъсири мутақобилаи сафедаҳо-сафедаҳо мусоидат мекунад.

Хулоса:

Сентрифугакунӣ як усули муҳим барои ҷудо кардани органеллҳои ҳуҷайра вобаста ба андоза, зичӣ ва суръати таҳшиншавии онҳо мебошад. Тавассути истифодаи ҳам сентрифугакунии дифференсиалӣ ва ҳам сентрифугакунии градиенти зичӣ, органеллҳои мушаххасро ҷудо кардан ва амиқ омӯхтан мумкин аст. Доираи васеи татбиқи ин усул дар биологияи ҳуҷайра ба фаҳмиши мо дар бораи равандҳои ҳуҷайравӣ ва рушди терапевтика саҳми назаррас мегузорад.