Zakrivený bakteriálny rast, fázy, faktory

On Bakteriálny rast Je to komplexný proces, ktorý znamená veľa biochemických reakcií, ktoré vedú k deleniu bakteriálnych buniek. Keby sme to museli presnejšie definovať, povedali by sme, že ide o zvýšenie počtu baktérií populácie, nie veľkosti každého jednotlivého baktérií.

Baktérie sú prokaryotické organizmy, ktoré nemajú jadro alebo akékoľvek iné intracelulárne membránové oddelenie. Sú to jednobunkové, mikroskopické organizmy, prirodzene distribuované vo všetkých ekosystémoch na biosfére: v pôdach, útvaroch vody, zvieratách, rastlinách, húb atď.

Klebsiella pneumoniae kultúra v agar MacConkey

V porovnaní s mnohými eukaryotmi sa baktérie vo všeobecnosti šíria oveľa rýchlejšie, čo sa môže vyskytnúť v prirodzenom kontexte každého druhu, ako aj v kontrolovaných experimentálnych prostrediach (In vitro).

[TOC]

Ako sa vyskytuje bunkové delenie v baktériách?

Rovnako ako v ostatných bunkových organizmoch, delenie buniek v baktériách je proces, ktorý sa vyskytuje pod prísnou kontrolou, priestorový aj dočasný, ktorý zahŕňa:

- Replikácia alebo duplikácia DNA (genetický materiál)

- Jeho distribúcia medzi dvoma budúcimi dcérskymi bunkami (opačné póly bunky, ktorá je rozdelená)

- Separácia dvoch výsledných buniek vďaka tvorbe „septy“ alebo priemernej steny v bunke, ktorá je rozdelená

V týchto organizmoch je takéto bunkové delenie známe ako binárne štiepenie a je to proces, ktorý vedie k zvýšeniu počtu bakteriálnych jedincov v populácii, tj k bakteriálnemu rastu.

Pretože každá bunka počas delenia musí zdvojnásobiť svoj genetický materiál a následne zvýšiť jeho veľkosť, znamená to, že binárne štiepenie je biochemicky aktívna udalosť, ktorá si zaslúži investíciu do energie, to znamená reakcie syntézy a degradačných reakcií.

Rast bakteriálnej populácie môže byť grafický, pretože zvýšenie počtu buniek v závislosti od času a že graf nakreslí krivku nazývanú „bakteriálna krivka rastu“, v ktorej sa niekoľko fáz rozlišuje, kde sa podávajú rôzne charakteristické procesy.

Krivka bakteriálneho rastu

Ilustrácia baktérie

Mnoho autorov opísalo rast bakteriálnej populácie ako exponenciálny alebo geometrický proces, pretože každý cyklus delenia (známy tiež ako generácia) spôsobuje, že cyklus 1 počiatočná bunka sa objaví 2 po týchto dvoch vznikajúcich 4, potom 8, neskôr 16 atď.

Môže vám slúžiť: Listeria monocytogenes

Je preto známy potrebný čas na vytvorenie každej z týchto generácií, ako čas generovania alebo čas duplikácie, ktorý sa dá ľahko vypočítať, čo je všeobecne konštantné a takmer vždy druhovo špecifické.

Pre A. coli, Napríklad jeden z modelových organizmov medzi prokaryotes, čas duplikácie je asi 20 minút, zatiaľ čo iné druhy ako napríklad Clostridium perfringens ani Tuberkulóza mycobacterium Majú duplicitné časy 10 minút a viac ako 12 hodín.

Elektronické baktérie mikrografia escherichia coli

Je dôležité spomenúť, že čas tvorby, a teda aj rast baktérií, sa dá zmeniť závislosť od rôznych faktorov, o ktorých budeme hovoriť neskôr.

Aká je krivka bakteriálneho rastu?

Ilustrácia typickej krivky rastu bakteriálneho rastu, kde sa v tomto poradí pozorujú fázy latencie, exponenciálneho, stacionárneho a smrti

V priebehu rokov sa vedcom podarilo opísať jav bakteriálneho rastu pomocou grafických metód, a tak to videlo svetlo, čo dnes poznáme ako krivku bakteriálneho rastu.

Táto krivka nie je nič viac ako grafová show.

Všeobecne platí, že všetky experimentálne pestované baktérie In vitro na ktoré sa poskytujú všetky potrebné živiny na rast, vykazujú podobný vzorec rastu, ktorý sa dá ľahko pozorovať, keď je rastová krivka grafika.

V tejto krivke rastu sa rozlišuje niekoľko štádií alebo fáz, ktoré sú veľmi charakteristické a pre ktoré mikrobiológovia dosiahli hodnoverné biologické vysvetlenia.

Fázy bakteriálneho rastu

Fotografie dvoch Petriho tanierov so zaisteným médiom a pevnou bakteriálnou kultúrou (obraz wikiimage na www.Pixabay.com)

Ako sme už spomenuli, populácia baktérií rastie exponenciálne, takže rastové krivky grafu v logaritmickej mierke.

Pretože správanie počas bakteriálneho rastu nie je jednotné, to znamená, že neopíše priamku vždy na vzostupe, v typickej rastovej krivke sa pozorujú štyri fázy, ktoré sú známe ako:

Môže vám slúžiť: odstránenie

- fáza oneskorenia (Zaostávať)

- exponenciálna alebo logaritmická fáza (protokol)

- Stacionárna fáza

- Fáza poklesu alebo úmrtia

Latencia alebo fáza Zaostávať

Na spustenie bakteriálnej kultúry začína od malého bunkového inokula. Ak sa toto inokulum zavádza v úplnom čerstvom kultivačnom médiu, to znamená, že so všetkými potrebnými živiny, ktoré rastú na daných bakteriálnych druhoch, spočiatku sa nepozorujú žiadne zmeny v počte jednotlivcov.

Ukázalo sa, že počas tejto fázy „latencie“, v ktorej sa zdá, že neexistuje bunkový rast, baktérie zvyšujú svoju veľkosť a sú metabolicky veľmi aktívne, pretože syntetizujú nukleové kyseliny, proteíny a enzýmy atď.

Trvanie tejto fázy v čase závisí od niektorých vnútorných faktorov populácie a niektorých environmentálnych faktorov. Napríklad:

- Počiatočná veľkosť inokula

- predchádzajúcich podmienok prostredia inokula

- času na syntézu potrebných prvkov pre rozdelenie

Exponenciálna alebo logaritmická fáza (protokol)

Keď sú baktérie pripravené na začatie delenia exponenciálneho zvýšenia počtu buniek na jednotku objemu na jednotku času. Sú teda v exponenciálnej alebo logaritmickej fáze krivky.

Počas tejto fázy sa predpokladá, že väčšina baktérií prechádza binárnymi štiepnymi udalosťami konštantnou rýchlosťou a v tejto fáze vedci vypočítajú čas duplikácie.

Rovnako ako všetky fázy bakteriálneho rastu, exponenciálna alebo logaritmická fáza a čas duplikácie populácie závisí nielen od druhu, ale aj od toho, že baktérie v kultivačnom médiu nachádzajú všetky potrebné živiny a vhodné podmienky pre jeho rast.

Stacionárna fáza

Exponenciálny rast baktérií nie je nekonečný a je to preto, že kultivačné médium, ktoré je uzavretým rastovým systémom, skôr alebo neskôr dôjde z živín (baktérie konzumujú všetko).

Okrem živín je zvýšenie počtu buniek v konštantnom objeme (zvýšená koncentrácia buniek) tiež synonymom so zvýšením koncentrácie metabolitov alebo odpadových produktov, ktoré môžu mať inhibičné účinky na rast.

Môže vám slúžiť: Agaricus Campestris: Charakteristiky, biotop, reprodukcia, výživa

Väčší počet buniek v konečnom priestore tiež naznačuje, že nakoniec nebude dostatok priestoru pre viac buniek, čo sa premieta do inhibície rastu.

V tejto fáze, nazývanej stacionárna fáza, sa niektoré bunky naďalej delia, ale iné začínajú zomrieť podobnou rýchlosťou, takže krivka je sploštená.

Fáza poklesu alebo úmrtia

Po stacionárnej fáze, ktorá sa pozoruje ako a misa V krivke rastu pokračuje fáza smrti alebo poklesu, kde baktérie začínajú zomrieť a krivka trpí poklesom.

Počas fázy úmrtia baktérie zomierajú exponenciálne, takže sa považuje za „spätnú“ fázu, že exponenciálna fáza.

Faktory, ktoré ovplyvňujú bakteriálny rast

Existuje mnoho faktorov, ktoré ovplyvňujú rast baktérií, z ktorých mnohé súvisia s prostredím, v ktorom rastú.

Rovnako ako všetky živé organizmy, aj baktérie potrebujú na prežitie určité „základné“ podmienky, ktoré idú nad rámec potravín. Môžeme teda uviesť uvedené niektoré z hlavných faktorov, ktoré môžu zmeniť alebo ovplyvniť vzhľad krivky rastu bakteriálneho rastu:

- Zloženie kultivačného média: Z hľadiska zdrojov uhlíka a z hľadiska základných prvkov

- PH

- stredná teplota

- Koncentrácia iónov a minerálov

- Koncentrácia plynu

- Dostupnosť

- Množstvo buniek

- Prítomnosť metabolitov

- prítomnosť antibiotík a iných potenciálne baktericídnych látok

Odkazy

1. Bramhill, D. (1997). Delenie bakteriálnych buniek. Ročný prehľad buniek a vývojovej biológie, 13 (1), 395-424.
2. Monod, J. (1949). Rast bakteriálnych kultúr. Ročný prehľad mikrobiológie, 3 (1), 371-394.
3. Korenie, i. L., Gerba, C. P., Gentry, t. J., & Maier, R. M. (Eds.). (2011). Mikrobiologické prostredie. Akademická tlač.
4. Vedyaykin, a. D., Ponomareva, e. Vložka., Khodorkovskii, m. Do., Borchsenius, s. N., & Visnyakov, i. A. (2019). Mechanizmy delenia bakteriálnych buniek. Microbiology, 88 (3), 245-260.
5. Widdel, f. (2007). Teória a meranie bakteriálneho rastu. Di dalam grundpraktikum mikrobiologie, 4 (11), 1-11.
6. Willey, J. M., Sherwood, L., & Wouretton, C. J. (2011). Prescottova mikrobiológia (zv. 7). New York: McGraw-Hill.