Kluczowa różnica – pierwotna i wtórna hodowla komórek
Zanim omówimy różnicę między pierwotną i wtórną hodowlą komórek, najpierw zdefiniujmy pokrótce, czym jest kultura komórkowa. Hodowla komórkowa to proces usuwania komórek ze zwierzęcia lub rośliny, a następnie wzrostu w sztucznie kontrolowanym środowisku. Komórki mogą być bezpośrednio usuwane z tkanki i dezagregowane metodami enzymatycznymi lub mechanicznymi lub mogą pochodzić z już założonej kultury. Kluczowa różnica między pierwotną a wtórną hodowlą komórek polega na tym, że komórki do pierwotnej hodowli komórkowej są uzyskiwane bezpośrednio z tkanki zwierzęcej lub roślinnej, podczas gdy komórki do wtórnej hodowli komórkowej są uzyskiwane z już ustalonej pierwotnej hodowli. W związku z tym kultura wtórna to nowa kultura pochodząca z kultury podstawowej.
Przyjrzyjmy się bliżej znaczeniu pierwotnej i wtórnej hodowli komórek, aby lepiej je zróżnicować.
Co to jest pierwotna kultura komórkowa?
Podstawowa hodowla komórek to oddzielenie komórek od rodzicielskiej tkanki zwierzęcej lub roślinnej za pomocą środków enzymatycznych lub mechanicznych i utrzymywanie wzrostu komórek na odpowiednim podłożu w szklanych lub plastikowych pojemnikach w kontrolowanych warunkach środowiskowych. Komórki w hodowli pierwotnej mają ten sam kariotyp (liczba i wygląd chromosomów w jądrze komórki eukariotycznej) jak komórki w oryginalnej tkance. Pierwotną hodowlę komórkową można podzielić na dwie w zależności od rodzaju komórek użytych w hodowli.
Komórka zależna lub przylegająca do zakotwiczenia – te komórki wymagają przyłączenia do wzrostu. Komórki przylegające zwykle pochodzą z tkanek narządów, na przykład z nerki, gdzie komórki są nieruchome i osadzone w tkance łącznej
Anchorage Independent lub Suspension Cells – te komórki nie wymagają przyłączenia do wzrostu. Innymi słowy, komórki te nie przyczepiają się do powierzchni naczynia hodowlanego. Wszystkie hodowle zawiesinowe pochodzą z komórek układu krwionośnego; na przykład limfocyt białych krwinek jest zawieszony w osoczu
Komórki pochodzące z kultur pierwotnych mają ograniczoną żywotność. Z kilku powodów cele nie mogą być utrzymywane w nieskończoność. Zwiększenie liczby komórek w hodowli pierwotnej doprowadzi do wyczerpania substratu i składników odżywczych. Ponadto aktywność komórkowa będzie stopniowo zwiększać poziom toksycznych metabolitów w hodowli, hamując dalszy wzrost komórek.
Na tym etapie należy przeprowadzić wtórną lub subkulturę, aby zapewnić ciągły wzrost komórek.
Co to jest wtórna kultura komórkowa?
Jak opisano powyżej, gdy komórki w hodowlach przylegających zajmują całe dostępne podłoże lub gdy komórki w hodowlach zawiesinowych przewyższają zdolność pożywki do podtrzymania dalszego wzrostu, proliferacja komórek zaczyna się zmniejszać lub całkowicie zanika. W celu utrzymania optymalnej gęstości komórek dla dalszego wzrostu i stymulowania dalszej proliferacji, hodowla pierwotna musi być podhodowana. Proces ten jest znany jako wtórna hodowla komórek.
Podczas wtórnej hodowli komórek, komórki z pierwotnej hodowli są przenoszone do nowego naczynia ze świeżą pożywką wzrostową. Proces obejmuje usunięcie poprzedniej pożywki wzrostowej i oddzielenie przylegających komórek w przylegających hodowlach pierwotnych. Okresowo wymagana jest wtórna hodowla komórek, aby zapewnić komórkom przestrzeń do wzrostu i świeże składniki odżywcze, tym samym przedłużając żywotność komórek i zwiększając liczbę komórek w hodowli.
Hodowla wtórna pewnej objętości hodowli pierwotnej do równej objętości świeżej pożywki wzrostowej umożliwia długoterminowe utrzymanie linii komórkowych. W celu zwiększenia liczby komórek, na przykład w procesach przemysłowych lub eksperymentach naukowych, praktykuje się hodowlę wtórną do większej objętości świeżej pożywki wzrostowej.
Jaka jest różnica między pierwotną a wtórną hodowlą komórek?
Ponieważ teraz zrozumieliśmy te dwa terminy oddzielnie, porównamy je w celu znalezienia innych różnic między nimi.
Kiedy używać pierwotnej i/lub wtórnej hodowli komórkowej
To zależy od tego, czego chcesz się nauczyć i jakiego rodzaju eksperymentu wykonujesz.
Podstawowa hodowla komórek: Jest to proces stosowany do hodowli komórek z danej tkanki rodzicielskiej. Komórki w hodowli pierwotnej będą miały skończoną żywotność z powodu wyczerpania substratu i składników odżywczych oraz nagromadzenia toksyn wraz ze wzrostem populacji. Hodowla pierwotna, pomimo stosowanych w procesie izolacji technik rozdzielania, może zawierać kilka rodzajów komórek. Jednak może to nie stanowić problemu we wszystkich typach eksperymentów iw takich przypadkach można stosować samą kulturę pierwotną.
Wtórna hodowla komórek: Zazwyczaj liczba komórek uzyskanych z hodowli pierwotnej jest niewystarczająca w eksperymentach. Wtórna hodowla komórek daje możliwość powiększania populacji komórek, a także przedłużania życia. Umożliwia dalszą selekcję komórek przy użyciu pożywki selekcyjnej i umożliwia jednorodność genotypową i fenotypową w populacji. Ten proces jest używany do generowania replikowanych kultur do podstawowej charakteryzacji, konserwacji i eksperymentowania.
Podobieństwo do tkanki rodzicielskiej
Hodowla komórek pierwotnych: Komórki do hodowli komórek pierwotnych są uzyskiwane bezpośrednio z tkanki zwierzęcej lub roślinnej. W związku z tym komórki w hodowli pierwotnej bardzo przypominają tkankę macierzystą, a zatem odpowiedź biologiczna może być bliższa sytuacji in vivo niż w przypadku hodowli komórek wtórnych.
Wtórna hodowla komórek: Wtórna hodowla komórek pochodzi z pierwotnej hodowli komórek. Chociaż subkultury przedłużają żywotność komórek, istnieje możliwość, że po kilku fazach komórki mogą zostać przekształcone lub mogą stracić kontrolę, nie dzieląc się więcej niż określoną ilość razy. Może to być spowodowane mutacjami lub zmianami genetycznymi w komórkach pierwotnych podczas podhodowli. Na przykład, niektóre mikroorganizmy mają tendencję do dostosowywania się do warunków hodowli, które w większości różnią się od ich naturalnego środowiska, poprzez zmianę ich biologii.
Proces hodowli – pozyskiwanie komórek
Główna hodowla komórek: W pierwotnej hodowli komórek tkanka zwierzęca lub roślinna przechodzi fazy płukania, preparowania oraz mechanicznej lub enzymatycznej dezagregacji. Zdezagregowana tkanka będzie zawierać wiele różnych typów komórek, co może wymagać zastosowania techniki separacji w celu wyizolowania komórek będących przedmiotem zainteresowania.
Wtórna hodowla komórek: We wtórnej hodowli komórek, jeśli pierwotna jest hodowlą przylegającą, pierwszym krokiem jest odłączenie komórek od przyłączenia (powierzchni naczynia hodowlanego) za pomocą środków mechanicznych lub enzymatycznych. Następnie komórki muszą zostać oddzielone od siebie, aby utworzyć pojedynczą zawiesinę komórek.
Liczba komórek w hodowli
Hodowla komórek pierwotnych: Nie jest pożądane, aby mieć zawiesinę absolutną pojedynczych komórek, ponieważ wiele komórek pierwotnych przeżywa lepiej w małych skupiskach.
Wtórna hodowla komórek: wystarczy wytworzyć zawiesinę pojedynczych komórek.
Czas życia kultury
Główna kultura komórkowa: Pierwotne kultury komórkowe mają skończoną żywotność. Jak wyjaśniono powyżej, dzieje się tak, ponieważ wzrost komórek wyczerpuje substrat i składniki odżywcze oraz prowadzi do akumulacji toksycznych metabolitów. W rezultacie stopniowo spada tempo wzrostu komórek, co prowadzi do ich śmierci.
Wtórna hodowla komórek: Wtórna hodowla komórek przedłuża żywotność komórek. Okresowa podhodowla może wytworzyć nieśmiertelne komórki poprzez transformację lub zmianę genetyczną komórek pierwotnych.
Ryzyko skażenia
Podstawowa hodowla komórek: Pierwotne kultury komórkowe są trudniejsze w utrzymaniu. Ogólnie rzecz biorąc, pierwotne kultury komórkowe wymagają bogatej mieszanki aminokwasów, mikroelementów, niektórych hormonów i czynników wzrostu. W rezultacie ryzyko zanieczyszczenia pierwotnych kultur komórkowych jest wyższe niż w przypadku wtórnych kultur komórkowych.
Wtórne hodowle komórkowe: Wtórne hodowle komórkowe są stosunkowo łatwe w utrzymaniu, a ryzyko zanieczyszczenia jest mniejsze niż w przypadku pierwotnych kultur komórkowych.
W tym artykule podjęliśmy próbę zrozumienia terminów pierwotna kultura komórkowa i wtórna kultura komórkowa, a następnie porównanie, aby podkreślić kluczowe różnice między nimi. Podstawowa różnica polega na tym, jak komórki są pozyskiwane z hodowli; komórki do pierwotnej hodowli komórkowej są uzyskiwane bezpośrednio z tkanki zwierzęcej lub roślinnej, podczas gdy komórki do wtórnej hodowli komórkowej są uzyskiwane z już ustalonej pierwotnej hodowli.
