Plik Wzrost bakterii jest to złożony proces obejmujący wiele reakcji biochemicznych, w wyniku którego dochodzi do podziału komórek bakteryjnych. Gdybyśmy musieli to dokładniej zdefiniować, powiedzielibyśmy, że jest to wzrost liczby bakterii w populacji, a nie wielkość poszczególnych bakterii..
Bakterie są organizmami prokariotycznymi, pozbawionymi jądra ani żadnego innego wewnątrzkomórkowego przedziału błoniastego. Są to jednokomórkowe, mikroskopijne organizmy, naturalnie rozmieszczone we wszystkich ekosystemach biosfery: w glebach, zbiornikach wodnych, zwierzętach, roślinach, grzybach itp..
W porównaniu z wieloma eukariotami, bakterie na ogół rozprzestrzeniają się znacznie szybciej, co może występować zarówno w naturalnym kontekście każdego gatunku, jak iw kontrolowanych środowiskach doświadczalnych (in vitro).
Indeks artykułów
Podobnie jak w przypadku pozostałych organizmów komórkowych, podział komórek u bakterii jest procesem zachodzącym pod ścisłą kontrolą, zarówno przestrzenną, jak i czasową, na który składają się:
- replikacja lub duplikacja DNA (materiału genetycznego)
- jego dystrybucja między dwiema przyszłymi komórkami potomnymi (przeciwne bieguny dzielącej się komórki)
- oddzielenie dwóch powstałych komórek dzięki utworzeniu „przegrody” lub środkowej ściany w dzielącej się komórce
W tych organizmach taki podział komórek nazywany jest rozszczepieniem binarnym i jest procesem, który prowadzi do wzrostu liczby osobników bakterii w populacji, czyli do wzrostu bakterii..
Ponieważ każda komórka podczas podziału musi powielać swój materiał genetyczny, a tym samym zwiększać swój rozmiar, oznacza to, że rozszczepienie binarne jest wydarzeniem aktywnym biochemicznie, które wymaga inwestycji energii, czyli reakcji syntezy i reakcji degradacji..
Wzrost populacji bakterii można przedstawić jako wzrost liczby komórek w funkcji czasu, a na tym wykresie przedstawiono krzywą zwaną „krzywą wzrostu bakterii”, w której wyróżnia się kilka faz, w których zachodzą różne charakterystyczne procesy..
Wielu autorów opisywało wzrost populacji bakterii jako proces wykładniczy lub geometryczny, ponieważ każdy cykl podziału (znany również jako pokolenie) powoduje, że z 1 początkowej komórki wyłania się 2, następnie 4 wyłaniają się z tych dwóch, następnie 8, potem 16 i tak dalej. na.
Czas niezbędny do powstania każdego z tych pokoleń jest zatem znany jako czas generowania lub czas podwojenia, który można łatwo obliczyć, który jest na ogół stały i prawie zawsze zależy od gatunku..
W celu E coli, Na przykład w przypadku jednego z organizmów modelowych wśród prokariotów czas podwojenia wynosi plus minus 20 minut, podczas gdy inne gatunki, takie jak Clostridium perfringens lub Prątek gruźlicy mają czasy podwajania wynoszące odpowiednio 10 minut i ponad 12 godzin.
Należy wspomnieć, że czas pokolenia, a co za tym idzie wzrost bakterii, może ulec zmianie w zależności od różnych czynników, o których będziemy mówić później..
Przez lata naukowcom udało się opisać zjawisko wzrostu bakterii metodami graficznymi i tak właśnie wyszła na jaw krzywa wzrostu bakterii..
Ta krzywa to nic innego jak wykres pokazujący wzrost liczby komórek w hodowli (wykreślony na skali logarytmicznej) w jednostce czasu, z którego uzyskuje się cenne informacje..
Ogólnie wszystkie bakterie wyhodowane eksperymentalnie in vitro które są zaopatrzone we wszystkie składniki odżywcze niezbędne do wzrostu, wykazują podobny wzorzec wzrostu, który można łatwo zaobserwować, wykreślając krzywą wzrostu.
Na tej krzywej wzrostu wyróżnia się kilka etapów lub faz, które są bardzo charakterystyczne i dla których mikrobiolodzy uzyskali wiarygodne biologiczne wyjaśnienia..
Jak już wspomnieliśmy, populacja bakterii rośnie wykładniczo, więc krzywe wzrostu są wykreślane w skali logarytmicznej..
Ponieważ zachowanie podczas wzrostu bakterii nie jest jednolite, to znaczy nie opisuje linii prostej zawsze rosnącej, w typowej krzywej wzrostu obserwuje się cztery fazy, które są znane jako:
- faza opóźnienia (opóźnienie)
- faza wykładnicza lub logarytmiczna (log)
- Faza stacjonarna
- upadek lub śmierć
Aby rozpocząć hodowlę bakterii, rozpoczyna się inokulum dla małych komórek. Po wprowadzeniu tego inokulum do kompletnej świeżej pożywki hodowlanej, to znaczy zawierającej wszystkie składniki odżywcze niezbędne do wzrostu danego gatunku bakterii, początkowo nie obserwuje się żadnych zmian w liczbie osobników..
Wykazano, że podczas tej fazy „utajenia”, w której nie ma wzrostu komórek, bakterie zwiększają swój rozmiar i są bardzo aktywne metabolicznie, ponieważ syntetyzują kwasy nukleinowe, białka, enzymy itp..
Czas trwania tej fazy w czasie zależy od pewnych wewnętrznych czynników populacji i niektórych czynników środowiskowych. Na przykład:
- początkowej wielkości inokulum
- poprzednich warunków środowiskowych inokulum
- czasu na zsyntetyzowanie elementów niezbędnych do podziału
Kiedy bakterie są gotowe do rozpoczęcia podziału, obserwuje się wykładniczy wzrost liczby komórek na jednostkę objętości na jednostkę czasu. Znajdują się zatem w fazie wykładniczej lub logarytmicznej krzywej.
Uważa się, że w tej fazie większość bakterii przechodzi binarne rozszczepienia ze stałą szybkością i to właśnie w tej fazie naukowcy obliczają czas podwojenia..
Podobnie jak wszystkie fazy wzrostu bakterii, faza wykładnicza lub logarytmiczna oraz czas podwojenia populacji zależą nie tylko od gatunku, ale także od tego, czy bakterie w pożywce hodowlanej znajdą wszystkie niezbędne składniki odżywcze i odpowiednie warunki do swojego wzrostu.
Wykładniczy wzrost bakterii nie jest nieskończony, a dzieje się tak, ponieważ pożywka hodowlana, która jest zamkniętym systemem wzrostu, prędzej czy później wyczerpuje się składniki odżywcze (bakterie zjadają wszystko).
Oprócz składników odżywczych wzrost liczby komórek w stałej objętości (wzrost stężenia komórek) jest również równoznaczny ze wzrostem stężenia metabolitów lub produktów przemiany materii, które mogą mieć hamujący wpływ na wzrost..
Większa liczba komórek w ograniczonej przestrzeni oznacza również, że ostatecznie nie będzie wystarczająco dużo miejsca dla większej liczby komórek, co powoduje zahamowanie wzrostu..
W tej fazie, zwanej fazą stacjonarną, niektóre komórki nadal się dzielą, ale inne zaczynają obumierać w podobnym tempie, więc krzywa się spłaszcza..
Po fazie stacjonarnej jest obserwowany jako danie Na krzywej wzrostu trwa faza śmierci lub upadku, w której bakterie zaczynają obumierać, a krzywa maleje.
Podczas fazy śmierci bakterie obumierają wykładniczo, więc uważa się, że jest to etap „odwrotny” niż faza wykładnicza.
Istnieje wiele czynników wpływających na rozwój bakterii, wiele z nich związanych jest ze środowiskiem, w którym rosną.
Jak wszystkie organizmy żywe, bakterie potrzebują pewnych „podstawowych” warunków do przetrwania, które wykraczają poza pożywienie. W ten sposób możemy wymienić niektóre z głównych czynników, które mogą zmieniać lub wpływać na wygląd krzywej wzrostu bakterii:
- skład podłoża uprawowego: pod względem źródeł węgla i pod względem podstawowych pierwiastków
- pH
- temperatura medium
- stężenie jonów i minerałów
- stężenie gazu
- dostępność wody
- liczba komórek
- obecność metabolitów
- obecność antybiotyków i innych substancji potencjalnie bakteriobójczych
Jeszcze bez komentarzy