Unterschied zwischen primärer und sekundärer Zellkultur

Hauptunterschied - Primär- und Sekundärzellkultur
 

Bevor wir den Unterschied zwischen primärer und sekundärer Zellkultur diskutieren, lassen Sie uns zunächst kurz definieren, was Zellkultur ist. Zellkultur ist der Prozess der Entfernung von Zellen aus einem Tier oder einer Pflanze und anschließendem Wachstum in einer künstlich kontrollierten Umgebung. Die Zellen könnten direkt aus dem Gewebe entfernt und durch enzymatische oder mechanische Verfahren disaggregiert werden oder könnten aus einer Kultur stammen, die bereits etabliert ist. Der Hauptunterschied zwischen primärer und sekundärer Zellkultur ist der Zellen für die Primärzellkultur werden direkt aus einem tierischen oder pflanzlichen Gewebe gewonnen, während Zellen für die Sekundärzellkultur werden aus einer bereits etablierten Primärkultur erhalten. Daher ist die Sekundärkultur eine neue Kultur, die aus der Primärkultur stammt.

Schauen wir uns die Bedeutung der primären und sekundären Zellkultur genauer an, um sie besser unterscheiden zu können.

Was ist Primärzellkultur??

Primäre Zellkultur ist die Trennung von Zellen aus einem Elterntier oder Pflanzengewebe durch enzymatische oder mechanische Maßnahmen und die Aufrechterhaltung des Wachstums von Zellen in einem geeigneten Substrat in Glas- oder Kunststoffbehältern unter kontrollierten Umgebungsbedingungen. Zellen in der Primärkultur haben den gleichen Karyotyp (Anzahl und Auftreten von Chromosomen im Kern einer eukaryotischen Zelle) wie die Zellen im ursprünglichen Gewebe. Primäre Zellkulturen können basierend auf der Art der in Kultur verwendeten Zellen in zwei Klassen klassifiziert werden.

• Verankerungsabhängige oder adhärente Zelle - Diese Zellen benötigen zum Wachstum ein Attachment. Adhärente Zellen stammen normalerweise aus Organengewebe, zum Beispiel aus Nieren, wo die Zellen unbeweglich und in Bindegewebe eingebettet sind.

• Verankerungsunabhängige Zellen oder Suspensionszellen - Diese Zellen benötigen keine Befestigung für das Wachstum. Mit anderen Worten, diese Zellen haften nicht an der Oberfläche des Kulturgefäßes. Alle Suspensionskulturen stammen von Zellen des Blutsystems ab; Zum Beispiel werden Lymphozyten der weißen Blutkörperchen im Plasma suspendiert.

Zellen, die aus Primärkulturen stammen, haben eine begrenzte Lebensdauer. Zellen können aus verschiedenen Gründen nicht unbegrenzt gehalten werden. Die Erhöhung der Zellzahlen in der Primärkultur führt zur Erschöpfung von Substrat und Nährstoffen. Außerdem wird die Aktivität der Zellen den Gehalt an toxischen Metaboliten in der Kultur allmählich erhöhen und so das weitere Zellwachstum hemmen.

In diesem Stadium muss eine Sekundär- oder Subkultur durchgeführt werden, um ein kontinuierliches Zellwachstum sicherzustellen.

Was ist Sekundärzellkultur??

Wie oben beschrieben, beginnt die Zellproliferation abzunehmen oder ganz zu stoppen, wenn Zellen in anhaftenden Kulturen das gesamte verfügbare Substrat belegen oder wenn Zellen in Suspensionskulturen die Fähigkeit des Mediums zur Unterstützung des weiteren Wachstums übertreffen. Um die optimale Zelldichte für weiteres Wachstum aufrechtzuerhalten und die weitere Proliferation zu stimulieren, muss die Primärkultur subkultiviert werden. Dieser Vorgang ist als bekannt sekundäre Zellkultur.

Während der sekundären Zellkultur werden Zellen aus der Primärkultur in ein neues Gefäß mit frischem Wachstumsmedium überführt. Das Verfahren beinhaltet das Entfernen der vorherigen Wachstumsmedien und das Trennen anhaftender Zellen in adhärenten Primärkulturen. Eine sekundäre Zellkultur ist periodisch erforderlich, um Zellen mit wachsendem Raum und frischen Nährstoffen zu versorgen, wodurch das Leben der Zellen verlängert und eine Anzahl von Zellen in der Kultur erweitert wird.

Die Sekundärkultur eines bestimmten Volumens einer Primärkultur in ein gleiches Volumen frischen Wachstumsmediums ermöglicht die langfristige Aufrechterhaltung von Zelllinien. Die Sekundärkultur in ein größeres Volumen frischen Wachstumsmediums wird durchgeführt, um die Anzahl der Zellen zu erhöhen, beispielsweise in industriellen Prozessen oder wissenschaftlichen Experimenten.

Was ist der Unterschied zwischen primärer Zellkultur und sekundärer Zellkultur??

Da wir nun die beiden Begriffe getrennt verstanden haben, werden wir die beiden vergleichen, um andere Unterschiede zwischen ihnen zu finden.

Wann ist die primäre und / oder sekundäre Zellkultur zu verwenden?

Dies hängt davon ab, was Sie lernen möchten und welche Art von Experiment Sie durchführen.

Primäre Zellkultur: Dies ist der Prozess, mit dem Zellen aus dem betroffenen Elterngewebe gezüchtet werden sollen. Zellen in der Primärkultur haben eine begrenzte Lebensdauer, da Substrat und Nährstoffe erschöpft sind und sich Toxine mit dem Bevölkerungswachstum bilden. Die Primärkultur kann trotz der im Isolierungsprozess verwendeten Trennverfahren mehrere Zelltypen enthalten. Dies kann jedoch nicht bei allen Arten von Experimenten ein Problem sein, und in solchen Fällen kann nur die Primärkultur verwendet werden.

Sekundäre Zellkultur:  Normalerweise ist die Anzahl der aus Primärkulturen erhaltenen Zellen in Experimenten nicht ausreichend. Sekundäre Zellkultur bietet die Möglichkeit, die Zellpopulation zu erweitern und die Lebensdauer zu verlängern. Es ermöglicht die weitere Selektion von Zellen unter Verwendung eines selektiven Mediums und ermöglicht eine genotypische und phänotypische Einheitlichkeit in der Bevölkerung. Dieser Prozess wird zur Erzeugung von Replikationskulturen zur grundlegenden Charakterisierung, Konservierung und zum Experimentieren verwendet.

Ähnlichkeit mit dem elterlichen Gewebe

Primäre Zellkultur: Zellen für die Primärzellkultur werden direkt aus einem tierischen oder pflanzlichen Gewebe gewonnen. Daher ähneln Zellen in der Primärkultur ihrem elterlichen Gewebe sehr, und dementsprechend kann die biologische Antwort einer in vivo Situation näher sein als die einer sekundären Zellkultur.

Sekundäre Zellkultur: Sekundäre Zellkultur stammt aus einer primären Zellkultur. Obwohl die Subkultur die Lebensdauer der Zellen verlängert, besteht die Möglichkeit, dass Zellen nach einigen Phasen transformiert werden oder die Kontrolle verlieren, dass sie sich nicht mehr als eine bestimmte Anzahl von Zeiten teilen. Dies könnte auf Mutationen oder genetische Veränderungen in Primärzellen während der Subkultivierung zurückzuführen sein. Beispielsweise neigen einige Mikroorganismen dazu, sich an die Kulturbedingungen anzupassen, die sich meistens von ihrer natürlichen Umgebung unterscheiden, indem sie ihre Biologie verändern.

Prozess der Kultivierung - Gewinnung von Zellen

Primäre Zellkultur: In der primären Zellkultur durchlaufen tierische oder pflanzliche Gewebe Phasen des Spülens, der Dissektion und der mechanischen oder enzymatischen Desaggregation. Aufgeschlüsseltes Gewebe enthält eine Vielzahl verschiedener Zelltypen, und dies erfordert möglicherweise die Verwendung einer Trenntechnik, um interessierende Zellen zu isolieren.

Sekundäre Zellkultur: Wenn die Primärkultur in einer Sekundärzellkultur eine adhärente Kultur ist, besteht der erste Schritt darin, Zellen von der Anhaftung (Oberfläche des Kulturgefäßes) durch mechanische oder enzymatische Mittel zu lösen. Dann müssen die Zellen voneinander gelöst werden, um eine Einzelzellsuspension zu bilden.

Anzahl der Zellen in Kultur

Primäre Zellkultur: Es ist nicht wünschenswert, eine absolute Einzelzellsuspension zu haben, da viele Primärzellen in kleinen Clustern besser überleben.

Sekundäre Zellkultur: Es reicht aus, eine Einzelzellsuspension zu erzeugen.

Lebensspanne der Kultur

Primäre Zellkultur: Primäre Zellkulturen haben eine begrenzte Lebensdauer. Wie oben erklärt, liegt dies daran, dass das Wachstum von Zellen Substrat und Nährstoffe erschöpft und zur Ansammlung toxischer Metaboliten führt. Infolgedessen fällt die Wachstumsrate der Zellen allmählich ab, was zum Absterben der Zellen führt.

Sekundäre Zellkultur: Sekundäre Zellkultur verlängert die Lebensdauer von Zellen. Periodische Unterkultivierung kann durch Transformation oder genetische Veränderung von Primärzellen unsterbliche Zellen erzeugen.

Kontaminationsgefahr

Primäre Zellkultur: Primäre Zellkulturen sind schwieriger zu pflegen. Im Allgemeinen benötigen primäre Zellkulturen eine reichhaltige Mischung aus Aminosäuren, Mikronährstoffen, bestimmten Hormonen und Wachstumsfaktoren. Folglich ist das Risiko einer Kontamination in primären Zellkulturen höher als in sekundären Zellkulturen.

Sekundäre Zellkultur: Sekundäre Zellkulturen sind vergleichsweise pflegeleicht und das Kontaminationsrisiko ist geringer als bei primären Zellkulturen.

In diesem Artikel haben wir versucht, die Begriffe primäre Zellkultur und sekundäre Zellkultur zu verstehen, gefolgt von einem Vergleich, um die wichtigsten Unterschiede zwischen ihnen hervorzuheben. Der grundlegende Unterschied besteht darin, wie Zellen aus Kultur stammen. Zellen für die Primärzellkultur werden direkt aus einem tierischen oder pflanzlichen Gewebe erhalten, während Zellen für die Sekundärzellkultur aus einer bereits etablierten Primärkultur erhalten werden.

Verweise: Cell Culture Basics - Ein Handbuch von Invitrogen und Gibco Freshney, R. I. (2006). Grundprinzipien der Zellkultur. Zentrum für Onkologie und Angewandte Pharmakologie.   Bild-Höflichkeit: "Zellkultur" von Umberto Salvagnin (CC BY 2.0) über Flickr