Avainero – primaarinen vs. sekundaarinen soluviljely
Ennen kuin keskustelemme primaarisen ja sekundaarisen soluviljelmän välisestä erosta, määritelkäämme ensin lyhyesti, mitä soluviljelmä on. Soluviljelmä on prosessi, jossa solut poistetaan eläimestä tai kasvista ja kasvatetaan sen jälkeen keinotekoisesti valvotussa ympäristössä. Solut voitaisiin poistaa suoraan kudoksesta ja hajottaa entsymaattisilla tai mekaanisilla menetelmillä tai ne voitaisiin johtaa jo vakiintuneesta viljelmästä. Keskeinen ero primaarisen ja sekundaarisen soluviljelmän välillä on, että primaarisen soluviljelmän solut saadaan suoraan eläin- tai kasvikudoksesta, kun taas solut sekundaariseen soluviljelmään saadaan jo vakiintuneesta primääriviljelmästä. Siksi sekundaarinen kulttuuri on uusi kulttuuri, joka on peräisin primäärikulttuurista.
Katsotaanpa tarkemmin primaarisen ja sekundaarisen soluviljelmän merkitystä, jotta ne voidaan erottaa paremmin.
Mikä on primäärisoluviljelmä?
Primäärisoluviljelmä on solujen erottaminen vanhemman eläimen tai kasvikudoksesta entsymaattisten tai mekaanisten toimenpiteiden avulla ja solujen kasvun ylläpitäminen sopivassa substraatissa lasi- tai muovisäiliöissä valvotuissa ympäristöolosuhteissa. Primääriviljelmän soluilla on sama karyotyyppi (kromosomien lukumäärä ja ulkonäkö eukaryoottisolun tumassa) kuin alkuperäisen kudoksen soluilla. Primäärisoluviljelmä voidaan luokitella kahteen viljelyssä käytettyjen solujen perusteella.
Ankkurointiriippuvainen tai kiinnittyvä solu – Nämä solut tarvitsevat kiinnityksen kasvua varten. Kiinnittyneet solut ovat yleensä peräisin elinten kudoksista, esimerkiksi munuaisista, joissa solut ovat liikkumattomia ja upotettuina sidekudokseen
Ankkurointiriippumattomat solut tai suspensiosolut – Nämä solut eivät vaadi kiinnitystä kasvaakseen. Toisin sanoen nämä solut eivät kiinnity viljelyastian pintaan. Kaikki suspensioviljelmät ovat peräisin verijärjestelmän soluista; esimerkiksi valkosolulymfosyytti on suspendoitunut plasmaan
Primääriviljelmistä peräisin olevilla soluilla on rajallinen elinikä. Soluja ei voida pitää loputtomiin useista syistä. Solujen määrän lisääminen primääriviljelmässä johtaa substraatin ja ravinteiden ehtymiseen. Myös solujen aktiivisuus lisää vähitellen myrkyllisten metaboliittien määrää viljelmässä, mikä estää solujen kasvua edelleen.
Tässä vaiheessa on suoritettava toissijainen tai alaviljelmä jatkuvan solukasvun varmistamiseksi.
Mikä on toissijainen soluviljely?
Kuten yllä on kuvattu, kun solut kiinnittyneissä viljelmissä v altaavat kaiken saatavilla olevan substraatin tai kun solut suspensioviljelmissä ylittävät väliaineen kyvyn tukea lisäkasvua, solujen lisääntyminen alkaa vähentyä tai pysähtyä kokonaan. Optimaalisen solutiheyden ylläpitämiseksi jatkuvaa kasvua varten ja lisäproliferaation stimuloimiseksi primääriviljelmä on jatkoviljeltävä. Tämä prosessi tunnetaan sekundäärisenä soluviljelynä.
Sekundaarisen soluviljelmän aikana solut primaariviljelmästä siirretään uuteen astiaan tuoreella kasvualustalla. Prosessi sisältää edellisen kasvualustan poistamisen ja kiinnittyneiden solujen erottamisen kiinnittyneissä primääriviljelmissä. Toissijaista soluviljelyä tarvitaan ajoittain, jotta solut saavat kasvutilaa ja tuoreita ravinteita, mikä pidentää solujen elinikää ja laajentaa solujen määrää viljelmässä.
Tietyn tilavuuden primääriviljelmää toissijainen viljely samaan tilavuuteen tuoretta kasvualustaa mahdollistaa solulinjojen pitkäaikaisen ylläpidon. Toissijaista viljelyä suurempaan määrään tuoretta kasvualustaa harjoitetaan solujen määrän lisäämiseksi esimerkiksi teollisissa prosesseissa tai tieteellisissä kokeissa.
Mitä eroa on primäärisoluviljelmällä ja sekundaarisella soluviljelmällä?
Kuten olemme nyt ymmärtäneet nämä kaksi termiä erikseen, vertaamme näitä kahta löytääksemme muita eroja niiden välillä.
Milloin käytetään primääristä ja/tai sekundaarista soluviljelmää
Tämä riippuu siitä, mitä haluat oppia ja minkä tyyppisen kokeen suoritat.
Primäärisoluviljely: Tätä prosessia käytetään solujen viljelemiseen kyseessä olevasta emokudoksesta. Primaariviljelmän soluilla on rajallinen elinikä substraatin ja ravinteiden ehtymisen ja toksiinien kertymisen vuoksi, ja populaatio kasvaa. Primääriviljelmä voi eristysprosessissa käytetyistä erotustekniikoista huolimatta sisältää useita solutyyppejä. Tämä ei kuitenkaan välttämättä ole ongelma kaikentyyppisissä kokeissa, ja tällaisissa tapauksissa voidaan käyttää pelkästään primääriviljelmää.
Toissijainen soluviljelmä: Yleensä primääriviljelmästä saatujen solujen määrä ei ole riittävä kokeissa. Sekundäärinen soluviljelmä antaa mahdollisuuden solupopulaatioiden laajentamiseen ja myös eliniän pidentämiseen. Se mahdollistaa solujen lisäselektion käyttämällä selektiivistä alustaa ja mahdollistaa genotyypin ja fenotyypin yhdenmukaisuuden populaatiossa. Tätä prosessia käytetään replikoitujen viljelmien luomiseen peruskarakterisointia, säilytystä ja kokeilua varten.
Muistuta vanhempien kudosta
Primäärisoluviljelmä: Solut primäärisoluviljelmää varten saadaan suoraan eläin- tai kasvikudoksesta. Tästä syystä primaariviljelmän solut muistuttavat läheisesti emokudostaan ja vastaavasti biologinen vaste voi olla lähempänä in vivo -tilannetta kuin sekundaarisoluviljelmän.
Toissijainen soluviljelmä: Toissijainen soluviljelmä on peräisin primäärisestä soluviljelmästä. Vaikka jatkoviljely pidentää solujen elinikää, on mahdollista, että muutaman vaiheen jälkeen solut voivat transformoitua tai menettää hallinnan olla jakautumatta useammin kuin tietyn määrän kertoja. Tämä voi johtua mutaatioista tai geneettisistä muutoksista primaarisoluissa jatkoviljelyn aikana. Esimerkiksi joillakin mikro-organismeilla on taipumus mukautua viljelyolosuhteisiin, jotka poikkeavat enimmäkseen niiden luonnollisesta ympäristöstä, muuttamalla biologiaansa.
viljelyprosessi – solujen hankkiminen
Primäärisoluviljelmä: Primäärisoluviljelmässä eläin- tai kasvikudos käy läpi huuhtelun, dissektion ja mekaanisen tai entsymaattisen hajoamisen vaiheet. Hajotettu kudos sisältää useita erilaisia solutyyppejä, ja tämä voi edellyttää erotustekniikan käyttöönottoa kiinnostavien solujen eristämiseksi.
Toissijainen soluviljelmä: Sekundaarisessa soluviljelmässä, jos primääriviljelmä on kiinnittyvä viljelmä, ensimmäinen vaihe on irrottaa solut kiinnityksestä (viljelyastian pinn alta) mekaanisin tai entsymaattisin keinoin. Sitten solut on irrotettava toisistaan yhden solususpension muodostamiseksi.
Solujen lukumäärä kulttuurissa
Primäärisoluviljelmä: Absoluuttinen yksisolususpensio ei ole toivottavaa, koska monet primaarisolut selviävät paremmin pienissä klustereissa.
Toissijainen soluviljelmä: Yksittäisen solususpension tuottaminen riittää.
Kulttuurin elinikä
Primäärisoluviljelmä: Primaarisoluviljelmillä on rajallinen elinikä. Kuten edellä selitettiin, tämä johtuu siitä, että solujen kasvu kuluttaa substraattia ja ravinteita ja johtaa myrkyllisten metaboliittien kertymiseen. Tämän seurauksena solujen kasvunopeus hidastuu vähitellen, mikä johtaa solujen kuolemaan.
Toissijainen soluviljelmä: Toissijainen soluviljelmä pidentää solujen elinikää. Säännöllinen jatkoviljely voi tuottaa kuolemattomia soluja primäärisolujen transformaation tai geneettisen muuntamisen kautta.
Saastumisriski
Primäärisoluviljelmä: Primäärisoluviljelmiä on vaikeampi hoitaa. Yleensä primäärisoluviljelmät tarvitsevat rikkaan seoksen aminohappoja, mikroravinteita, tiettyjä hormoneja ja kasvutekijöitä. Tämän seurauksena kontaminaatioriski primaarisissa soluviljelmissä on suurempi kuin sekundaarisissa soluviljelmissä.
Toissijainen soluviljelmä: Toissijaisia soluviljelmiä on suhteellisen helppo ylläpitää, ja kontaminaatioriski on pienempi kuin primäärisoluviljelmillä.
Tässä artikkelissa olemme yrittäneet ymmärtää termejä primaarisoluviljelmä ja sekundaarinen soluviljely, jota seurasi vertailu korostaaksemme keskeisiä eroja niiden välillä. Perusero on siinä, kuinka solut ovat peräisin viljelmästä; solut primaarisoluviljelmää varten saadaan suoraan eläin- tai kasvikudoksesta, kun taas solut sekundaariseen soluviljelmään saadaan jo vakiintuneesta primaariviljelmästä.
