Cellfraktionering

Cellfraktionering är en samling laboratorietekniker för att separera olika delar av en cell, oftast organeller, genom mekanisk uppdelning följt av centrifugering. Vanliga metoder är differentialcentrifugering och densitetsgradientcentrifugering. Processen börjar med att celler bryts upp (homogenisering) så att organeller frigörs, samtidigt som de hålls intakta så långt som möjligt.

Principen bygger på att olika cellkompartment och organeller har olika storlek, massan och densitet. Vid centrifugering transporteras de större eller tyngre strukturerna först till botten av röret och bildar pelleter, medan mindre partiklar och lösare ämnen stannar kvar i supernatanten. Genom att använda olika rotationshastigheter och tider kan man successivt separera kärnor, mitokondrier, lysosomer, vakuoler, mikrosomer och ribosomer. Densitetsgradientcentrifugering används sedan för att få ännu renare fraktioner genom att organeller separeras enligt deras buoyanta densitet i en gradient av exempelvis socker- eller perklosallösningar.

Typisk arbetsgång involverar homogenat, följt av en serie centrifugeringar med ökande hastighet. Exempelvis kan kärnor pelletteras vid låga hastigheter (600–1 000 g), mitokondrier vid mellanliggande hastigheter (8 000–12 000 g), och mikrosomer vid mycket höga hastigheter (80 000–100 000 g). Resten av proteiner och småmolekyler utgör cytosolen.

Användningsområden inkluderar studier av organellernas funktion, proteinhoming, enzymaktivitet och miljöanpassningar. Begränsningar innefattar risk för korskontaminering mellan fraktioner, behov av noggrann optimering och bekräftelse med markörproteiner eller enzymatiska tester samt att vissa organeller kan skadas under processen. Läsning och tolkning av resultaten kräver ofta kompletterande analysmetoder.