Zakrzywiony wzrost bakterii, fazy, czynniki

On Wzrost bakteryjny Jest to złożony proces, który implikuje wiele reakcji biochemicznych, które powodują podział komórek bakteryjnych. Gdybyśmy musieli to dokładnie zdefiniować, powiedzielibyśmy, że jest to wzrost liczby bakterii populacji, a nie wielkości każdej poszczególnych bakterii.

Bakterie to organizmy prokariotyczne, pozbawione jądra lub innego wewnątrzkomórkowego przedziału błoniastego. Są to jednokomórkowe, mikroskopowe organizmy, naturalnie rozmieszczone we wszystkich ekosystemach na biosferze: w glebach, zbiornika wody, zwierząt, roślin, grzybów itp.

Kultura Klebsiella pneumoniae w MacConkey Agar

W porównaniu z wieloma eukariotami bakterie ogólnie rozprzestrzeniły się znacznie szybciej, co może wystąpić zarówno w naturalnym kontekście każdego gatunku, jak i w kontrolowanych środowiskach eksperymentalnych (In vitro).

[TOC]

Jak odbywa się podział komórek w bakteriach?

Podobnie jak w pozostałych organizmach komórkowych, podział komórek w bakteriach jest procesem, który występuje pod ścisłą kontrolą, zarówno przestrzenną, jak i czasową, która obejmuje:

- Replikacja DNA lub duplikacja (materiał genetyczny)

- jego rozkład między dwiema przyszłymi komórkami córkami (przeciwne bieguny podzielone)

- Oddzielenie dwóch powstałych komórek dzięki tworzeniu „septa” lub przeciętnej ściany w komórce, która jest podzielona

W tych organizmach taki podział komórek jest znany jako rozszczepienie binarne i jest procesem, który prowadzi do wzrostu liczby osób bakteryjnych w populacji, to znaczy do wzrostu bakteryjnego.

Ponieważ każda komórka podczas podziału musi podwoić swój materiał genetyczny, w związku z czym zwiększyć jego wielkość, oznacza to, że rozszczepienie binarne jest wydarzeniem aktywnym biochemicznie, które zasługuje na inwestycje energetyczne, to znaczy reakcje reakcji syntezy i degradacji.

Wzrost populacji bakteryjnej może być graficzny, ponieważ wzrost liczby komórek w zależności od czasu i ten wykres rysuje krzywą zwaną „krzywą wzrostu bakteryjnego”, w której wyróżnia się kilka faz, w których podano różne charakterystyczne procesy.

Bakteryjna krzywa wzrostu

Ilustracja bakterii

Wielu autorów opisało wzrost populacji bakteryjnej jako proces wykładniczy lub geometryczny, ponieważ każdy cykl podziału (znany również jako wytwarzanie) powoduje, że z 1 początkowej komórki powstaje 2, po tym, jak te dwa powstają 4, a następnie 8, później 16 i tak dalej.

Może ci służyć: Listeria monocytogenes

Znany jest zatem niezbędny czas dla każdego z tych pokoleń jako czas generowania lub czas powielania, który można łatwo obliczyć, co jest ogólnie stałe i prawie zawsze specyficzne dla gatunku.

Dla I. coli, Na przykład jeden z modelowych organizmów wśród prokariotów czas duplikacji wynosi około 20 minut, podczas gdy inne gatunki, takie jak Clostridium perfringens albo Prątek gruźlicy Mają odpowiednio czas duplikacji wynoszący 10 minut i dłużej niż 12 godzin.

Bakterie elektroniczne Mikrografia Escherichia coli

Ważne jest, aby wspomnieć, że czas generowania, a zatem wzrost bakterii, można zmienić zależność od różnych czynników, o których porozmawiamy później.

Jaka jest krzywa wzrostu bakteryjnego?

Ilustracja typowej krzywej wzrostu bakteryjnego, w której fazy opóźnienia, wykładnicze, stacjonarne i śmierci są obserwowane w tej kolejności

Z biegiem lat naukowcom zdołały opisać zjawisko wzrostu bakteryjnego przy użyciu metod graficznych, i tak widział światło, co znamy dzisiaj jako krzywa wzrostu bakteryjnego.

Ta krzywa jest niczym więcej niż pokazem wykresu.

Ogólnie wszystkie eksperymentalnie uprawiane bakterie In vitro do których zapewniane są wszystkie niezbędne składniki odżywcze do wzrostu, wykazują podobny wzór wzrostu, który można łatwo zaobserwować, gdy krzywa wzrostu jest grafiką.

W tej krzywej wzrostu wyróżnia się kilka etapów lub faz, które są bardzo charakterystyczne i dla których mikrobiolodzy osiągnęli prawdopodobne wyjaśnienia biologiczne.

Fazy ​​wzrostu bakteryjnego

Fotografia dwóch płyt Petriego z przejęciem medium i solidną kulturą bakteryjną (obraz WikiImage na www.Pixabay.com)

Jak już wspomnieliśmy, populacja bakterii rośnie wykładniczo, więc krzywe wzrostu wykresu w skali logarytmicznej.

Ponieważ zachowanie podczas wzrostu bakteryjnego nie jest jednolite, to znaczy, nie opisuje linii prostej zawsze rosnącej, w typowej krzywej wzrostu obserwuje się cztery fazy, które są znane jako:

Może ci służyć: usuwanie

- Faza opóźnienia (Opóźnienie)

- faza wykładnicza lub logarytmiczna (dziennik)

- Faza stacjonarna

- Faza upadku lub śmierci

Opóźnienie lub faza fazowa Opóźnienie

Aby rozpocząć kulturę bakteryjną, zaczyna się od małej inokulum komórki. Kiedy ten inokulum jest wprowadzany do pełnego świeżego pożywki hodowlanej, to znaczy ze wszystkimi niezbędnymi składnikami odżywczymi do dorastania dla danych gatunków bakterii, początkowo nie zaobserwowano żadnych zmian w liczbie osób.

Wykazano, że podczas tej fazy „opóźnienia”, w której wydaje się, że nie ma wzrostu komórek, bakterie zwiększają ich rozmiar i są metabolicznie bardzo aktywne, ponieważ syntetyzują kwasy nukleinowe, białka i enzymy itp.

Czas trwania tej fazy w czasie zależy od niektórych wewnętrznych czynników populacji i niektórych czynników środowiskowych. Na przykład:

- Początkowy rozmiar inokulum

- poprzednich warunków środowiskowych inokulum

- czasu na zsyntetyzację niezbędnych elementów podziału

Faza wykładnicza lub logarytmiczna (dziennik)

Kiedy bakterie są gotowe do rozpoczęcia dzielenia wykładniczego wzrostu liczby komórek na jednostkę objętości na jednostkę czasu. Są zatem w fazie wykładniczej lub logarytmicznej krzywej.

W tej fazie uważa się, że większość bakterii przechodzi przez binarne zdarzenia rozszczepienia ze stałą prędkością i w tej fazie naukowcy obliczają czas powielania.

Podobnie jak wszystkie fazy wzrostu bakteryjnego, faza wykładnicza lub logarytmiczna i czas powielania populacji zależy nie tylko od gatunku, ale także bakterie w pożywce hodowlanej znajdują wszystkie niezbędne składniki odżywcze i odpowiednie warunki dla jego wzrostu.

Faza stacjonarna

Wykórny wzrost bakterii nie jest nieskończony, a to dlatego, że pożywka hodowlana, która jest zamkniętym systemem wzrostu, prędzej czy później wyczerpuje się z składników odżywczych (bakterie zużywają wszystko).

Oprócz składników odżywczych wzrost liczby komórek o stałej objętości (zwiększone stężenie komórek) jest również synonimem wzrostu stężenia metabolitów lub produktów odpadowych, które mogą mieć hamujący wpływ na wzrost.

Może ci służyć: Agaricus campestris: Charakterystyka, siedlisko, reprodukcja, odżywianie

Większa liczba komórek w skończonej przestrzeni sugeruje również, że ostatecznie nie będzie wystarczającej ilości przestrzeni dla większej liczby komórek, co przekłada się na hamowanie wzrostu.

W tej fazie, zwanej fazą stacjonarną, niektóre komórki nadal dzielą się, ale inne zaczynają umierać w podobnym tempie, więc krzywa jest spłaszczona.

Faza upadku lub śmierci

Po fazie stacjonarnej, która jest obserwowana jako danie W krzywej wzrostu faza śmierci lub upadku trwa, w której bakterie zaczynają umierać, a krzywa cierpi na spadek.

Podczas fazy śmierci bakterie umierają wykładniczo, więc jest uważane za „odwrotny” etap, że faza wykładnicza.

Czynniki wpływające na wzrost bakterii

Istnieje wiele czynników, które wpływają na wzrost bakterii, z których wiele związało się ze środowiskiem, w którym rosną.

Podobnie jak wszystkie żywe organizmy, bakterie potrzebują pewnych „podstawowych” warunków, aby przetrwać, które wykraczają poza żywność. W ten sposób możemy wymienić niektóre z głównych czynników, które mogą zmienić lub wpłynąć na wygląd krzywej bakteryjnej:

- skład ośrodka hodowlanego: pod względem źródeł węgla i pod względem podstawowych elementów

- Ph

- średnia temperatura

- Stężenie jonów i minerałów

- Stężenie Gazy

- Dostępność wody

- Ilość komórek

- Obecność metabolitów

- obecność antybiotyków i innych potencjalnie bakteriobójczych substancji

Bibliografia

1. Bramhill, zm. (1997). Podział komórek bakteryjnych. Coroczny przegląd biologii komórkowej i rozwojowej, 13 (1), 395-424.
2. Monod, J. (1949). Wzrost kultur bakteryjnych. Coroczny przegląd mikrobiologii, 3 (1), 371-394.
3. Pieprz, ja. L., Gerba, c. P., Gentry, t. J., & Maier, r. M. (Eds.). (2011). Środowisko mikrobiologii. Academic Press.
4. Vedyaykin, a. D., Ponomareva, e. V., Khodorkowskii, m. DO., Borchsenius, s. N., & Vishnyakov, ja. I. (2019). Mechanizmy podziału komórek bakteryjnych. Microbiology, 88 (3), 245-260.
5. Widdel, f. (2007). Teoria i pomiar wzrostu bakteryjnego. Di Dalam Grundpraktikum Mikrobiologie, 4 (11), 1-11.
6. Willey, J. M., Sherwood, L., & Wouretton, c. J. (2011). Mikrobiologia Prescott (vol. 7). Nowy Jork: McGraw-Hill.