Jaká je bakteriální růstová křivka? Hlavní charakteristiky



křivka bakteriálního růstu jedná se o grafické znázornění růstu bakteriální populace v čase. Analýza toho, jak rostou bakteriální kultury, má zásadní význam pro to, abychom mohli pracovat s těmito mikroorganismy.

Z tohoto důvodu mikrobiologové vyvinuli nástroje, které jim umožní lépe porozumět jejich růstu.

Mezi šedesátými a osmdesátými léty bylo určování rychlosti růstu bakterií důležitým nástrojem v různých oborech, jako je mikrobiální genetika, biochemie, molekulární biologie a mikrobiální fyziologie..

V laboratoři se bakterie obvykle kultivují v živné půdě obsažené v zkumavce nebo na agarové plotně.

Tyto plodiny jsou považovány za uzavřené systémy, protože živiny nejsou obnovovány a odpadní produkty nejsou eliminovány.

Za těchto podmínek se počet buněk předvídatelně zvyšuje a pak klesá.

Jak populace v uzavřeném systému roste, následuje vzor stupňů zvaných růstová křivka.

Čtyři stupně růstu bakterií

Data období růstu bakterií typicky produkují křivku s řadou dobře definovaných fází: adaptační fáze (lag), exponenciální růstová fáze (log), stacionární fáze a fáze smrti.

1- Adaptační fáze

Adaptační fáze, známá také jako fáze zpoždění, je v grafu poměrně plochým obdobím, ve kterém se zdá, že populace neroste nebo roste velmi pomalým tempem..

Růst je zpožděn hlavně proto, že inokulované bakteriální buňky vyžadují určitou dobu, aby se přizpůsobily novému prostředí.

V tomto období jsou buňky připraveny množit; to znamená, že musí syntetizovat molekuly nezbytné k provedení tohoto procesu.

Během této doby se syntetizují enzymy zpožděné, ribozomy a nukleové kyseliny nezbytné pro růst; energie je také generována ve formě ATP. Délka zpoždění se mírně liší od jedné populace k druhé.

2- Exponenciální fáze

Na začátku exponenciální fáze růstu jsou všechny aktivity bakteriálních buněk zaměřeny na zvýšení buněčné hmoty.

V tomto období buňky produkují sloučeniny, jako jsou aminokyseliny a nukleotidy, příslušné stavební bloky proteinů a nukleových kyselin.

Během exponenciální nebo logaritmické fáze se buňky dělí konstantní rychlostí a jejich počet se zvyšuje v každém intervalu o stejné procento..

Doba trvání tohoto období je variabilní, bude pokračovat, dokud budou buňky živiny a prostředí příznivé.

Protože bakterie jsou během této doby aktivního multiplikace citlivější na antibiotika a jiné chemikálie, exponenciální fáze je z lékařského hlediska velmi důležitá..

3 - Stacionární fáze

Ve stacionární fázi populace vstupuje do režimu přežití, ve kterém buňky přestávají růst nebo pomalu rostou.

Křivka je vyrovnána, protože míra buněčné smrti vyrovnává rychlost množení buněk.

Snížení rychlosti růstu je způsobeno vyčerpáním živin a kyslíku, vylučováním organických kyselin a dalších biochemických kontaminantů v růstovém médiu a vyšší hustotou buněk (konkurence)..

Doba, po kterou buňky zůstávají ve stacionární fázi, se mění podle druhu a podmínek prostředí.

Některé populace organismů zůstávají ve stacionární fázi po dobu několika hodin, zatímco jiné zůstávají několik dní.

4- Fáze smrti

Jak se omezující faktory zintenzívňují, buňky začnou umírat konstantní rychlostí, doslova zahynou ve vlastním odpadu. Křivka se nyní nakloní dolů, aby vstoupila do fáze smrti.

Rychlost, s jakou se smrt vyskytuje, závisí na relativním odporu druhu a na tom, jak toxické jsou podmínky, ale obecně je pomalejší než exponenciální fáze růstu..

V laboratoři se chlazení používá k oddálení progrese fáze smrti, takže plodiny zůstávají životaschopné co nejdéle.

Odkazy

  1. Hall, B. G., Acar, H., Nandipati, A., & Barlow, M. (2013). Rychlosti růstu snadno a rychle. Molekulární biologie a evoluce, 31(1), 232-238.
  2. Hogg, S. (2005). Základní mikrobiologie.
  3. Nester, E.W., Anderson, D.G., Roberts, E.C., Pearsall, N.N., & Nester, M.T. (2004). Mikrobiologie: Lidská perspektiva (4. vydání).
  4. Talaro, K. P., & Talaro, A. (2002). Základy mikrobiologie (4. vydání).
  5. Zwietering, M., Jongenburger, I., Rombouts, F., & Van Riet, K. (1990). Modelování bakteriální růstové křivky. Aplikovaná a environmentální mikrobiologie, 56(6), 1875-1881.