Rompimiento_Celular

Rompimiento
Celular
Unidad II
Ingenieria de Bioseparaciones

Caldo de Fermentación
Con Células

Proteínas
Intracelular

Separación de Células

Rompimiento Celular

Separación Material Intracelular

Sin Células

•Células inmovilizadas
•Células retenidas
Sobrenadante

Precipitación Ácidos Nucleicos,
Proteasas

Tratamiento de cuerpos incluidos
Concentración

Purificación Alta
ResoluciónRefinamiento

Permite
•Altos niveles de pureza
•Estabilidad del producto

Membrana celular
E t
Estructura
t
d la
de
l membrana
b
celular
l l
La características de las membranas nos permiten diferenciar
a las bacterias en 2 tipos:
- Gram-negativas
Como modelo se utilizará un bacteria Gram-negativa, no
tiene núcleo y todo su material genético se encuentra en
una simple
p
cadena de DNA, un ejemplo
j p
es laE.coli,
ampliamente utilizada como huésped en la mayoría de
proteína recombinantes.
- Gram-positivas
G
Entre ellas las bacterias del tipo Bacillus.

Gram-negativas
La estructura de una Gram-negativa
g
involucra tres capas
p :

Membrana externa: 8nm de ancho, polímero que contiene proteínas y
lipopolisácaridos.
Peptidoglucano: Delgada capa de peptidoglucano.
Espacio periplasmático: 8 nm de ancho,ancho donde a menudo se localizan
algunas enzimas.

Membrana p
plasmática
á
: Compuesta
p
de fosfolípidos,
p
, p
pero contiene
proteínas dispersas e iones metálicos, estas moléculas de lípidos, tienen
dos partes una parte hidrofóbica y una hidrofílica. La parte hidrofóbica o
cola, a menudo contiene dos grupos alquilos, y la parte hidrofílica o
cabeza a menudo tiene un grupo cargado, o un grupoalcohol. La cola
hidrofóbicas suelen agruparse con otros grupos hidrofóbicos y las
cabezas son expuestos al agua

Gram-positivas
Gram-positivas
p
involucra sólo dos capas
p :
•Peptidoglucano
•Espacio periplasmático
•Membrana plasmática
á
En ell caso
E
s de
d las
l s bacterias
b t i s de
d este
st tipo
ti la
l capa de
d peptidoglucano
tid l
presenta condiciones de mayor resistencia que en bacteriasgramnegativas, motivo por el cual no resultan necesariamente más
fáciles de romper.
romper

Funciones de las membranas
C d membrana
Cada
b
ti
tiene
dif
diferentes
t funciones:
f
i
La membrana externa y la capa de peptidoglucano proporcionan la
resistencia mecánica y su ruptura es lo fundamental para la
ruptura de células.
La membrana plasmática es muy débil y controla la permeabilidad
de lacélula, lo que incluye el transporte de nutrientes al interior
de la célula y la exportación de metabolitos “en el interior de las
soluciones circundantes”.
El interior de la célula llamado citoplasma, es una solución acuosa
de sales, azúcar, amino ácidos y biopolímeros. En los biopolímeros
se incluyen
l
proteínas,
í
muchas
h de
d ellas
ll enzimas, RNA
N y DNA.
DN

Células Procariotes
En los procariotesocurre que las proteínas se encuentran en
solución, pero en muchos procariotes modificados se sintetiza
un exceso de proteínas las cuales precipitan en el interior del
citoplasma (muchas veces éstas son las proteínas que se desean
recuperar).
En algunos casos sólo se quiere remover algunas de las capas
para liberar alguna proteína específica.

Células Eucariotes
En el caso de las célulaseucariotes, que poseen un núcleo y son
estructuras más complejas que las procariotes, tienen una
membrana alrededor de las células similar a las que tienen las
procariotes. La membrana de las eucariotes contiene organelos,
como las mitocondrias que son las responsables de la respiración
y los núcleos que contienen el DNA en los cromosomas.
cromosomas Cada
estructura está rodeada de una membrana similar ala membrana
celular interna de los procariotes.

¿Cuándo se usa?

ROMPIMIENTO DE CÉLULAS
( Cell Disruption)
p
)

Los procesos de bio-separación se inician con una separación de la biomasa
desde ell resto dell cultivo.
l
E muchos casos los
En
l productos se encuentran en
el medio. En estos casos la biomasa se descarta y hasta se puede vender
como sub-producto.

Pero en otros casos el producto...