Krökt bakterietillväxt, faser, faktorer

han Bakterietillväxt Det är en komplex process som innebär många biokemiska reaktioner som resulterar i bakteriecelldelning. Om vi ​​var tvungna att definiera det mer exakt, skulle vi säga att det är en ökning av antalet bakterier i en befolkning, inte storleken på varje enskilda bakterier.

Bakterier är prokaryota organismer, saknar kärna eller något annat intracellulärt membranfack. De är encelliga, mikroskopiska organismer, naturligt distribuerade i alla ekosystem på biosfären: i jord, vattendrag, djur, växter, svampar, etc.

Klebsiella pneumoniae -kultur i MacConkey Agar

Jämfört med många eukaryoter sprids bakterier i allmänhet mycket snabbare, vilket kan förekomma både i det naturliga sammanhanget för varje art och i kontrollerade experimentella miljöer (In vitro).

[TOC]

Hur förekommer celldelning i bakterier?

Liksom i resten av cellorganismer är celldelning i bakterier en process som sker under strikt kontroll, både rumslig och temporär, vilket inkluderar:

- DNA -replikering eller duplicering (genetiskt material)

- Fördelningen mellan de två framtida dottercellerna (motsatta poler i cellen som är uppdelad)

- separationen av de två resulterande cellerna tack vare bildandet av en "septa" eller en genomsnittlig vägg i cellen som är uppdelad

I dessa organismer är sådan celldelning känd som binär klyvning och är processen som leder till ökningen av antalet bakteriella individer i en population, det vill säga till bakterietillväxt.

Eftersom varje cell under divisionen måste fördubbla sitt genetiska material och följaktligen öka sin storlek, innebär detta att binär fission är en biokemiskt aktiv händelse, som förtjänar energiinvesteringar, det vill säga reaktioner på syntes och nedbrytningsreaktioner.

Tillväxten av en bakteriepopulation kan vara grafisk eftersom ökningen i antalet celler beroende på tid och den grafen drar en kurva som kallas "bakterietillväxtkurva", där flera faser skiljer sig där olika karakteristiska processer ges.

Bakterietillväxtkurva

Illustration av en bakterie

Många författare har beskrivit tillväxten av en bakteriepopulation som en exponentiell eller geometrisk process, eftersom varje divisionscykel (även känd som generation) gör att 1 initial cell uppstår 2, efter att dessa två uppstår 4, då 8, senare 16 och så vidare.

Kan tjäna dig: Listeria monocytogenes

Den nödvändiga tiden för var och en av dessa generationer som ska bildas är därför känd som genereringstiden eller dupliceringstiden, som lätt kan beräknas, vilket i allmänhet är konstant och nästan alltid artsspecifik.

För OCH. coli, Till exempel är en av modellorganismerna bland prokaryoter, dupliceringstiden är cirka 20 minuter, medan andra arter som Clostridium perfringens antingen Mycobacterium tuberculosis De har dupliceringstider på 10 minuter respektive mer än 12 timmar.

Elektroniska bakterier mikrografi Escherichia coli

Det är viktigt att nämna att genereringstiden och därför bakterietillväxten kan förändras beroende av olika faktorer, som vi kommer att prata om senare.

Vad är bakterietillväxtkurvan?

Illustration av en typisk bakterietillväxtkurva där faserna av latens, exponentiell, stationär och död observeras i den ordningen

Under åren har forskare lyckats beskriva fenomenet bakterietillväxt med hjälp av grafiska metoder, och det är så det såg ljuset vad vi vet idag som bakterietillväxtkurvan.

Denna kurva är inget annat än en grafshow.

Generellt sett, alla experimentellt odlade bakterier In vitro som alla nödvändiga näringsämnen tillhandahålls för att växa uppvisar ett liknande tillväxtmönster, som lätt kan observeras när tillväxtkurvan är grafik.

I denna tillväxtkurva skiljer sig flera steg eller faser, som är mycket karakteristiska och för vilka mikrobiologer har uppnått troliga biologiska förklaringar.

Bakterietillväxtfaser

Fotografi av två petriskylor med ett beslagt medium och en solid bakteriekultur (Wikiimage -bild på www.Pixabay.com)

Som vi redan har nämnt växer en population av bakterier exponentiellt, så tillväxtkurvorna för graf på logaritmisk skala.

Eftersom beteendet under bakterietillväxt inte är enhetligt, det vill säga det beskriver inte en rak linje alltid på väg upp, i en typisk tillväxtkurva observeras fyra faser, som är kända som:

Kan tjäna dig: borttagning

- fördröjningsfas (Eftersläpning)

- exponentiell eller logaritmisk fas (logga)

- Stationär fas

- Nedgång eller dödsfas

Latens eller fasfas Eftersläpning

För att starta en bakteriekultur börjar den från en liten cellinokulum. När denna inokulum introduceras i ett fullständigt färskt odlingsmedium, det vill säga med alla nödvändiga näringsämnen för att växa till de givna bakteriearterna, är initialt inga förändringar i antalet individer observeras.

Det har visats att under denna fas av "latens", där det verkar finnas någon celltillväxt, ökar bakterier sin storlek och är metaboliskt mycket aktiva, eftersom de syntetiserar nukleinsyror, proteiner och enzymer, etc.

Varaktigheten för denna fas i tiden beror på vissa inneboende faktorer hos befolkningen och vissa miljöfaktorer. Till exempel:

- Initial ympstorlek

- av de tidigare miljöförhållandena i ympningen

- av tid att syntetisera de nödvändiga elementen för uppdelning

Exponentiell eller logaritmisk fas (logga)

När bakterier är redo att börja dela en exponentiell ökning av antalet celler per enhetsvolym per tidsenhet. Är då i den exponentiella eller logaritmiska fasen av kurvan.

Under denna fas anses det att de flesta av bakterierna går igenom binära fissionhändelser med konstant hastighet och det är i denna fas som forskare beräknar dupliceringstiden.

Liksom alla faser av bakterietillväxt beror den exponentiella eller logaritmiska fasen och dupliceringstiden för en befolkning inte bara på arten, utan också att bakterier i odlingsmediet finner alla nödvändiga näringsämnen och lämpliga förhållanden för dess tillväxt.

Stationär fas

Den exponentiella tillväxten av bakterier är inte oändlig och det beror på att odlingsmediet, som är ett stängt tillväxtsystem, förr eller senare slutar på näringsämnen (bakterier konsumerar allt).

Förutom näringsämnen är en ökning av antalet celler i en konstant volym (ökad cellkoncentration) också synonymt med en ökning av koncentrationen av metaboliter eller avfallsprodukter som kan ha hämmande effekter på tillväxt.

Det kan tjäna dig: Agaricus campestris: egenskaper, livsmiljö, reproduktion, näring

Ett större antal celler i ett ändligt utrymme innebär också att det så småningom inte kommer att finnas tillräckligt med utrymme för fler celler, vilket innebär tillväxtinhibering.

I denna fas, kallad stationär fas, fortsätter vissa celler att dela, men andra börjar dö i liknande hastighet, så kurvan är plattad.

Nedgång eller dödsfas

Efter den stationära fasen, som observeras som en maträtt I tillväxtkurvan fortsätter döds- eller nedgångsfasen, där bakterier börjar dö och kurvan lider av en nedgång.

Under dödsfasen dör bakterierna exponentiellt, så det betraktas som ett "omvänd" stadium som den exponentiella fasen.

Faktorer som påverkar bakterietillväxt

Det finns många faktorer som påverkar bakterietillväxt, många av dem relaterade till miljön där de växer.

Liksom alla levande organismer behöver bakterier vissa "grundläggande" förhållanden för att överleva, som går utöver mat. Således kan vi lista några av de viktigaste faktorerna som kan förändra eller påverka utseendet på en bakterietillväxtkurva:

- Kulturmediet: i termer av kolkällor och när det gäller väsentliga element

- PH

- mediumtemperaturen

- Koncentrationen av joner och mineraler

- Gaskoncentrationen

- Vattentillgänglighet

- Mängden celler

- Närvaron av metaboliter

- Närvaron av antibiotika och andra potentiellt bakteriedödande ämnen

Referenser

1. Bramhill, D. (1997). Bakteriecelldivision. Årlig översyn av cell- och utvecklingsbiologi, 13 (1), 395-424.
2. Monod, J. (1949). Tillväxten av bakteriekulturer. Årlig översyn av mikrobiologi, 3 (1), 371-394.
3. Peppar, jag. L., Gerba, c. P., Gentry, T. J., & Maier, r. M. (Eds.). (2011). Mikrobiologi. Akademisk press.
4. Vedyaykin, a. D., Ponomareva, E. V., Khodorkovskii, m. TILL., Borchsenius, s. N., & Vishnyakov, jag. OCH. (2019). Mekanismer för bakteriecelldelning. Microbiology, 88 (3), 245-260.
5. Widdel, f. (2007). Teori och mätning av bakterietillväxt. Di Dalam Grundpraktikum Mikrobiologie, 4 (11), 1-11.
6. Willey, J. M., Sherwood, L., & Wouretton, c. J. (2011). Prescott's Microbiology (Vol. 7). New York: McGraw-Hill.