Atšķirība starp primāro un sekundāro šūnu kultūru

Galvenā atšķirība - primārā vai sekundārā šūnu kultūra
 

Pirms apspriest atšķirību starp primāro un sekundāro šūnu kultūru, vispirms īsi definēsim, kas ir šūnu kultūra. Šūnu kultūra ir šūnu noņemšanas process no dzīvnieka vai auga un sekojoša augšana mākslīgi kontrolētā vidē. Šūnas var tieši izņemt no audiem un sadalīt ar fermentatīvām vai mehāniskām metodēm, vai arī tās var iegūt no jau izveidotas kultūras. Galvenā atšķirība starp primāro un sekundāro šūnu kultūru ir tā šūnas primāro šūnu kultūrai iegūst tieši no dzīvnieku vai augu audiem, kamēr šūnas sekundārajai šūnu kultūrai tiek iegūtas no jau izveidotas primārās kultūras. Tāpēc sekundārā kultūra ir jauna kultūra, kuras izcelsme ir primārā kultūra.

Tālāk izpētīsim primāro un sekundāro šūnu kultūras nozīmi, lai tās labāk atšķirtu.

Kas ir primārā šūnu kultūra?

Primārā šūnu kultūra ir šūnu atdalīšana no vecāku dzīvnieka vai augu audiem, izmantojot fermentatīvus vai mehāniskus pasākumus, un šūnu augšanas uzturēšana piemērotā substrātā stikla vai plastmasas traukos kontrolētos vides apstākļos. Šūnām primārajā kultūrā ir tāds pats kariotips (hromosomu skaits un izskats eikariotu šūnas kodolā) kā tām šūnām sākotnējos audos. Primāro šūnu kultūru var iedalīt divās daļās, ņemot vērā kultūrā izmantoto šūnu veidu.

• No stiprinājuma atkarīgā vai pielipušā šūna - šīm šūnām ir nepieciešams stiprinājums, lai tās augtu. Piestiprinātās šūnas parasti iegūst no orgānu audiem, piemēram, no nierēm, kur šūnas ir nekustīgas un iestrādātas saistaudos..

• Stiprinājuma neatkarīgās vai suspensijas šūnas - šīm šūnām augšanai nav nepieciešams stiprinājums. Citiem vārdiem sakot, šīs šūnas nepiestiprinās pie kultūras trauka virsmas. Visas suspensijas kultūras tiek iegūtas no asins sistēmas šūnām; piemēram, balto asinsķermenīšu limfocīti tiek suspendēti plazmā.

Šūnām, kas iegūtas no primārajām kultūrām, ir ierobežots dzīves ilgums. Šūnas nevar turēt bezgalīgi vairāku iemeslu dēļ. Palielināts šūnu skaits primārajā kultūrā novedīs pie substrāta un barības vielu izsīkuma. Arī šūnu aktivitāte pakāpeniski palielinās toksisko metabolītu līmeni kultūrā, kavējot turpmāku šūnu augšanu.

Šajā posmā jāveic sekundārā vai subkultūra, lai nodrošinātu nepārtrauktu šūnu augšanu.

Kas ir sekundārā šūnu kultūra?

Kā aprakstīts iepriekš, kad šūnas pielipušajās kultūrās aizņem visu pieejamo substrātu vai ja šūnas suspensiju kultūrās pārsniedz barotnes spēju atbalstīt turpmāku augšanu, šūnu proliferācija sāk samazināties vai pilnībā apstāties. Lai saglabātu optimālu šūnu blīvumu nepārtrauktai augšanai un stimulētu turpmāku proliferāciju, primārajai kultūrai jābūt subkultūrai. Šis process ir pazīstams kā sekundārā šūnu kultūra.

Sekundārās šūnu kultūras laikā primārās kultūras šūnas tiek pārnestas uz jaunu trauku ar svaigu augšanas barotni. Process ietver iepriekšējās augšanas barotnes noņemšanu un piesaistīto šūnu atdalīšanu primārajās kultūrās. Periodiski nepieciešama šūnu sekundārā kultivēšana, lai šūnas nodrošinātu augošu vietu un svaigas barības vielas, tādējādi pagarinot šūnu dzīvi un paplašinot šūnu skaitu kultūrā..

Noteikta primārās kultūras tilpuma sekundārā kultivēšana vienādā svaigas barotnes tilpumā ļauj ilgstoši uzturēt šūnu līnijas. Lai palielinātu šūnu skaitu, piemēram, rūpnieciskos procesos vai zinātniskos eksperimentos, tiek kultivēta sekundāra kultivēšana lielāka apjoma svaigā augšanas vidē..

Kāda ir atšķirība starp primāro šūnu kultūru un sekundāro šūnu kultūru?

Kā mēs tagad esam sapratuši divus terminus atsevišķi, mēs tos salīdzināsim, lai atrastu citas atšķirības starp tiem.

Kad lietot primāro un / vai sekundāro šūnu kultūru

Tas ir atkarīgs no tā, ko vēlaties mācīties, un kāda veida eksperimentu veicat.

Primārā šūnu kultūra: Šis ir process, kas jāizmanto šūnu audzēšanai no attiecīgajiem vecāku audiem. Primārajā kultūrā esošajām šūnām būs ierobežots dzīves ilgums substrāta un barības vielu izsīkuma un toksīnu uzkrāšanās dēļ, pieaugot populācijai. Primārajā kultūrā, neraugoties uz atdalīšanas metodēm, ko izmanto izolācijas procesā, var būt vairāku veidu šūnas. Tomēr tā var nebūt problēma visos eksperimentu veidos, un šādos gadījumos var izmantot tikai primāro kultūru.

Sekundārā šūnu kultūra:  Parasti eksperimentos nepietiek šūnu, kas iegūtas no primārās kultūras. Sekundārā šūnu kultūra dod iespēju paplašināt šūnu populāciju un arī pagarināt dzīves ilgumu. Tas ļauj tālāk atlasīt šūnas, izmantojot selektīvu barotni, un ļauj veikt genotipisko un fenotipisko vienveidību populācijā. Šo procesu izmanto, lai ģenerētu atkārtotas kultūras pamata raksturošanai, saglabāšanai un eksperimentēšanai.

Līdzība ar vecāku audiem

Primārā šūnu kultūra: Šūnas primāro šūnu kultūrai iegūst tieši no dzīvnieku vai augu audiem. Tādējādi šūnas primārajā kultūrā ļoti līdzinās vecāku audiem, un attiecīgi bioloģiskā reakcija var būt tuvāk situācijai in vivo nekā sekundārai šūnu kultūrai..

Sekundārā šūnu kultūra: Sekundārā šūnu kultūra rodas no primārās šūnu kultūras. Lai arī subkultūra paildzina šūnu dzīves ilgumu, pastāv iespēja, ka pēc dažām fāzēm šūnas var tikt pārveidotas vai zaudēt kontroli pār to, ka dalīšana notiek vairāk nekā noteiktu reižu. To varētu izraisīt primāro šūnu mutācijas vai ģenētiskas izmaiņas subkultūras laikā. Piemēram, dažiem mikroorganismiem ir tendence pielāgoties kultūras apstākļiem, kas lielākoties atšķiras no to dabiskās vides, mainot to bioloģiju.

Kultivēšanas process - šūnu iegūšana

Primārā šūnu kultūra: Primārajā šūnu kultūrā dzīvnieku vai augu audi iziet skalošanas, sadalīšanas un mehāniskas vai fermentatīvas sadalīšanās fāzes. Izdalītos audos būs daudz dažādu šūnu tipu, un tāpēc var būt nepieciešams pieņemt atdalīšanas paņēmienu, lai izolētu interesējošās šūnas.

Sekundārā šūnu kultūra: Sekundārajā šūnu kultūrā, ja primārā kultūra ir pielipuša kultūra, pirmais solis ir atdalīt šūnas no stiprinājuma (kultūras trauka virsmas) ar mehāniskiem vai fermentatīviem līdzekļiem. Pēc tam šūnas ir jāatdala viena no otras, lai izveidotu vienas šūnas suspensiju.

Šūnu skaits kultūrā

Primārā šūnu kultūra: Nav vēlama absolūta vienšūnu suspensija, jo daudzas primārās šūnas labāk izdzīvo nelielās kopās.

Sekundārā šūnu kultūra: Pietiek, lai izveidotu vienas šūnas suspensiju.

Kultūras dzīves ilgums

Primārā šūnu kultūra: Primārajām šūnu kultūrām ir ierobežots dzīves ilgums. Kā paskaidrots iepriekš, tas notiek tāpēc, ka šūnu augšana izsmeļ substrātu un barības vielas un izraisa toksisku metabolītu uzkrāšanos. Tā rezultātā pakāpeniski samazinās šūnu augšanas ātrums, izraisot šūnu nāvi.

Sekundārā šūnu kultūra: Sekundārā šūnu kultūra pagarina šūnu dzīves ilgumu. Periodiska subkultūra var radīt nemirstīgas šūnas, pārveidojot vai ģenētiski mainot primārās šūnas.

Piesārņojuma risks

Primārā šūnu kultūra: Par primārajām šūnu kultūrām ir grūtāk rūpēties. Parasti primārajām šūnu kultūrām ir nepieciešams bagātīgs aminoskābju, mikroelementu, noteiktu hormonu un augšanas faktoru maisījums. Tā rezultātā primāro šūnu kultūrās inficēšanās risks ir lielāks nekā sekundāro šūnu kultūrās.

Sekundārā šūnu kultūra: Sekundārās šūnu kultūras ir salīdzinoši viegli uzturējamas, un inficēšanās risks ir zemāks nekā primāro šūnu kultūrām.

Šajā rakstā mēs esam mēģinājuši izprast jēdzienus primārā šūnu kultūra un sekundārā šūnu kultūra, kam seko salīdzinājums, lai izceltu galvenās atšķirības starp tiem. Galvenā atšķirība ir tajā, kā šūnas tiek iegūtas no kultūras; šūnas primāro šūnu kultūrai tiek iegūtas tieši no dzīvnieku vai augu audiem, savukārt šūnas sekundārajai šūnu kultūrai tiek iegūtas no jau izveidotas primārās kultūras.

Atsauces: Šūnu kultūras pamati - Invitrogen un Gibco Freshney rokasgrāmata, R. I. (2006). Šūnu kultūras pamatprincipi. Onkoloģijas un lietišķās farmakoloģijas centrs.   Attēla pieklājība: Umberto Salvagnina (CC BY 2.0) “Šūnu kultūra”, izmantojot Flickr