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Lise est un mot grec et signifie simplement «diviser» ou «décomposer». C'est une bonne description de la réaction qui se produit avec les cellules dans un tampon de lyse, une solution qui les décompose pour extraire leur contenu. Les scientifiques utilisent ces solutions pour extraire de l'ADN ou des protéines dans l'analyse cellulaire, en particulier dans le cas des bactéries. Le type de tampon de lyse cellulaire varie en fonction du type d'expérience, cependant nous mentionnerons quelques choix courants.
Tampon et sel
Les solutions tampons stabilisent le pH, tandis que les cellules subissent le processus de lyse. La solution de tris-HCL est le tampon le plus courant pour le tampon à pH 8, si le pH est souhaité. HEPES est une autre solution tampon courante dans ces expériences. Le chlorure de sodium peut également être ajouté pour augmenter la force ionique, la concentration totale de solutés à l'extérieur des cellules. Ce dernier est important car l'eau peut se propager à toutes les membranes cellulaires, des régions à faible concentration en soluté à celles à forte concentration.
Détergent
Le détergent est le principal ingrédient qui dissout la membrane cellulaire afin que le contenu puisse s'échapper. Les détergents sont des molécules amphipathiques, c'est-à-dire dont une extrémité interagit facilement avec les molécules d'eau tandis que l'autre extrémité hydrophobe, ou «qui a peur de l'eau», ne fait pas cette interaction. Ils peuvent dissoudre les graisses en formant des micelles, de petits groupes, dans lesquels les queues hydrophobes des molécules de détergent pointent vers l'intérieur vers les molécules de graisse. Les détergents courants sont le dodécyl sulfate de sodium ou SDS, NP-40 et tritonX.
Agents chélateurs et inhibiteurs
Les tampons de lyse contiennent généralement également des agents chélatants tels que l'acide éthylène diaminetétraacétique (EDTA) ou l'acide rétylène glycol tétraacétique (EGTA). Ces produits chimiques se lient aux ions métalliques avec une charge +2 (par exemple, le magnésium et le calcium), les rendant ainsi indisponibles pour d'autres réactions. De nombreuses DNAses (protéines qui mâchent l'ADN) et protéases (protéines qui coupent d'autres protéines) ont besoin d'ions magnésium pour fonctionner, donc en les privant de cet ingrédient principal, EDTA et EGTA, elles aident à réduire le niveau de protéase ou de l'activité DNAse. Cependant, ils ne les excluent pas complètement et certaines protéases ne dépendent pas des cofacteurs du magnésium, de sorte que les tampons de lyse contiennent parfois également des substances appelées inhibiteurs de protéase, qui s'y fixent et l'empêchent de fonctionner correctement.
Lyse alcaline
La lyse alcaline est une technique très courante pour purifier les plasmides des bactéries. Cette méthode implique l'utilisation de trois solutions. Le premier contient du glucose, du tampon tris-HCL, de l'EDTA et des ARNses. Le glucose crée une concentration élevée de soluté à l'extérieur des bactéries, de sorte qu'elles deviennent légèrement molles, facilitant le processus de lyse. L'EDTA et le tris-HCL fonctionnent comme décrit précédemment, tandis que l'ARNase mâchera tout ARN à l'intérieur de la cellule pour l'éliminer. La deuxième solution effectue efficacement la lyse cellulaire. Il contient le détergent SDS et NaOH, qui élève le pH à 12 ou plus, dénaturant les protéines à l'intérieur de la cellule et provoquant la séparation de l'ADN en de simples filaments. La troisième solution contient de l'acétate de potassium pour restaurer le pH à un niveau plus neutre, afin que les brins d'ADN plasmidique puissent se rassembler. Pendant ce temps, les protéines dénaturées se rassemblent et précipitent, tandis que les ions dodécyl sulfate se joignent aux ions potassium pour former un composé insoluble, qui peut également précipiter hors de la solution.