Erinevus primaarse ja sekundaarse rakukultuuri vahel

Peamine erinevus - primaarne vs sekundaarne rakukultuur
 

Enne primaarse ja sekundaarse rakukultuuri erinevuse arutamist määratleme kõigepealt lühidalt, mis on rakukultuur. Rakukultuur on rakkude eemaldamine loomalt või taimelt ja sellele järgnev kasv kunstlikult kontrollitud keskkonnas. Rakke saab koest otse eemaldada ja ensümaatiliste või mehaaniliste meetoditega lagundada või neid saab tuletada juba loodud kultuurist. Primaarse ja sekundaarse rakukultuuri peamine erinevus on see Rakud primaarse rakukultuuri jaoks saadakse otse loomse või taime koest, samas Rakud sekundaarse rakukultuuri jaoks saadakse juba välja kujunenud primaarkultuurist. Seetõttu on sekundaarne kultuur uus, algkultuurist pärinev kultuur.

Vaatame lähemalt primaarse ja sekundaarse rakukultuuri tähendust, et neid paremini eristada.

Mis on primaarne rakukultuur?

Primaarne rakukultuur on rakkude eraldamine vanemlooma või -koest ensümaatiliste või mehaaniliste meetmete abil ja rakkude kasvu säilitamine sobivas substraadis klaas- või plastmahutites kontrollitud keskkonnatingimustes. Primaarkultuuri rakkudel on sama karüotüüp (kromosoomide arv ja välimus eukarüootse raku tuumas) kui algses koes. Primaarse rakukultuuri võiks liigitada kaheks vastavalt kultuuris kasutatavatele rakkudele.

• Kinnituspunktist sõltuv või kleepuv rakk - need rakud vajavad kasvu jaoks kinnitust. Kleepuvad rakud pärinevad tavaliselt elundite kudedest, näiteks neerudest, kus rakud on liikumatud ja kinnistatud sidekoesse.

• Kinnituspunktid sõltumatud või suspensioonrakud - need rakud ei vaja kasvu jaoks kinnitust. Teisisõnu, need rakud ei kinnitu kultuurianuma pinnale. Kõik suspensioonikultuurid on saadud vere süsteemi rakkudest; näiteks suspendeeritakse vere valgeliblede lümfotsüüdid plasmas.

Esmastest kultuuridest saadud rakkude eluiga on piiratud. Rakke ei saa lõputult hoida mitmel põhjusel. Rakkude arvu suurenemine primaarkultuuris põhjustab substraadi ja toitainete ammendumist. Samuti suurendab rakkude aktiivsus järk-järgult toksiliste metaboliitide taset kultuuris, pärssides rakkude edasist kasvu.

Selles etapis tuleb rakkude pideva kasvu tagamiseks läbi viia sekundaarne või subkultuur.

Mis on sekundaarne rakukultuur?

Nagu ülalpool kirjeldatud, kui kleepuvates kultuurides olevad rakud hõivavad kogu saadaoleva substraadi või kui suspensioonkultuurides asuvad rakud ületavad söötme võimekuse edasise kasvu toetamiseks, hakkab rakkude proliferatsioon vähenema või lakkama täielikult. Rakkude edasise kasvu optimaalse tiheduse säilitamiseks ja edasise vohamise stimuleerimiseks tuleb primaarkultuur subkultuurida. Seda protsessi nimetatakse sekundaarne rakukultuur.

Sekundaarse rakukultuuri käigus viiakse primaarsest kultuurist pärit rakud uude kasvukeskkonnaga uude anumasse. Protsess hõlmab eelmise kasvusöötme eemaldamist ja kleepunud rakkude eraldamist kleepuvates primaarsetes kultuurides. Rakkudele kasvava ruumi ja värskete toitainete saamiseks on perioodiliselt vajalik sekundaarne rakkude kultiveerimine, pikendades sellega rakkude eluiga ja laiendades rakkude arvu.

Primaarkultuuri teatud mahu teisene kasvatamine võrdseks ruumalaks värskes kasvukeskkonnas võimaldab rakuliinide pikaajalist säilimist. Rakkude arvu suurendamiseks harjutatakse sekundaarset kultiveerimist suurema koguse värskes kasvukeskkonnas, näiteks tööstusprotsessides või teaduslikes katsetes.

Mis vahe on primaarsel rakukultuuril ja sekundaarsel rakukultuuril??

Kuna oleme nüüd mõlemast mõistest eraldi aru saanud, võrdleme neid kahte, et leida nende vahel muid erinevusi.

Millal kasutada primaarset ja / või sekundaarset rakukultuuri

See sõltub sellest, mida soovite õppida ja millist tüüpi katset teete.

Esmane rakukultuur: See on protsess, mida kasutatakse rakkude kasvatamiseks vanemkoest. Primaarkultuuride rakkude eluiga on piiratud, kuna substraat ja toitained ammenduvad ning toksiinid kogunevad koos rahvaarvu suurenemisega. Primaarkultuur võib hoolimata eraldamisprotsessis kasutatavatest eraldamistehnikatest sisaldada mitut tüüpi rakke. Kuid see ei pruugi olla probleem igat tüüpi katsetes ja sellistel juhtudel võib kasutada ainult primaarset kultuuri.

Teisene rakukultuur:  Tavaliselt on primaarkultuurist saadud rakkude arv katsetes ebapiisav. Sekundaarne rakukultuur annab võimaluse laiendada rakupopulatsiooni ja pikendada ka eluiga. See võimaldab rakkude edasist selekteerimist selektiivse söötme abil ning võimaldab populatsiooni genotüübi ja fenotüübi ühtlust. Seda protsessi kasutatakse paljunduskultuuride genereerimiseks põhiseloomustamiseks, säilitamiseks ja katsetamiseks.

Sarnasus vanemate kudedega

Esmane rakukultuur: Primaarse rakukultuuri rakud saadakse otse looma- või taimkoest. Seega sarnanevad primaarkultuuris olevad rakud täpselt tema vanemkoega ja vastavalt sellele võib bioloogiline vastus olla lähemal in vivo olukorrale kui sekundaarse rakukultuuri puhul.

Teisene rakukultuur: Sekundaarne rakukultuur pärineb primaarsest rakukultuurist. Ehkki alakultuur pikendab rakkude eluiga, on siiski võimalus, et mõne faasi järel võivad rakud transformeeruda või kaotada kontrolli mitte jagada rohkem kui teatud arv kordi. Selle põhjuseks võivad olla subkultuuride primaarrakkude mutatsioonid või geneetilised muutused. Näiteks kipuvad mõned mikroorganismid oma bioloogiat muutes kohanema kultuuritingimustega, mis erinevad enamasti nende looduslikust keskkonnast..

Kultiveerimise protsess - rakkude saamine

Esmane rakukultuur: Primaarses rakukultuuris läbib loomne või taimne kude loputamise, lahutamise ja mehaanilise või ensümaatilise lagunemise faase. Jaotatud kude sisaldab paljusid erinevaid rakutüüpe ja huvipakkuvate rakkude eraldamiseks võib vaja minna eraldamistehnikat..

Teisene rakukultuur: Sekundaarse rakukultuuri korral, kui primaarne kultuur on nakkuv kultuur, on esimene samm rakkude eraldamine kinnitusest (kultuurianuma pinnalt) mehaaniliste või ensümaatiliste vahendite abil. Seejärel tuleb rakud üksteisest suspensiooni moodustamiseks eraldada.

Rakkude arv kultuuris

Esmane rakukultuur: Absoluutne üherakuline suspensioon ei ole soovitav, kuna paljud primaarsed rakud püsivad paremini väikestes kobarates.

Teisene rakukultuur: Piisab üherakulise suspensiooni genereerimisest.

Kultuuri eluiga

Esmane rakukultuur: Primaarsetel rakukultuuridel on piiratud eluea pikkused. Nagu eespool selgitatud, on selle põhjuseks asjaolu, et rakkude kasv ammendab substraadi ja toitaineid ning põhjustab toksiliste metaboliitide kuhjumist. Selle tulemusel langeb rakkude kasvukiirus järk-järgult, põhjustades rakkude surma.

Teisene rakukultuur: Sekundaarne rakukultuur pikendab rakkude eluiga. Perioodiline alakultuur võib primaarrakkude muundamise või geneetilise muundamise kaudu saada surematuid rakke.

Saastumise oht

Esmane rakukultuur: Esmaste rakukultuuride eest on raskem hoolitseda. Üldiselt vajavad primaarsed rakukultuurid rikkalikku aminohapete, mikrotoitainete, teatud hormoonide ja kasvufaktorite segu. Selle tulemusel on primaarsetes rakukultuurides saastumise oht suurem kui sekundaarsetes rakukultuurides.

Teisene rakukultuur: Sekundaarseid rakukultuure on suhteliselt kerge hooldada ja saastumise oht on madalam kui primaarsetel rakukultuuridel.

Selles artiklis oleme püüdnud mõista termineid primaarne rakukultuur ja sekundaarne rakukultuur, millele järgneb võrdlus, et tuua esile peamised erinevused nende vahel. Põhiline erinevus seisneb selles, kuidas rakud kultuurist saadakse; rakud primaarse rakukultuuri jaoks saadakse otse loomse või taime koest, sekundaarse rakukultuuri rakud aga juba loodud primaarkultuurist.

Viited: Rakukultuuri põhialused - Invitrogeni ja Gibco Freshney käsiraamat, R. I. (2006). Rakukultuuri põhiprintsiibid. Onkoloogia ja rakendusfarmakoloogia keskus.   Pilt viisakalt: Umberto Salvagnini (CC BY 2.0) “Rakukultuur” Flickri vahendusel