- Zellfraktionierung
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Unter Zellfraktionierung versteht man das Aufbrechen von Zellen, sowie die Isolierung ihrer Bestandteile.
Inhaltsverzeichnis
Herstellung des Homogenats durch Homogenisierung
Bei der Homogenisierung wird Zellgewebe in einer Pufferlösung zerkleinert. Der pH-Wert liegt dabei um 7. Dabei werden die Zellen in einem Homogenisator, einem Glasgefäß mit eingeschliffenen Kolben, aufgebrochen. Die Zellen platzen bei der Auf-und-ab-Bewegung am Glasrand auf. Weitere Verfahren sind das Aufbrechen durch Osmose, durch Ultraschall, durch die Druckveränderung in Düsen oder schlicht durch Zerreiben mit Quarzsand in einem Mörser.
Es entsteht nun ein dünnflüssiger Brei, das Zellhomogenat, das aus unzerstörten Zellen und Zellbestandteilen besteht.
Bei sorgfältiger Arbeit bleiben die Zellorganelle intakt und weitgehend funktionsfähig.
Auftrennen des Homogenats in seine Bestandteile
Dichtegradientenzentrifugation
Bei der Dichtegradientenzentrifugation wird das Homogenat auf die Oberfläche eines Dichtegradienten aufgetragen und anschließend zentrifugiert. Nun haben sich die Zellbestandteile zu ihrer jeweiligen Dichtezone gesellt.
Sinnvoll ist dieses Verfahren, wenn man Zellbestandteile ähnlicher Größe mit einem geringen Dichteunterschied isolieren will.
Schematische Darstellung einer Differentiellen Zentrifugation
Differentielle Zentrifugation
Die Differentielle Zentrifugation ist ein Trennverfahren, bei dem zelluläre Bestandteile durch wiederholte Zentrifugation bei immer höheren Geschwindigkeiten aufgetrennt werden. Man macht sich zunutze, dass Zentrifugation Zellkomponenten auf der Basis ihrer Größe und Dichte auftrennen. Große und dichte Komponenten wandern dabei am schnellsten, setzen sich also schon bei verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeiten ab und bilden ein Pellet.
Ein Zellhomogenisat wird (1.) bei niedrigen Geschwindigkeiten zentrifugiert. Das entstandene Pellet (grün) besteht aus großen schweren Bestandteilen. Der Überstand wird abgenommen und bei etwas höherer Geschwindigkeit zentrifugiert (2.). Dieser Vorgang wird wiederholt und bei jeder Zentrifugation die Geschwindigkeit gesteigert. Zur Auftrennung zellulärer Bestandteile gelten die folgenden Faustregeln: Zellkerne sedimentieren bei Zentrifugation mit 1000 g für 5 - 10 min; Mitochondrien mit 10 000 g für 15 min und Mikrosomen bei 100 000 g für 1h².
Quellen
- Alberts, Bray, Johnson, Lewis: Lehrbuch der molekularen Zellbiologie, 2., korrigierte Auflage Wiley-VCH, Weinheim 2001, ISBN 3-527-30493-2.
² Lottspeich F., Zorbas H. (Hrsg.): Bioanalytik. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 1998, ISBN 3-8274-0041-4.
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