Fraccionamiento celular: definición, pasos y métodos

Publicado el 12 septiembre, 2020

¿Qué es el fraccionamiento celular?

¿Alguna vez se ha preguntado cómo los científicos pudieron determinar que las mitocondrias son las centrales eléctricas de la célula o cómo descubrieron que el retículo endoplásmico tiene una función diferente a la del aparato de Golgi? Los científicos pudieron discernir las funciones de los orgánulos separándolos en un proceso llamado fraccionamiento celular .

El proceso es bastante simple; se toman algunas células, se introducen en una licuadora y luego se centrifugan para separar los orgánulos, como se muestra en esta figura.

El fraccionamiento celular le permite estudiar las diferentes partes de una célula de forma aislada. Cuando se han aislado los orgánulos, puede ver qué orgánulos producen la mayor cantidad de energía. Veamos más a fondo los pasos involucrados en este proceso.

Paso uno: romper sus células

Para acceder al contenido dentro de algo, debes abrirlo. Las células no son diferentes. Los detergentes permiten abrir la membrana celular para poder obtener el contenido dentro de la célula. Los detergentes alteran las membranas celulares porque pueden interactuar tanto con las membranas como con partes de la célula que son solubles en agua. Dado que los detergentes pueden interactuar con partes lipídicas (membrana) y solubles (citoplasmáticas) de la célula, permiten que los componentes celulares se mezclen u homogeneicen.

Cuando los componentes celulares se mezclan, se forma un homogeneizado celular o lisado celular . De hecho, la razón por la que los detergentes y jabones eliminan el aceite y la grasa es porque permiten que las cosas que normalmente no se mezclan con agua se disuelvan en agua y se laven. La lisis o apertura de las células en detergente se suele combinar con un método físico que rompe aún más la célula, como máquinas que son similares a las licuadoras, perlas de vidrio o romper la célula utilizando energía sonora. El uso de métodos físicos en combinación con detergentes asegura que todas las células de la muestra se rompan y pueda aislar la mayor cantidad posible de su fracción celular.

Paso dos: separación

Los homogeneizados de células se separan en fracciones haciéndolos girar súper rápido en un proceso llamado centrifugación. Si alguna vez ha montado en un carnaval antigravedad, entonces comprende cómo funciona la centrifugación. Estos paseos eventualmente alcanzan la velocidad suficiente como para ser empujado contra las paredes y no necesita un cinturón de seguridad para mantenerse levantado. De manera similar, la centrifugación produce fuerzas que son miles de veces más altas que la gravedad y los componentes celulares son empujados hacia el fondo del recipiente en el que se encuentran.

La centrifugación aplica suficiente fuerza a los homogeneizados de células para permitir que diferentes fracciones celulares se separen en función de propiedades como la masa, la densidad y la forma, como se muestra aquí en la figura. La centrifugación hace que los componentes que son demasiado pesados ​​para resistir la fuerza de la gravedad se muevan hacia el fondo del tubo, como se ve en esta figura.

Los componentes más pequeños permanecen homogeneizados en el líquido (etiquetados como sobrenadante en la imagen) y los componentes más grandes se moverán hacia el fondo. La repetición de la centrifugación con fuerza creciente permite que los componentes celulares más pequeños se separen como se ve en esta figura.

Paso tres: colección

La forma en que se recolectan las fracciones celulares dependerá del líquido en el que se centrifugan las fracciones celulares. Las fracciones celulares generalmente se centrifugan en un medio o líquido que proporciona soporte osmótico como sacarosa o Percoll. Los líquidos ayudan en la separación de componentes celulares según la densidad y el tamaño. Si solo se usa una concentración de sacarosa o Percoll, se denomina centrifugación diferencial porque las diferentes fracciones se recolectarán centrifugando la muestra varias veces, como se muestra en esta figura.

Las fracciones de células también se pueden separar en un paso usando un gradiente de densidad , como se muestra en esta figura. Las fracciones de células se aplican a un tubo de ensayo que tiene capas de diferentes densidades de sacarosa o Percoll, lo que permite separar las fracciones de células en función de la densidad. La fracción celular se encontrará en capas según su densidad. Aunque la centrifugación en gradiente de densidad es conveniente, es más complicado recolectar la fracción celular porque es fácil mezclar las fracciones nuevamente. La recolección de las fracciones de un gradiente de densidad generalmente se realiza con mucho cuidado con una aguja.

Comprobación de sus fracciones celulares

El paso final en el fraccionamiento celular es probar la pureza de sus fracciones celulares. Esto significa que está comprobando que ha aislado la parte correcta de la célula. Por ejemplo, si está tratando de examinar la fracción celular para la producción de energía, no desea que el retículo endoplásmico contenga mitocondrias; podría llevarlo a creer que se produce cierta producción de energía en el retículo endoplásmico.

El análisis de Western blot es la forma más común de preguntar si ha recolectado la fracción deseada. El procedimiento de transferencia Western permite separar e identificar las proteínas mediante el uso de anticuerpos contra proteínas exclusivas de una fracción celular. Si está tratando de recolectar mitocondrias, su análisis de Western blot solo debe ser positivo para las proteínas que se encuentran en las mitocondrias. Si es positivo para las proteínas que se encuentran en otras fracciones celulares, debe tomar más medidas para purificar su fracción.

Si su fracción es pura, puede continuar con su estudio. Por ejemplo, si estuviera tratando de determinar qué parte de la célula es la central eléctrica de la célula, puede comparar la cantidad de energía producida por las mitocondrias con la producción de energía de otros orgánulos.

Resumen de la lección

Revisemos. El fraccionamiento celular es un procedimiento que permite separar diferentes partes de una célula mediante centrifugación. El proceso se basa en las diferencias de tamaño y densidad de los orgánulos. Una vez que las células se han fraccionado, los orgánulos como la membrana plasmática, el núcleo y las mitocondrias se pueden estudiar por separado.

Términos clave del fraccionamiento celular


Componentes de una célula
cellfrac
  • Fraccionamiento celular : proceso mediante el cual diferentes partes de una celula pueden separarse mediante centrifugación.
  • Lisis : proceso de apertura de células
  • Centrifugación diferencial : recogida de fracciones de células mediante centrifugación en una muestra varias veces
  • Gradiente de densidad : proceso en el que las fracciones celulares se separan según la densidad utilizando un tubo de ensayo que tiene capas de diferentes densidades de sacarosa o Percoll.
  • Análisis de transferencia Western : permite la separación e identidad de proteínas mediante anticuerpos

Los resultados del aprendizaje

Cuando termine esta lección, los estudiantes deberían poder:

  • Describe qué es el fraccionamiento celular.
  • Detallar las diversas formas en que se pueden separar las células
  • Recuerde la importancia de probar la pureza de las fracciones celulares después del fraccionamiento.
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