Що таке крива бактеріального росту? Основні характеристики

The крива росту бактерій це графічне зображення зростання бактеріальної популяції з плином часу. Аналіз того, як ростуть бактеріальні культури, має вирішальне значення для роботи з цими мікроорганізмами.

З цієї причини мікробіологи розробили інструменти, які дозволяють їм краще зрозуміти своє зростання.

У період з 1960-х до 1980-х рр. Визначення швидкості росту бактерій було важливим інструментом в різних дисциплінах, таких як мікробна генетика, біохімія, молекулярна біологія і мікробна фізіологія.

У лабораторії бактерії зазвичай культивують у поживному бульйоні, що міститься в трубці або на агаровій пластині.

Ці культури вважаються закритими системами, оскільки поживні речовини не відновлюються, а відходи не усуваються.

В цих умовах популяція клітин збільшується в кількості, що прогнозується, а потім зменшується.

Оскільки популяція в закритій системі зростає, вона слідує за етапом, який називається кривою зростання.

4 стадії бактеріального росту

Дані періоду росту бактерій зазвичай дають криву з серією чітко визначених фаз: фаза адаптації (лаг), експоненційна фаза росту (log), стаціонарна фаза і фаза смерті.

1- Фаза адаптації

Фаза адаптації, також відома як лаг лаг, є відносно рівним періодом на графіку, в якому населення, здається, не зростає або зростає дуже повільно.

Зростання затримується головним чином тому, що інокульовані бактеріальні клітини потребують періоду часу для адаптації до нового середовища.

У цей період клітини готуються до множення; це означає, що вони повинні синтезувати молекули, необхідні для здійснення цього процесу.

Протягом цього періоду затримуються ферменти, рибосоми і нуклеїнові кислоти, необхідні для росту; енергія також генерується у вигляді АТФ. Тривалість періоду затримки дещо відрізняється від однієї популяції до іншої.

2- Експоненціальна фаза

На початку експоненційної фази росту всі дії бактеріальних клітин спрямовані на збільшення клітинної маси.

У цей період клітини продукують такі сполуки, як амінокислоти і нуклеотиди, відповідні будівельні блоки білків і нуклеїнових кислот.

Під час експоненційної або логарифмічної фази клітини діляться з постійною швидкістю, а їх кількість збільшується на один і той же відсоток протягом кожного інтервалу.

Тривалість цього періоду є змінною, вона буде продовжуватися до тих пір, поки клітини мають поживні речовини, і навколишнє середовище є сприятливим.

Оскільки бактерії більш чутливі до антибіотиків та інших хімічних речовин протягом цього часу активного розмноження, експоненціальна фаза дуже важлива з медичної точки зору.

3- Стаціонарна фаза

У стаціонарній фазі популяція входить в режим виживання, в якому клітини припиняють зростати або повільно рости.

Крива вирівнюється, оскільки коефіцієнт смертності клітин врівноважує швидкість множення клітин.

Зниження швидкості росту зумовлено виснаженням поживних речовин і кисню, виведенням органічних кислот та інших біохімічних забруднень у середовище росту, а також більш високою щільністю клітин (конкуренція)..

Час, коли клітини залишаються в стаціонарній фазі, змінюється залежно від виду і умов навколишнього середовища.

Деякі популяції організмів залишаються в стаціонарній фазі протягом декількох годин, інші - протягом декількох днів.

4 - Фаза смерті

У міру посилення обмежувальних факторів клітини починають гинути з постійною швидкістю, буквально гинуть у власних відходах. Крива тепер нахиляється, щоб увійти у фазу смерті.

Швидкість, з якою настає смерть, залежить від відносної стійкості виду і того, наскільки токсичними є умови, але воно, як правило, повільніше, ніж експоненційна фаза росту..

В лабораторії охолодження використовується для затримки прогресу фази смерті, так що культури залишаються життєздатними якомога довше..

Список літератури

1. Hall, B.G., Acar, H., Nandipati, A., & Barlow, M. (2013). Темпи зростання зробили легким. Молекулярна біологія та еволюція, 31(1), 232-238.
2. Hogg, S. (2005). Суттєва мікробіологія.
3. Nester, E.W., Anderson, D.G., Roberts, E.C., Pearsall, N.N., & Nester, M.T. (2004). Мікробіологія: людська перспектива (4-е изд.).
4. Таларо, К. П., & Таларо, А. (2002). Основи мікробіології (4-е изд.).
5. Zwietering, М., Jongenburger, I., Rombouts, F., & Van Riet, K. (1990). Моделювання кривої бактеріального росту. Прикладна та екологічна мікробіологія, 56(6), 1875-1881.