Gebogen bacteriegroei, fasen, factoren

Hij Bacteriegroei Het is een complex proces dat veel biochemische reacties impliceert die resulteren in bacteriële celdeling. Als we het nauwkeuriger zouden moeten definiëren, zouden we zeggen dat het een toename is van het aantal bacteriën van een populatie, niet de grootte van elke individuele bacteriën.

Bacteriën zijn prokaryotische organismen, zonder kern of een ander intracellulair membranous compartiment. Het zijn eencellige, microscopische organismen, natuurlijk verdeeld in alle ecosystemen op de biosfeer: in bodems, water, dieren, planten, schimmels, enz.

Klebsiella pneumoniae -cultuur in MacConkey Agar

In vergelijking met veel eukaryoten, verspreiden bacteriën zich over het algemeen veel sneller, wat kan optreden in zowel de natuurlijke context van elke soort als in gecontroleerde experimentele omgevingen (In vitro)).

[TOC]

Hoe komt celdeling voor in bacteriën?

Net als in de rest van celorganismen is celdeling in bacteriën een proces dat optreedt onder strikte controle, zowel ruimtelijk als tijdelijk, dat omvat:

- DNA -replicatie of duplicatie (genetisch materiaal)

- De verdeling ervan tussen de twee toekomstige dochtercellen (tegenovergestelde polen van de cel die is verdeeld)

- De scheiding van de twee resulterende cellen dankzij de vorming van een "septa" of een gemiddelde muur in de cel die is verdeeld

In deze organismen staat een dergelijke celdeling bekend als binaire splijting en is het proces dat leidt tot de toename van het aantal bacteriële individuen in een populatie, dat wil zeggen bacteriegroei.

Aangezien elke cel tijdens de divisie zijn genetische materiaal moet verdubbelen en bijgevolg de grootte van zijn grootte moet vergroten, betekent dit dat binaire splijting een biochemisch actieve gebeurtenis is, die energie -investeringen verdient, dat wil zeggen reacties van synthese- en afbraakreacties.

De groei van een bacteriepopulatie kan grafisch zijn als de toename van het aantal cellen, afhankelijk van de tijd en die grafiek tekent een curve genaamd "bacteriegroeicurve", waarin verschillende fasen worden onderscheiden waar verschillende karakteristieke processen worden gegeven.

Bacteriegroeicurve

Illustratie van een bacterie

Veel auteurs hebben de groei van een bacteriepopulatie beschreven als een exponentieel of geometrisch proces, omdat elke divisiecyclus (ook bekend als generatie) die van 1 initiële cel ontstaat 2, nadat deze twee ontstaan ​​4, daarna 8, later 16 enzovoort.

Kan u van dienst zijn: Listeria monocytogenes

De noodzakelijke tijd voor elk van deze generaties is daarom bekend als de generatietijd of duplicatietijd, die gemakkelijk kan worden berekend, die over het algemeen constant en bijna altijd soortspecifiek is.

Voor EN. coli, Een van de modelorganismen tussen prokaryoten bijvoorbeeld, de duplicatietijd is ongeveer 20 minuten, terwijl andere soorten zoals Clostridium perfringens of Mycobacterium tuberculose Ze hebben duplicatietijden van respectievelijk 10 minuten en meer dan 12 uur.

Elektronische bacteriën Micrografie Escherichia coli

Het is belangrijk om te vermelden dat de generatietijd en daarom de bacteriegroei kunnen worden gewijzigd, afhankelijk van verschillende factoren, waarover we later zullen praten.

Wat is de bacteriële groeicurve?

Illustratie van een typische bacteriële groeicurve waarbij de fasen van latentie, exponentiële, stationaire en overlijden worden waargenomen in die volgorde

In de loop der jaren zijn wetenschappers erin geslaagd om het fenomeen van bacteriegroei te beschrijven met behulp van grafische methoden, en zo zag het het licht wat we vandaag kennen als de bacteriegroeicurve.

Deze curve is niets meer dan een grafiekshow.

Over het algemeen, alle experimenteel geteelde bacteriën In vitro waaraan alle benodigde voedingsstoffen worden voorzien om te groeien, vertonen een vergelijkbaar groeipatroon, dat gemakkelijk kan worden waargenomen wanneer de groeicurve afbeeldingen is.

In deze groeicurve worden verschillende fasen of fasen onderscheiden, die zeer karakteristiek zijn en waarvoor microbiologen plausibele biologische verklaringen hebben bereikt.

Bacteriële groeifasen

Fotografie van twee petri -platen met een in beslag genomen medium en een vaste bacteriële kweek (Wikiimage -afbeelding op www.Pixabay.com)

Zoals we al hebben vermeld, groeit een populatie bacteriën exponentieel, dus de groeicurven van de grafiek op logaritmische schaal.

Omdat het gedrag tijdens de bacteriegroei niet uniform is, dat wil zeggen, het beschrijft niet een rechte lijn die altijd in opkomst is, in een typische groeicurve worden vier fasen waargenomen, die bekend staan ​​als:

Kan u van dienst zijn: verwijdering

- lag -fase (Vertraging))

- exponentiële of logaritmische fase (aanroepen))

- Stationaire fase

- Weigering of doodfase

Latentie of fasefase Vertraging

Om een ​​bacteriekweek te starten, begint het bij een inoculum met kleine cellen. Wanneer dit inoculum wordt geïntroduceerd in een volledig fris kweekmedium, dat wil zeggen, met alle benodigde voedingsstoffen om te groeien tot de gegeven bacteriesoorten, worden aanvankelijk geen veranderingen in het aantal individuen waargenomen.

Er is aangetoond dat tijdens deze fase van "latentie", waarin er geen celgroei lijkt te zijn, bacteriën hun grootte verhogen en metabolisch zeer actief zijn, omdat ze nucleïnezuren, eiwitten en enzymen synthetiseren, enz.

De duur van deze fase in de tijd hangt af van enkele intrinsieke factoren van de populatie en sommige omgevingsfactoren. Bijvoorbeeld:

- Eerste inoculumgrootte

- van de eerdere omgevingscondities van het inoculum

- van tijd om de benodigde elementen voor divisie te synthetiseren

Exponentiële of logaritmische fase (aanroepen))

Wanneer bacteriën klaar zijn om te beginnen met het delen van een exponentiële toename van het aantal cellen per volume -eenheid per tijdseenheid. Zijn dan in de exponentiële of logaritmische fase van de curve.

Tijdens deze fase wordt geacht dat de meeste bacteriën binaire splijtingsgebeurtenissen doorlopen met een constante snelheid en het is in deze fase dat wetenschappers de duplicatietijd berekenen.

Zoals alle fasen van bacteriegroei, hangt de exponentiële of logaritmische fase en de duplicatietijd van een populatie niet alleen af ​​van de soort, maar ook dat bacteriën in het kweekmedium alle benodigde voedingsstoffen vinden en de juiste omstandigheden voor de groei ervan.

Stationaire fase

De exponentiële groei van bacteriën is niet oneindig en dit komt omdat het kweekmedium, dat een gesloten groeimogelijk is, vroeg of laat geen voedingsstoffen meer heeft (bacteriën consumeren alles).

Naast voedingsstoffen is een toename van het aantal cellen in een constant volume (verhoogde celconcentratie) ook synoniem met een toename van de concentratie van metabolieten of afvalproducten die remmende effecten kunnen hebben op de groei.

Het kan u van dienst zijn: Agaricus Campestris: kenmerken, habitat, reproductie, voeding

Een groter aantal cellen in een eindige ruimte impliceert ook dat er uiteindelijk niet voldoende ruimte zal zijn voor meer cellen, wat zich vertaalt in groeiremming.

In deze fase, de stationaire fase genoemd, blijven sommige cellen delen, maar anderen beginnen met een vergelijkbare snelheid te sterven, dus de curve is afgevlakt.

Weigering of doodfase

Na de stationaire fase, die wordt waargenomen als een gerecht In de groeicurve gaat de doods- of achteruitgangsfase door, waar bacteriën beginnen te sterven en de curve een achteruitgang lijdt.

Tijdens de doodfase sterven de bacteriën exponentieel, dus wordt het als een "omgekeerde" fase beschouwd dat de exponentiële fase.

Factoren die de bacteriegroei beïnvloeden

Er zijn tal van factoren die de bacteriegroei beïnvloeden, veel van hen die verband houden met het milieu waar ze groeien.

Zoals alle levende organismen hebben bacteriën bepaalde "basis" -omstandigheden nodig om te overleven, die verder gaan dan voedsel. Daarom kunnen we enkele van de belangrijkste factoren vermelden die het uiterlijk van een bacteriegroei -curve kunnen veranderen of beïnvloeden:

- De samenstelling van het kweekmedium: in termen van koolstofbronnen en in termen van essentiële elementen

- De pH

- de gemiddelde temperatuur

- De concentratie van ionen en mineralen

- De gaseconcentratie

- Beschikbaarheid van water

- De hoeveelheid cellen

- De aanwezigheid van metabolieten

- de aanwezigheid van antibiotica en andere potentieel bactericide stoffen

Referenties

1. Bramhill, D. (1997). Bacteriële celdeling. Jaaroverzicht van Cell and Developmental Biology, 13 (1), 395-424.
2. Monod, J. (1949). De groei van bacteriële culturen. Jaaroverzicht van Microbiology, 3 (1), 371-394.
3. Peper, ik. L., Gerba, c. P., Gentry, T. J., & Maier, r. M. (Eds.)). (2011). Microbiologieomgeving. Academische pers.
4. Vedyaykin, een. D., Ponomareva, E. V., Khodorkovskii, m. NAAR., Borchsenius, s. N., & Vishnyakov, ik. EN. (2019). Mechanismen van bacteriële celdeling. Microbiologie, 88 (3), 245-260.
5. Widdel, f. (2007). Theorie en meting van bacteriegroei. 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.