КРИВАЯ РОСТА БАКТЕРИЙ: ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ - БИОЛОГИЯ - 2025

Кривой рост бактерий представляет собой графическое представление роста бактериальной популяции с течением времени. Чтобы иметь возможность работать с этими микроорганизмами, крайне важно проанализировать, как растут бактериальные культуры.

По этой причине микробиологи разработали инструменты, которые позволяют им лучше понять его рост.

В период с 1960-х по 1980-е годы определение скорости роста бактерий было важным инструментом в различных дисциплинах, включая микробную генетику, биохимию, молекулярную биологию и физиологию микробов.

В лаборатории бактерии обычно выращивают в питательном бульоне, содержащемся в пробирке или на чашке с агаром.

Эти культуры считаются закрытыми системами, поскольку питательные вещества не обновляются, а отходы не удаляются.

В этих условиях численность популяции клеток предсказуемо увеличивается, а затем уменьшается.

По мере того, как население закрытой системы растет, он следует по схеме стадий, называемой кривой роста.

4 стадии роста бактерий

Данные о периоде роста бактерий обычно образуют кривую с рядом четко определенных фаз: фаза адаптации (лаг), фаза экспоненциального роста (логарифм), стационарная фаза и фаза смерти.

1- Фаза адаптации

Фаза адаптации, также известная как фаза задержки, представляет собой относительно ровный период на графике, в течение которого популяция не растет или растет очень медленно.

Рост задерживается главным образом потому, что инокулированным бактериальным клеткам требуется время, чтобы адаптироваться к новой среде.

В этот период клетки готовятся к размножению; Это означает, что они должны синтезировать молекулы, необходимые для осуществления этого процесса.

В течение этого периода задержки синтезируются ферменты, рибосомы и нуклеиновые кислоты, необходимые для роста; энергия также генерируется в форме АТФ. Продолжительность лаг-периода несколько варьируется от одной популяции к другой.

2- Экспоненциальная фаза

В начале фазы экспоненциального роста вся активность бактериальных клеток направлена ​​на увеличение клеточной массы.

В этот период клетки производят такие соединения, как аминокислоты и нуклеотиды, соответствующие строительные блоки белков и нуклеиновых кислот.

Во время экспоненциальной или логарифмической фазы клетки делятся с постоянной скоростью, и их количество увеличивается на один и тот же процент в течение каждого интервала.

Продолжительность этого периода варьируется, он будет продолжаться до тех пор, пока в клетках есть питательные вещества и окружающая среда благоприятная.

Поскольку бактерии более восприимчивы к антибиотикам и другим химическим веществам в это время активного размножения, экспоненциальная фаза очень важна с медицинской точки зрения.

3- стационарная фаза

В стационарной фазе популяция переходит в режим выживания, при котором клетки перестают расти или растут медленно.

Кривая выравнивается, потому что скорость гибели клеток уравновешивает скорость размножения клеток.

Снижение скорости роста вызвано истощением питательных веществ и кислорода, экскрецией органических кислот и других биохимических загрязнителей в питательной среде и более высокой плотностью клеток (конкуренция).

Продолжительность времени, в течение которого клетки остаются в стационарной фазе, варьируется в зависимости от вида и условий окружающей среды.

Некоторые популяции организмов остаются в стационарной фазе в течение нескольких часов, а другие - в течение нескольких дней.

4- Фаза смерти

По мере усиления ограничивающих факторов клетки начинают умирать с постоянной скоростью, буквально погибая с собственными отходами. Теперь кривая наклоняется вниз, чтобы перейти в фазу смерти.

Скорость, с которой наступает смерть, зависит от относительной выносливости вида и токсичности условий, но, как правило, медленнее, чем в фазе экспоненциального роста.

В лаборатории охлаждение используется, чтобы задержать прогрессирование фазы смерти, чтобы культуры оставались жизнеспособными как можно дольше.

Ссылки

1. Холл, Б.Г., Акар, Х., Нандипати, А., и Барлоу, М. (2013). Темпы роста стали проще. Молекулярная биология и эволюция, 31 (1), 232–238.
2. Хогг, С. (2005). Основы микробиологии.
3. Нестер, EW, Андерсон, Д.Г., Робертс, EC, Pearsall, NN, & Nester, MT (2004). Микробиология: взгляд человека (4-е изд.).
4. Таларо, КП, и Таларо, А. (2002). Основы микробиологии (4-е изд.).
5. Цвитеринг, М., Йонгенбургер, И., Ромбоут, Ф., и Ван Рит, К. (1990). Моделирование кривой роста бактерий. Прикладная и экологическая микробиология, 56 (6), 1875–1881.