Cell-free system
செல் இல்லாத அமைப்பு என்பது ஒரு முழு செல் அமைப்பைத் தவிர உயிரணுக்களுக்குள் நிகழும் உயிரியல் எதிர்வினைகளைப் படிக்க பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு இன் விட்ரோ கருவியாகும், இதனால் ஒரு முழு உயிரணுவிலும் வேலை செய்யும் போது பொதுவாகக் காணப்படும் சிக்கலான தொடர்புகளைக் குறைக்கிறது. மற்ற பல செல்லுலார் கூறுகள் இல்லாத நிலையில் எதிர்வினைகளில் பயன்படுத்தக்கூடிய மூலக்கூறு இயந்திரங்களை வழங்குவதற்கு அல்ட்ரா சென்ட்ரிஃபிகேஷன் மூலம் துணை செல்லுலார் பின்னங்களை தனிமைப்படுத்தலாம். யூகாரியோடிக் மற்றும் புரோக்கரியோடிக் செல் உட்புறங்கள் இந்த எளிமைப்படுத்தப்பட்ட சூழல்களை உருவாக்க பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. இந்த அமைப்புகள் செல் இல்லாத செயற்கை உயிரியல் வெளிப்படுவதற்கு உதவியது, இது என்ன எதிர்வினை ஆராயப்படுகிறது மற்றும் அதன் விளைச்சலைக் கட்டுப்படுத்துகிறது, மேலும் அதிக உணர்திறன் கொண்ட உயிரணுக்களுடன் பணிபுரியும் போது பயன்படுத்தப்படும் கருத்தாய்வுகளைக் குறைக்கிறது. செல் இல்லாத அமைப்புகளை இரண்டு முதன்மை வகைப்பாடுகளாகப் பிரிக்கலாம்ஃ செல் சாறு அடிப்படையிலானது, இது வெளிப்புற பயன்பாட்டிற்காக ஒரு முழு உயிரணுவிலிருந்தும் கூறுகளை அகற்றுகிறது, மேலும் சுத்திகரிக்கப்பட்ட நொதி அடிப்படையிலானது, இது கொடுக்கப்பட்ட செயல்பாட்டில் ஈடுபட்டுள்ளதாக அறியப்படும் மூலக்கூறுகளின் சுத்திகரிக்கப்பட்ட கூறுகளைப் பயன்படுத்துகிறது. கிட்டோகா மற்றும் பலர் நடத்திய ஆய்வில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, செல் சாறு அடிப்படையிலான வகை அவற்றின் புரவலனுக்கு வெளியே உள்ள கூறுகளின் விரைவான சீரழிவு போன்ற சிக்கல்களுக்கு ஆளாக நேரிடும். செல் சாறு அடிப்படையிலான வகையின் எஸ்செரிச்சியா கோலியை (ஈ. கோலி) அடிப்படையாகக் கொண்ட செல் இல்லாத மொழிபெயர்ப்பு அமைப்பு, எம்ஆர்என்ஏ வார்ப்புருவை மிக விரைவாக சிதைத்து, புரதத் தொகுப்பை நிறுத்த வழிவகுத்தது. தயாரிப்பு இரண்டு வகையான செல் இல்லாத அமைப்புகளின் சூழ்நிலைகளுக்கு ஏற்ப தயாரிக்கும் முறைகள் வேறுபடுகின்றன. செல் சாற்றை அடிப்படையாகக் கொண்ட நோபல் பரிசு வென்ற எட்வர்ட் புச்னர், ஈஸ்ட் சாற்றைப் பயன்படுத்தி செல் இல்லாத அமைப்பை முதன்முதலில் முன்வைத்தார், ஆனால் அதன் பின்னர் மாற்று ஆதாரங்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன. ஈ. கோலை, கோதுமை கிருமி மற்றும் முயல் ரெட்டிகுலோசைட்டுகள் அனைத்தும் அவற்றின் உட்புற கூறுகளை பிரித்தெடுப்பதன் மூலம் செல் இல்லாத அமைப்புகளை உருவாக்க பயனுள்ளதாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளன. ஈ. கோலை 30S சாறுகள் பெறப்பட்டுள்ளன, எடுத்துக்காட்டாக, பாக்டீரியாவை அலுமினாவுடன் அரைப்பதன் மூலம், அதைத் தொடர்ந்து மேலும் சுத்தம் செய்யப்படுகிறது. இதேபோல், செல் சவ்வுகளைத் திறக்க கோதுமை கிருமி அமிலத்தால் கழுவப்பட்ட மணல் அல்லது தூள் கண்ணாடியால் அரைக்கப்பட்டுள்ளது. முயல் ரெட்டிகுலோசைட்டுகள் எம். ஜி. சி. எல் இன் கரைசலில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, மேலும் மையவிலக்கு மூலம் சவ்வுகளிலிருந்து சாற்றை வடிகட்டியுள்ளன. ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகளாக பயன்படுத்தப்பட்டு வரும் நுண்ணுயிர் நொதித்தல் முறையுடன் ஒப்பிடுகையில், செல் இல்லாத செயற்கை பாதை பயோட்ரான்ஸ்ஃபார்மேஷன் பயோசிஸ்டம்கள் ஒரு புதிய குறைந்த விலை உயிரியல் உற்பத்தி தளமாக முன்மொழியப்பட்டுள்ளன. செல் இல்லாத உயிரியல் அமைப்புகள் தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் பொருத்தமான பல நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளனஃ மிக அதிக தயாரிப்பு விளைச்சல் பொதுவாக துணை தயாரிப்புகளின் உருவாக்கம் அல்லது செல் வெகுஜனத்தின் தொகுப்பு இல்லாமல் நிறைவேற்றப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு செயற்கை நொதி பாதையில், ஸ்டார்ச் மற்றும் நீர் C6H10O5 (l) + 7 H2O (l) → 12 H2 (g) + 6 CO2 (g) உடனான எதிர்வினையிலிருந்து, பாலிசாக்கரைடுகள் மற்றும் நீரின் ஒரு குளுக்கோஸ் யூனிட்டுக்கு கிட்டத்தட்ட 12 H உற்பத்தி செய்யப்பட்டுள்ளது, இது சிறந்த காற்றில்லா ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி செய்யும் நுண்ணுயிரிகளின் கோட்பாட்டு விளைச்சலை விட மூன்று மடங்கு அதிகமாகும். உயிருள்ள நுண்ணுயிரிகள் அல்லது இரசாயன வினையூக்கிகள் இதற்கு முன்பு செயல்படுத்த முடியாத சில உயிரியல் எதிர்வினைகளை இன் விட்ரோ உயிரியல் அமைப்புகள் செயல்படுத்த முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, பீட்டா-1,4-குளுக்கோசிடிக் பிணைப்புடன் இணைக்கப்பட்ட செல்லுலோஸை ஆல்பா-1,4-குளுக்கோசிடிக் பிணைப்புடன் இணைக்கப்பட்ட ஸ்டார்ச்சாக மாற்ற முடியும். செல்லுலார் சவ்வின் தடை இல்லாமல் நொதி அமைப்புகள் பொதுவாக நுண்ணுயிர் அமைப்புகளை விட விரைவான எதிர்வினை விகிதங்களைக் கொண்டுள்ளன. உதாரணமாக, நொதி எரிபொருள் செல்கள் பொதுவாக நுண்ணுயிர் எரிபொருள் செல்களை விட அதிக சக்தி வெளியீடுகளைக் கொண்டுள்ளன. நொதி காக்டெய்ல்கள் நுண்ணுயிரிகளை விட நச்சு சேர்மங்களை சிறப்பாக பொறுத்துக்கொள்ள முடியும். நொதி கலவைகள் பொதுவாக அதிக வெப்பநிலை, குறைந்த pH, கரிம கரைப்பான்கள் அல்லது அயனி திரவங்களின் இருப்பு போன்ற பரந்த எதிர்வினை நிலைமைகளின் கீழ் செயல்படுகின்றன. புரதத் தொகுப்பு இன் விட்ரோ உயிரியல் அமைப்புகளை எளிதில் கட்டுப்படுத்தலாம் மற்றும் சவ்வுகள் இல்லாமல் அணுகலாம். குறிப்பிடத்தக்க வகையில், ஒரு நோபல் பரிசுக்கு வழிவகுத்த பணியில், நிரன்பெர்க் மற்றும் மாத்தாய் பரிசோதனை, உயிரணு-இல்லாத அமைப்பைப் பயன்படுத்தியது, உயிரணு சாறு அடிப்படையிலான வகை, தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட அமினோ அமிலங்களை கதிரியக்கமாக இணைத்து, ஈ. கோலியிலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்பட்ட 30S உடன் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட புரதங்களில் இணைத்தது. ஸ்பிரின் மற்றும் பலர் மேற்கொண்ட ஆய்வு போன்ற சமீபத்திய ஆய்வுகள். அவற்றின் செல் இல்லாத மொழிபெயர்ப்பு அமைப்பின் புரோக்கரியோடிக் மற்றும் யூகாரியோடிக் பதிப்புடன், அதிகரித்த உற்பத்தியுடன் புரதங்களை ஒருங்கிணைத்துள்ளன, பொருட்களைச் சேர்க்கவும் தயாரிப்புகளை அகற்றவும் தொடர்ச்சியான ஓட்டம் போன்ற நுட்பங்களை உள்ளடக்கியது. விளைச்சலில் இத்தகைய முன்னேற்றங்களுடன், பி-செல் லிம்போமாக்களுக்கான தடுப்பூசிகளாக செயல்படக்கூடிய இணைவு புரதங்களின் தொகுப்பு போன்ற உற்பத்தித்திறன் பயன்பாடுகள் விரிவுபடுத்தப்பட்டுள்ளன. கூடுதலாக, செல் இல்லாத புரதத் தொகுப்பு விரைவான புரதத் தொகுப்புக்கான ஒரு புதிய மாற்று தேர்வாக மாறி வருகிறது. வளர்சிதை மாற்ற செயல்முறைகளின் வளர்சிதை மாற்ற கையாளுதல் பொறியியல் செல் இல்லாத அமைப்புகள் மூலம் அடையப்பட்டுள்ளது. உதாரணமாக, புஜாரா மற்றும் பலர், டைஹைட்ராக்ஸி அசிட்டோன் பாஸ்பேட்டை உற்பத்தி செய்யும் ஈ. கோலியில் இருந்து என்சைம்களைக் கொண்ட கிளைகோலிடிக் நெட்வொர்க் சாறுகளைப் பயன்படுத்த முடிந்தது, நொதி அளவை மாற்றும் போது வளர்சிதை மாற்ற செறிவுகளை நிகழ்நேரத்தில் பகுப்பாய்வு செய்ய, டைஹைட்ராக்ஸி அசிட்டோன் பாஸ்பேட்டின் உகந்த உற்பத்தியின் இறுதி விளைவாக. மேலும், கல்ஹோன் மற்றும் ஸ்வார்ட்ஸ் ஒரு கிளைகோலிடிக் இடைநிலையை ஒரு செல் இல்லாத அமைப்புக்கு எரிபொருளாக பயன்படுத்த முடிந்தது, இது பாஸ்போனோல்பிருவேட் எதிர்வினைகளில் உலை பயன்பாட்டுடன் ஒப்பிடும்போது ஒப்பீட்டளவில் மலிவான ஏடிபி உற்பத்தியை செயல்படுத்துகிறது. இயற்கைக்கு மாறான அமினோ அமிலங்களை இணைக்க செல் இல்லாத அமைப்புகளும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஷிமிசு மற்றும் பலர். இயற்கைக்கு மாறான சூழ்நிலைகளில் விரும்பிய அமினோ அமிலங்களை செருகும் திறனைக் குறிக்கும் ஆர். எஃப் 1 வெளியீட்டு காரணியைத் தவிர்ப்பதன் மூலம் ஒரு ஸ்டாப் கோடானை ஒரு சென்ஸ் கோடானாக மாற்ற முடிந்தது. பல பரிமாண என்எம்ஆர் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியில் பயனுள்ளதாக இருக்கும் அமினோ அமிலங்களின் குறிப்பிட்ட லேபிளிங்கை தடுக்கும் அமினோ அமில வளர்சிதை மாற்ற செயல்முறை போன்ற ஒரு உயிரணுக்குள் வேலை செய்வது சிக்கலான அமைப்புகளில் இது பயன்படுத்தப்படுகிறது. அமீனோ அமில வளர்சிதை மாற்றம் இல்லாத செல் இல்லாத அமைப்பில் அமீனோ அமிலங்களை வெற்றிகரமாக முத்திரை குத்த முடிந்தது, இதனால் அத்தகைய அமைப்புகள் என். எம். ஆர் ஆய்வுகளுக்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும். குறிப்புகள் செல் உயிரியல்