세포소기관 관찰 시 세포를 초음파 처리하여 터트리는 이유는 무엇인가요?

Question

안녕하세요.세포소기관 관찰 시 세포를 에스디에스와 같은 양 침대성 물질을 이용하지 않고 그보다 약하게 초음파 처리하여 터트리는 이유는 무엇인가요?

Answer 1

세포막만 파괴하여 세포소기관을 손상시키지 않고 분리하기 위해서입니다.

초음파는 액체 속에서 미세한 기포를 발생시켜 터뜨리는 캐비테이션 현상을 유도하는데, 이 충격파와 전단력은 세포막을 물리적으로 찢는 데는 효과적이지만, 세포소기관의 구조는 손상이 가지 않도록 강도 조절이 가능합니다.

반면, 말씀하신 SDS와 같은 계면활성제는 세포막의 지질뿐만 아니라, 세포소기관을 구성하는 단백질의 3차 구조까지 변성시킵니다. 그래서 결국 세포소기관의 기능과 형태를 파괴하여 순수한 상태로 분리하거나 관찰하는 것을 불가능하게 만듭니다.

Answer 2

세포소기관을 온전한 형태로 관찰하기 위해 초음파 처리를 사용합니다. 소듐도데실설페이트(SDS)와 같은 강력한 계면활성제는 세포막뿐만 아니라 미토콘드리아나 핵막과 같은 세포소기관의 막까지 모두 용해시키고 단백질을 변성시켜 그 구조를 파괴합니다. 반면, 초음파 처리는 물리적인 힘으로 세포막에만 선택적으로 구멍을 내거나 파괴하여 내부의 세포소기관들이 손상되지 않은 상태로 빠져나오게 할 수 있으므로, 이후에 특정 소기관을 분리하여 관찰하는 실험에 적합합니다.

Answer 3

네, 말씀해주신 것과 같이 세포소기관을 관찰하거나 분리할 때는 세포막만 적절히 파괴해서 내부 소기관을 꺼내는 것이 목적인데요, 따라서 이 과정에서 사용하는 방법에 따라 소기관이 보존되기도 하고 손상되기도 하는데, 바로 이 점 때문에 초음파 처리 같은 비교적 약한 방법을 사용하는 것입니다.

우선 세포소기관은 기본적으로 막 구조로 되어 있는데요, 이때 SDS 같은 강한 계면활성제는 세포막뿐 아니라 소기관 막까지 용해시켜 버립니다. 그러면 세포소기관의 구조가 파괴되어 형태 관찰이나 기능 분석이 불가능해지기 때문에 따라서 세포막만 깨뜨리고 소기관은 온전하게 남기려면 초음파, 미세한 기계적 분쇄, 삼투 충격 같은 물리적 방법을 사용하는 것입니다. 즉 초음파는 강도를 조절할 수 있어서 세포막만 터뜨리고, 상대적으로 견고한 이중막 소기관은 남겨둘 수 있는데요 이후 차등적 원심분리를 통해 크기나 밀도에 따라 소기관을 분리할 수 있습니다. 감사합니다.

Answer 4

안녕하세요. 정준민 전문가입니다.

초음파 처리는 세포막만 기계전으로 파괴해 세포소기관 구조 기능을 비교적 온전히 보존하기 위함이랍니다.

sds는 단백질과 막을 변성 용해시켜 소기관이 손상되므로 관찰용엔 부적합할수 있어요