细胞破裂取决于细胞类型和生长

由于革兰氏阳性细菌的肽聚糖层较厚,因此物理方法破碎细胞通常比革兰氏阳性细菌对革兰氏阴性细菌更有效。肽聚糖层的强度不仅取决于其厚度,还取决于肽交联的程度(Pisabaro等人,1985)。交叉链的数量可能因物种而异,但对于每个物种来说,它也取决于生长速度。增长必然意味着必须削弱隔离墙,使其得以扩张(科赫,2001年)。在缓慢生长的细胞中,大肠杆菌肽聚糖层的交联程度高于快速生长的细胞,在固定期细胞中交联程度最高(Pisabaro等人,1985年),并且发现固定期大肠杆菌和枯草芽孢杆菌比指数生长培养物中的细胞更能抵抗超声波作用(Lindahl和Bakken,1995年)。同样,快速生长的铜绿假单胞菌更容易感染EDTA+溶菌酶处理优于固定期细胞(Watt和Clarke 1994)。细菌的形态和细胞大小也很重要(Geciova et al.2002),杆状菌比球菌更容易被撞击破坏,大细胞比小细胞更容易被破坏(Kelemen和Sharpe 1979)。真菌细胞的壁厚和强度至少与细菌一样多变,而不是最小的大小和形态。与细菌相似,真菌壁的厚度和机械强度似乎与生长速率呈反比,在静止阶段达到最大值(Smith等人,2000年)。老化真菌壁中的黑色素积累可能会增强其强度,并增强其对酶降解的抵抗力(Kuo和Alexander 1967)。最后内孢子细菌和真菌孢子通常比营养细胞更耐破裂(Kuske et al.1998)。与营养细胞相比,原生动物的静息期具有极强的抵抗力,因此采用了苛刻的方法,如打珠建议用于提取其DNA(Fedorko等人,2001年;Fredslund等人,2001年)。

综上所述,提取的DNA的组成可能存在严重偏差;与静止期和/或小球状细胞相比,代谢活跃和/或大细胞将倾向于过度表达。另一方面,将机械性细胞破裂扩展到包括最坚韧的细胞可能会产生相反的偏向:来自最脆弱细胞的DNA可能会因剪切而“丢失”(见下文)。这种困境的严重性显然取决于计划应用的DNA分子的最小尺寸。如果提取DNA用于基于聚合酶链反应(PCR)的小基因片段分析,剪切可能不是一个严重的问题。在另一个极端,为了创建元基因组文库,需要非常大的DNA片段。

还应提及的是,细胞破裂的机制并不明显,这可能会对偏差产生影响(下文讨论)。克莱宁(Kleinig)和米德尔伯格(Middelberg)(1998)声称,惯性力(球体加速度引起的内部压力梯度)可能对大型细胞(酵母)的高压细胞均质器(和超声波发生器)很重要,而粘性力对小型细胞更为重要(低雷诺数;Purcell 1977)。材料的压缩,如压片,被认为是通过粘性剪切而不是通过加热杀死细胞(Blair等人,1991);因此,细胞破裂/溶解是观察到的死亡原因。类似的机制可能涉及砂浆中的土壤研磨(Frostegard et al.1999)和冻土或细胞悬浮液的砂浆研磨(Zhou et al.1996;Hurt et al.2001),尽管在这种情况下,穿过冻结细胞的脆性断裂可能也很重要。最后,在碰撞固体表面之间受压时,由于变形导致的细胞破裂(Smith et al.2000)可能是胎圈跳动的最重要因素。

继续阅读此处:胎圈打浆效率和偏差

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