תרביות בעלי חיים

תרביות תאי בעלי חיים

ארבל רייז

בהתאם לתוכנית הלימודים בתרביות תאים שנכתבה ע"י ד"ר רותי לנץ

ניווט

בחזרה לדף הבית

בחזרה לתפריט

לדף הקודם

לדף הבא

תפריט

פתיחה

השוואה בין תרביות מיצורים שונים

שלבים בתרבית

מהם תרביות תאים ומה ההבדלים בין ניסויים על תאים בתרבית (in vitro) לבין ניסויים על בעל ייצור שלם (in vivo). מהי החשיבות של עבודה בתרביות ולאילה יישומים משתמשים בתרביות בעלי חיים

מהם המאפיינים, היתרונות והחסרונות של גידול תרביות מיצורים שונים. מהם ההבדלים בין תרבית תאי בעל חיים לתרבית תאי צמח

כיצד מייצרים תרבית מרקמה של בעל חיים ואיזה שלבים צריך לעבור בדרך

צורות ותנאי גידול

שיטות החדרה

שאלות סיכום

גידול תאים בתאחיזה ובתרחיף. כיצד מפצלים את התרבית. מהם שלבי הגידול וקצב הגידול של התאים בתרבית איזה תנאים נדרשים על מנת לגדל תרבית תאי בעלי חיים.

כיצד ניתן להחדיר גנים על מנת שיתבטאו בתאי בעלי חיים. שיטות כימיות, פיזיקליות וביולוגיות

שאלות לסיכום כל החומר ביחידת הלימוד

פתיחה

גידול תרבית תאים הוא טכנולוגיה של בידוד תאים של אורגניזם וגידולם מחוץ לגוף, בסביבה מלאכותית ובתנאי מעבדה מבוקרים, למטרת מחקר בסיסי של תפקיד התאים או מחקר יישומי בתחומי הרפואה, התעשייה והחקלאות. אפשר לגדל תרבית של תאים, תרבית של רקמה ותרבית של איבר שלם

בדקו את עצמכם

פתיחה

גידול תרבית תאים הוא טכנולוגיה של בידוד תאים של אורגניזם וגידולם מחוץ לגוף, בסביבה מלאכותית ובתנאי מעבדה מבוקרים, למטרת מחקר בסיסי של תפקיד התאים או מחקר יישומי בתחומי הרפואה, התעשייה והחקלאות. אפשר לגדל תרבית של תאים, תרבית של רקמה ותרבית של איבר שלם

בדקו את עצמכם

חשיבות המחקר בתרביות בעלי חיים ויישומים שלו

כיום, הביוטכנולוגיה המודרנית נוטה יותר להשתמש במערכות ביולוגיות של בעלי חיים (יונקים,חרקים) כדי לאפשר לחוקרים להתקרב יותר, ברמה המולקולרית והביוכימית, למערכות-על הפועלות in vivo ולמנגנוני בקרה המווסתים את התהליכים הביולוגיים בגופם של בעלי חיים. לגידול תרביות תאים של בעלי חיים יש חשיבות בחקר הביולוגי של התנהגות התאים ותגובותיהם וגם ביישום המחקר בתחום הרפואה ובריאות הציבור: חקר הסרטן, חקר השפעת תרופות ורעלים על תאים וגידול נגיפים לשם הכנת תרכיבי חיסון נגד מחלות נגיפיות. יישומים שונים של מחקר בתרביות תאים מופיעים בתרשים

תרביות מיצורים שונים

תרביות מיצורים שונים

אפשר לגדל בתנאי מעבדה תרביות של תאים מכל יצור חי. חרקים, חיידקים, שמרים, יונקים, צמחים ועוד. לכל אחד מסוגי התאים יש את המאפיינים הייחודיים לו ואת התנאים שלהם הוא זקוק. בבחירת סוג התא שעובדים איתו צריך לקחת בחשבון את כלל המאפיינים כפי שניתן לראות בטבלה

ההבדלים בין תא בעל חיים לתא צמח

גם תאי בעלי חיים וגם תאי צמחים גם תאים אאוקריוטים בעלי חשיבות רבה במחקר ופיתוח ביוטכנולוגים בתחומים רבים. ישנם הבדלים במאפיינים בין סוגי התאים כפי שניתן לראות בטבלה.

מבחן השחיה

בואו נראה האם אתם שוחים בחומר הנלמד

התחלה

1. איזה מהתאים הבאים הוא הגדול ביותר?

תא צמח

תא יונק

תא חיידק

2. באיזה מהתאים הבאים הקיפול המרחבי של חלבון אנושי אינו תקין?

תא יונק

תא חיידק

תא צמח

3. באיזה מהתאים הבאים מצע הגידול המורכב ביותר?

תא חיידק

תא צמח

תא יונק

4. באיזה מהתאים הבאים אין דופן תא?

תא חיידק

תא יונק

תא צמח

כל הכבוד!

נסו שוב?

שלבים בתרבית

שלבים בתרבית

תרבית ראשונית

השלב הראשון בתרבית הוא יצירת תרבית ראשונית מרקמת בעל חיים

על מנת ליצור תרבית ראשונית לוקחים את הרקמה המבוקשת וחותכים אותה לפיסות קטנטנות. לאחר מכן מדגירים את הרקמה באנזים טריפסין, המפרק חלבונים. האנזים טריפסין מפרק את החלבונים המחברים בין התאים, ובכך מאפשר קבלה של תאים בודדים, אותם מגדלים בצלחת התרבית במצע גידול מתאים

לחצו על התמונה להגדלה

מאפיינים של תרבית ראשונית

מאפיינים

חסרונות

יתרונות

תרבית הטרוגנית המכילה מגוון של סוגי תאים שונים

קרובה בהרכבה התאים, בצורתה ובתכונותיה לרקמה המקורית שממנה התרבית נלקחה

בעלת אורך חיים מוגבל

התאים נצמדים למשטח ובמשך הזמן התאים שלא מתאימים למצע הגידול מתים והתאים שמתאימים מתרבים

שלבים בתרבית

תרבית שניונית

תרבית שניונית ( Secondary Culture ) מתקבלת מפיצול והעברות של תרבית ראשונית

העברה ופיצול מתבצעים על ידי ניתוק התאים ממשטח הגידול בעזרת טריפסין, שטיפה וזריעה מחדש במספר כלי גידול ובמצע גידול טרי

בשלב ההעברות מתרחשים בתרבית השניונית תהליכי המשך של ברירה (סלקציה), ועם חלוף הימים, אוכלוסיית התאים נעשית פחות הטרוגנית

בתרבית שניונית ניתן לכוון לקבלת קווי-תאים המכילים סוג תאים ספציפי, על ידי שימוש במצעי ברירה ודאגה לתנאים המעניקים יתרון של התרבות ושרידות לסוג מסוים של קו-תאים על פני סוג אחר

מאפיינים של תרבית שניונית

מאפיינים

תרבית הטרוגנית אך פחות מהתרבית הראשונית

בכל העברה יש העשרה של סוג התא שאותו רוצים על פני סוגי התאים האחרים בתרבית

בתום ההעברות מקבלים קו תאים הומוגני אשר מכיל תאים מסוג אחד בלבד

שלבים בתרבית

קו תאים

בסוף ההעברות מתקבל קו תאים המכיל ברובו המוחלט תאים מסוג אחד אך אורך החיים שלו מוגבל. אם התרבית לא תעבור התמרה סרטנית קו התאים יהיה קו תאים סופי והתאים ימותו לאחר מספר חלוקות.

שלבים בתרבית

קו תאים רציף

זהו קו-תאים המתפתח בתרבית מקו-תאים שעבר שינוי גנטי (התמרה) בדנ"א וניצל מהזדקנות וממוות השינוי הגנטי יכול להתרחש במכוון על ידי איחוי עם תא סרטני, התמרה עם נגיף שמכיל גנים שגורמים לסרטן, שימוש בחומרים מוטגנים, קרינה או ספונטנית כתוצאה ממוטציה המפעילה ביטוי גנים המעורבים בסרטן

מאפיינים של קו תאים רציף

מאפיינים

חסרונות

יתרונות

תרבית הומוגנית

תאים בעלי אורך חיים בלתי מוגבל

התאים רחוקים בהרכב התאים ובצורת הגידול מתאי הרקמה המקורית

תרבית תאים בעלת חיי נצח

התאים יכולים לגדול בתרחיף, בגידולים ובתרבית רב שכבתית

המתרבים בקצב מאוד מהיר

התרבית מכילה ברובה סוג אחד של תאים בלבד

בואו נבדוק האם כתבתם הכל במחברת?

שאלה 1 מתוך 5

מה מאפיין תרבית תאים ראשונית?

תרבית הטרוגנית

בעלת חיי נצח

תרבית הומוגנית

נכון!

שאלה הבאה

שאלה 2 מתוך 5

מה גורם לקו תאים סופי להפוך לקו תאים רציף?

העברות חוזרות

התמרה סרטנית

שינוי מצע הגידול

נכון!

שאלה הבאה

שאלה 3 מתוך 5

מה מאפיין קו תאים סופי?

חיי נצח

תרבית הומוגנית

תרבית הטרוגנית

נכון!

שאלה הבאה

שאלה 4 מתוך 5

מה תפקיד האנזים טריפסין ביצירת תרבית תאים?

כל התשובות נכונות

ניתוק התאים מצלחת הגידול על מנת לבצע העברות

פירוק החלבונים המחברים את הרקמה ויצירת תאים בודדים

נכון!

שאלה אחרונה

שאלה 5 מתוך 5

מה מאפיין את גידול התאים בתרבית הראשונית, בתרבית השניונית ובקו התאים הסופי?

צמודים למשטח בשכבה אחת

גדלים בתרחיף

גדלים בשכבות

נכון!

תוצאות

תוצאות

1-2 תשובות נכונות

3-4 תשובות נכונות

5 תשובות נכונות

0 תשובות נכונות

אתם יודעים את הנושא טוב אבל כדאי לחדד כמה דברים כדי לדעת מושלם

יש שיפור אבל צריך לחזור על הנושא על מנת לדעת אותו טוב יותר

עליכם לחזור על החומר עוד ועוד עד שתדעו את התשובות הנכונות

כל הכבוד!! אתם יודעים את הנושא מצויין. אנא חיזרו עליו שוב לפני המבחן כדי לוודא שלא שכחתם

תנאי גידול וצורות גידול של תרבית תאי בעלי חיים

תנאי גידול של תרבית תאי בעלי חיים

חומרים במצע הגידול

חומצות אמינו- לבניית חלבונים

גלוקוז - מקור אנרגיה ובניית תרכובות המכילות פחמן

ויטמינים - לשמירה על התאים החיים

מלחים - לשמירה על לחץ אוסמוטי תקין וקו-פקטורים לפעילות אנזימים

אנטיביוטיקה - למניעת זיהום התרבית בחיידקים ופטריות

סרום - מכיל גורמי גידול שמעודדים חלוקה והתרבות התאים

בופר - לשמירה על דרגת חומציות של בין 7.2 ל 7.4

פנול אדום - אינדיקטור למעקב אחרי דרגת החומציות בתרבית

חומרים נוספים לעידוד העשרה של תאים מסוג מסויים

תנאי גידול של תרבית תאי בעלי חיים

סביבת העבודה

עבודה במנדף ביולוגי על מנת לשמור על סטריליות

התאים נשמרים באינקובטור ובו התנאים הבאים: - 5% פחמן דו חמצני - 95% לחות - טמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס

תנאי גידול של תרבית תאי בעלי חיים

כלים לגידול תרביות תאי בעלי חיים

גידול תרבית תאים בתרחיף: מגדלים תאים בתרחיף במיכל עם מוט ערבול. מטרת מוט הערבול הוא למנוע מהתאים לשקוע ולפזר באופן אחיד את החומרים במצע הגידול. במיכל יש פתח אחד להזרמת גזים ופתח שני להכנסת חומרי מזון

גידול תרבית תאים צמודי משטח: מגדלים תאים צמודי משטח בכלי פלסטיק שקופים בעלי נפחים שונים, המצופים בחומר שמעודד את הדבקות התאים למשטח

חלוקת תאים וקצב גידול של תאי בעלי חיים בתרבית

שלבי הגידול של התאים הם אותם שלבים שקיימים בגידול חיידקים אך קצב הגידול ארוך יותר ונמשך ימים: - שלב ההשהיה: התאים מתרגלים לתנאים בתרבית -שלב הגידול המעריכי: התאים מתחלקים בקצב אידיאלי. - שלב העמידה - התאים מתחילים למות וקצב החלוקה שווה לקצב התמותה. - שלב התמותה: התאים ממשיכים למות וקצב התמותה עולה על קצב החלוקה.

תאים בתרבית מתחלקים בחלוקת מיטוזה כאשר כל תא מתחלק לשני תאי בת. החלוקה נגרמת על ידי אות חיצוני שהתא מקבל מגורמי גידול שנמצאים במצע הגידול. בעקבות האות מוכפלים הכרומוזומים והתא מתחלק לשניים.

צורות גידול של תרבית תאי בעלי חיים

ישנם תאים שגדלים בתאחיזה כאשר הם צמודים למשטח וישנם תאים שגדלים בתרחיף כאשר הם צפים בנוזל הגידול. לכל אחד מסוגי התאים האלה ישנם מאפיינים שונים, דרכי תחזוקה שונות ושימושים שונים

צורות גידול של תרבית תאי בעלי חיים

תאים צמודי משטח

צורת גידול המאפיינת את רוב סוגי התאים, פרט לתאי דם ותאים סרטניים התאים נצמדים למשטח הגידול ולאחר מכן מתחלקים עליו ויוצרים רובד חד שכבתי חלוקת התאים תלויה בעיכוב על ידי מגע. כאשר התאים נוגעים אחד בשני חלוקתם נפסקת גודל משטח הגידול הוא הגורם המגביל לכמות התאים ניתן לבטל את העיכוב על ידי מגע על ידי פיצול התרבית וזריעת כמות קטנה של תאים

צורות גידול של תרבית תאי בעלי חיים

פיצול תאים צמודי משטח

צורות גידול של תרבית תאי בעלי חיים

תאים בתרחיף

צורת גידול המאפיינת תאי דם, לימפה, טחול, מח עצם ותאים סרטניים התאים אינם נצמדים למשטח הגידול ואין תהליך של עיכוב על ידי מגע. התאים חופשיים במצע הגידול ונדרש ערבול של המצע על מנת שלא ישקעו כאשר ריכוז התאים בתרבית גבוה נוצרים צברים דבר המגביל את קצב החלוקה ואספקת החמצן לתאים ריכוז התאים וכמות הצברים הם הגורמים המגבילים בתרבית זו

צורות גידול של תרביות תאי בעלי חיים

השוואה בין גידול צמוד משטח לגידול בתרחיף

בואו נראה אם השאלות הבאות ידליקו לכם נורה

שאלה 1\5

גודל התאים

נפח מצע הגידול

מהו הגורם המגביל לגידול תאים צמודי משטח?

גודל משטח הגידול

שאלה 2\5

על מנת למנוע את זיהום התרבית

על מנת לשמור על לחץ אוסמוטי תקין

מדוע מוסיפים פנול אדום למצע הגידול?

על מנת לעקוב אחרי דרגת החומציות בתרבית

שאלה 3\5

ויטמינים

סרום

איזה מרכיב במצע הגידול מכיל גורמי גידול שמסמנים לתאים להתחלק?

בופר

שאלה 4\5

הם יהפכו לסרטניים

הם לא יתחלקו

מה יקרה אם התאים לא יצמדו למשטח הגידול?

הם יתחלקו

שאלה 5\5

שלב הגידול המעריכי

שלב העמידה

באיזה משלבי הגידול בתרבית התאים מתרגלים למצע הגידול?

שלב ההשהיה

עבודה טובה!

נסו שוב!

שיטות להחדרת גנים לתאי בעלי חיים

שיטות להחדרת גנים לתאי בעלי חיים

המטרה בהחדרת גנים לתאי בעלי חיים

המטרה בהחדרת גן לתאים היא שהגן המוחדר ישתלב בדנ"א של התא ויתבטא בתאים. הגן המוחדר משתלב בגנום התאים במיקום אקראי. תוצר הגן יכול להיות תוך-תאי או חוץ-תאי, המופרש החוצה לעיתים הגן המוחדר מגיע לגרעין התא אך לא מצליח להשתלב בדנ"א הגנומי. גן שלא משתלב בגנום לא יכול לעבור שיכפול, ולכן יתבטא ביטוי זמני בזמן קצר ומוגבל (48 שעות)

שיטות להחדרת גנים לתאי בעלי חיים

טרנספקציה בשיטות כימיות

ליפוזומים

סידן זרחתי

החדרה ישירה של פלסמידים או גנים לתאים. הבעיה היא שה DNA טעון שלילית וכך גם קרום התא ולכן קשה ל DNA להיכנס לתאים. לשם כך פותחו שתי שיטות שעוזרות ל DNA להיכנס לתאים ומעלות את יעילות הטרנספקציה

הליפוזומים הם כדורים שומניים בעלי מטען חיובי, שעוטפים את ה DNA וכך מאפשרים לו להיכנס לתא דרך הקרום שהוא שומני גם כן

יוני הסידן טעונים במטען חיובי והם נקשרים ל DNA ויוצרים גושים הממסכים את המטען השלילי שלו. לאחר מכן הגושים נבלעים על ידי התא

שימוש בסידן זרחתי

שימוש בליפוזומים

החדרת גנים בשיטה הסידן הזרחתי מצליחה באחוזים נמוכים

שיטות להחדרת גנים לתאי בעלי חיים

טרנספקציה בשיטת אלקטרופורציה

באלקטרופורציה מעבירים זרם חשמלי דרך התאים דבר הגורם ליצירת פתחים בקרום התא דרכם נכנס ה DNA לתא

שיטה זו יעילה כתלות בסוג התא מבחינת אחוז ההצלחה אך היא עלולה לפגוע בתאים ולהרוג אותם

שיטות להחדרת גנים לתאי בעלי חיים

מיקרו הזרקה

בשיטת מיקרו הזרקה מזריקים את ה DNA ישירות לגרעין התא בעזרת פיפטת זכוכית דקה. ניתן להזריק תא אחד בכל פעם דבר שלוקח זמן ודורש מיומנות רבה

בשיטה זו אחוז ההצלחה גבוה יותר מבשיטות הקודמות שהוצגו אך היא איטית ודורשת מיומנות רבה

שיטות להחדרת גנים לתאי בעלי חיים

איחוי פרוטופלסטים

שיטה זו משמשת להכנסת מולקולות DNA גדולות לתוך תאי בעלי חיים. בשיטה זו מאחים את תא בעל החיים עם תא אחר בעזרת פוליאתילן גליקול. התאים מתאחים ותא בעל החיים מקבל את כלל ה DNA שהיה בתא שאיתו התאחה בדרך כלל מאחים את תא בעל החיים עם תא צמח או תא חיידק שאליהם קל יותר להחדיר גנים. במקרה זה יש להסיר את דופן התא לפני האיחוי.

שיטות להחדרת גנים לתאי בעלי חיים

טרנסדוקציה - הדבקה ויראלית

שיטה המתבססת על היכולת הטבעית של נגיפים להחדיר את החומר . הגנטי שלהם לתאים. חומצת הגרעין של הנגיף מהונדסת ומוחדר אליה המקטע הרצוי. ישנם נגיפים שבאופן טבעי משלבים את חומצת הגרעין שלהם בחומצת הגרעין של התא המארח וישנם נגיפים שלא משלבים.

שיטה זו יעילה מאוד בהחדרת גנים לתאים אך נדרש ידע וניסיון בעבודה עם נגיפים ונדרש להתאים נגיף שיכול לחדור ולהדביק תא מטרה ספציפי.

שיטות להחדרת גנים לתאי בעלי חיים

כיצד מזהים את הגן המוחדר

אפשר לזהות את נוכחות הגן המוחדר ברמת ה DNA או את הביטוי של הגן ברמת ה RNA או ברמת החלבון. ישנן שיטות שונות לזיהוי בכל אחת מהרמות. חלק מהשיטות מצויינות בתרשים.

ניתן ליצור קישור מכל אחת מהשיטות למצגת הרלוונטית לה

בואו נראה אם התשובות שלכם יקלעו למטרה

התחלה

מה מבין הדרכים הבאות יעילה יותר להחדרת גנים לתאי בעלי חיים?

יוני סידן

טרנסדוקציה

אלקטרופורציה

יפה מאוד!

שאלה הבאה

מה צריך לקרות על מנת לקבל ביטוי יציב של הגן שאותו הכנסנו לתאים?

שהגן לא ישתלב ב DNA של התא המאכסן

שה DNA יהיה עטוף במטען חיובי

שהגן ישתלב ב DNA של התא המאכסן

יפה מאוד!

שאלה הבאה

איזה מהנגיפים הבאים משלב את חומצת הגרעין שלו בזאת של התא המארח?

נגיף מסוג לנטי

נגיף מסוג אדנו

נגיף מסוג AAV

מצויין!

שאלה הבאה

מה עוזר לגנים להיכנס לתאים בשיטת הטרנספקציה הכימית?

הוספת יוני סידן

שתי התשובות נכונות

שימוש בליפוזומים

מעולה!

שאלה הבאה

מה החיסרון בהחדרת גנים בשיטת אלקטרופורציה?

עלולים לפגוע בתאים

עלולים להכניס וירוסים

אפשר לעבוד רק על תא אחד בו זמנית

מצויין!

שאלה הבאה

מה גורם למיקרו הזרקה להיות שיטה שנותנת אחוזי הצלחה גבוהים?

שימוש בליפוזומים

יצירת תעלות בקרום התא

החדרה ישירות לגרעין התא

יפה מאוד!

שאלה הבאה

מהו החיסרון בשיטת מיקרו הזרקה?

ניתן להחדיר לתא אחד כל פעם

ה DNA נכנס ישירות לגרעין התא

נעשה שימוש בזרם חשמלי

מעולה!

שאלה הבאה

באיזו שיטה אפשר לזהות את נוכחות הגן המוחדר?

RT-PCR

PCR

תספיג מערבי

מצויין!

שאלה הבאה

על מה מסתמכת שיטת הטרנסדוקציה?

על יצירת תעלות בקרום התא

על יכולת טבעית של נגיפים להדביק תאים

על הרצון של תאים להכניס אליהם נגיפים

ממש טוב!

שאלה אחרונה

מה מזהים בשיטת התספיג המערבי?

DNA

RNA

חלבון

מעולה!

תוצאות

אוי לא, טעיתם הפעם

נסו שוב

תוצאות

0-4 תשובות נכונות

5-7 תשובות נכונות

8-10 תשובות נכונות

שחקו שוב

בגרות 2011

שאלות

בגרות 2017

שאלות

בגרות 2005

שאלות

בגרות 2006

שאלות

בגרות 2009

שאלות

תודה