Kľúčový rozdiel – primárna a sekundárna bunková kultúra
Predtým, ako sa budeme zaoberať rozdielom medzi primárnou a sekundárnou bunkovou kultúrou, stručne definujme, čo je bunková kultúra. Bunková kultúra je proces odstraňovania buniek zo zvieraťa alebo rastliny a následný rast v umelo kontrolovanom prostredí. Bunky môžu byť priamo odstránené z tkaniva a disagregované enzymatickými alebo mechanickými metódami alebo môžu byť získané z kultúry, ktorá už bola založená. Kľúčový rozdiel medzi primárnou a sekundárnou bunkovou kultúrou je v tom, že bunky pre primárnu bunkovú kultúru sa získavajú priamo zo živočíšneho alebo rastlinného tkaniva, zatiaľ čo bunky pre sekundárnu bunkovú kultúru sa získavajú z už zavedenej primárnej kultúry. Preto je sekundárna kultúra novou kultúrou, ktorá vznikla z primárnej kultúry.
Pozrime sa ďalej na význam primárnej a sekundárnej bunkovej kultúry, aby sme ich lepšie odlíšili.
Čo je primárna bunková kultúra?
Primárna bunková kultúra je oddelenie buniek od rodičovského živočíšneho alebo rastlinného tkaniva prostredníctvom enzymatických alebo mechanických opatrení a udržiavanie rastu buniek vo vhodnom substráte v sklenených alebo plastových nádobách za kontrolovaných podmienok prostredia. Bunky v primárnej kultúre majú rovnaký karyotyp (počet a vzhľad chromozómov v jadre eukaryotickej bunky) ako bunky v pôvodnom tkanive. Primárnu bunkovú kultúru možno rozdeliť do dvoch na základe druhu buniek použitých v kultúre.
Bunka závislá od ukotvenia alebo priľnavá bunka – Tieto bunky vyžadujú pre rast pripojenie. Adherentné bunky sú zvyčajne odvodené z tkanív orgánov, napríklad z obličiek, kde sú bunky nepohyblivé a uložené v spojivovom tkanive
Články nezávislé od kotvenia alebo závesné bunky – Tieto bunky nevyžadujú na rast pripevnenie. Inými slovami, tieto bunky sa neprichytia na povrch kultivačnej nádoby. Všetky suspenzné kultúry pochádzajú z buniek krvného systému; napríklad lymfocyt bielych krviniek je suspendovaný v plazme
Bunky odvodené z primárnych kultúr majú obmedzenú životnosť. Bunky nemožno držať donekonečna z niekoľkých dôvodov. Zvýšenie počtu buniek v primárnej kultúre povedie k vyčerpaniu substrátu a živín. Tiež bunková aktivita bude postupne zvyšovať hladinu toxických metabolitov v kultúre, čo inhibuje ďalší rast buniek.
V tomto štádiu je potrebné vykonať sekundárnu alebo subkultúru, aby sa zabezpečil nepretržitý rast buniek.
Čo je sekundárna bunková kultúra?
Ako je opísané vyššie, keď bunky v adherentných kultúrach obsadia všetok dostupný substrát alebo keď bunky v suspenzných kultúrach prekročia kapacitu média podporovať ďalší rast, bunková proliferácia sa začne znižovať alebo úplne zaniknúť. Aby sa udržala optimálna hustota buniek pre pokračujúci rast a aby sa stimulovala ďalšia proliferácia, primárna kultúra sa musí subkultivovať. Tento proces je známy ako sekundárna bunková kultúra.
Počas sekundárnej bunkovej kultúry sa bunky z primárnej kultúry prenesú do novej nádoby s čerstvým rastovým médiom. Proces zahŕňa odstránenie predchádzajúceho rastového média a disociáciu adherovaných buniek v adherentných primárnych kultúrach. Sekundárna kultivácia buniek sa pravidelne vyžaduje, aby sa bunkám poskytol priestor na rast a čerstvé živiny, čím sa predlžuje životnosť buniek a rozširuje sa počet buniek v kultúre.
Sekundárna kultivácia určitého objemu primárnej kultúry do rovnakého objemu čerstvého rastového média umožňuje dlhodobé udržiavanie bunkových línií. Sekundárna kultivácia do väčšieho objemu čerstvého rastového média sa praktizuje na zvýšenie počtu buniek, napríklad v priemyselných procesoch alebo vedeckých experimentoch.
Aký je rozdiel medzi primárnou bunkovou kultúrou a sekundárnou bunkovou kultúrou?
Keďže sme teraz pochopili tieto dva pojmy oddelene, porovnáme ich, aby sme medzi nimi našli ďalšie rozdiely.
Kedy použiť primárnu a/alebo sekundárnu bunkovú kultúru
To závisí od toho, čo sa chcete naučiť a aký typ experimentu vykonávate.
Primárna bunková kultúra: Toto je proces, ktorý sa má použiť na kultiváciu buniek z príslušného rodičovského tkaniva. Bunky v primárnej kultúre budú mať konečnú životnosť v dôsledku vyčerpania substrátu a živín a nahromadenia toxínov s rastom populácie. Primárna kultúra, napriek separačným technikám použitým v procese izolácie, môže obsahovať niekoľko typov buniek. To však nemusí byť problém pri všetkých typoch experimentov av takýchto prípadoch sa môže použiť samotná primárna kultúra.
Sekundárna bunková kultúra: Zvyčajne je počet buniek získaných z primárnej kultúry v experimentoch nedostatočný. Sekundárna bunková kultúra poskytuje príležitosť na rozšírenie bunkovej populácie a tiež na predĺženie životnosti. Umožňuje ďalšiu selekciu buniek s použitím selektívneho média a umožňuje genotypovú a fenotypovú uniformitu v populácii. Tento proces sa používa na generovanie replikačných kultúr na základnú charakterizáciu, konzerváciu a experimentovanie.
Podoba rodičovského tkaniva
Primárna bunková kultúra: Bunky pre primárnu bunkovú kultúru sa získavajú priamo zo živočíšneho alebo rastlinného tkaniva. Bunky v primárnej kultúre sa teda veľmi podobajú svojmu rodičovskému tkanivu, a teda biologická odpoveď môže byť bližšia situácii in vivo ako sekundárna bunková kultúra.
Sekundárna bunková kultúra: Sekundárna bunková kultúra pochádza z primárnej bunkovej kultúry. Hoci subkultivácia predlžuje životnosť buniek, existuje možnosť, že po niekoľkých fázach sa bunky môžu transformovať alebo môžu stratiť kontrolu nad tým, že sa nebudú deliť viac ako určitý počet. Mohlo by to byť spôsobené mutáciami alebo genetickými zmenami v primárnych bunkách počas subkultivácie. Napríklad niektoré mikroorganizmy majú tendenciu prispôsobiť sa kultivačným podmienkam, ktoré sa väčšinou líšia od ich prirodzeného prostredia, zmenou ich biológie.
Proces kultivácie – získavanie buniek
Primárna bunková kultúra: V primárnej bunkovej kultúre prejde živočíšne alebo rastlinné tkanivo fázami oplachovania, disekcie a mechanickej alebo enzymatickej dezagregácie. Disagregované tkanivo bude obsahovať množstvo rôznych typov buniek, čo si môže vyžadovať použitie separačnej techniky, aby sa izolovali bunky, o ktoré je záujem.
Sekundárna bunková kultúra: Ak je pri sekundárnej bunkovej kultúre primárnou kultúrou adherentná kultúra, prvým krokom je oddelenie buniek od prichytenia (povrchu kultivačnej nádoby) mechanickými alebo enzymatickými prostriedkami. Potom sa bunky musia od seba oddeliť, aby sa vytvorila jednobunková suspenzia.
Počet buniek v kultúre
Primárna bunková kultúra: Nie je žiaduce mať absolútnu suspenziu jednotlivých buniek, pretože mnohé primárne bunky lepšie prežívajú v malých zhlukoch.
Sekundárna bunková kultúra: Stačí vytvoriť suspenziu jednej bunky.
Life span of Culture
Primárna bunková kultúra: Primárne bunkové kultúry majú obmedzenú životnosť. Ako je vysvetlené vyššie, je to preto, že rast buniek vyčerpáva substrát a živiny a vedie k akumulácii toxických metabolitov. Výsledkom je, že rýchlosť rastu buniek postupne klesá, čo vedie k smrti buniek.
Sekundárna bunková kultúra: Sekundárna bunková kultúra predlžuje životnosť buniek. Periodická subkultivácia môže produkovať nesmrteľné bunky prostredníctvom transformácie alebo genetickej zmeny primárnych buniek.
Riziko kontaminácie
Primárna bunková kultúra: Starať sa o primárne bunkové kultúry je náročnejšie. Vo všeobecnosti primárne bunkové kultúry potrebujú bohatú zmes aminokyselín, mikroživín, určitých hormónov a rastových faktorov. V dôsledku toho je riziko kontaminácie v primárnych bunkových kultúrach vyššie ako v sekundárnych bunkových kultúrach.
Sekundárna bunková kultúra: Sekundárne bunkové kultúry sa pomerne ľahko udržiavajú a riziko kontaminácie je nižšie ako primárne bunkové kultúry.
V tomto článku sme sa pokúsili porozumieť pojmom primárna bunková kultúra a sekundárna bunková kultúra s následným porovnaním, aby sme zdôraznili kľúčové rozdiely medzi nimi. Základný rozdiel spočíva v tom, ako bunky pochádzajú z kultúry; bunky pre primárnu bunkovú kultúru sa získavajú priamo zo živočíšneho alebo rastlinného tkaniva, zatiaľ čo bunky pre sekundárnu bunkovú kultúru sa získavajú z už zavedenej primárnej kultúry.
