Что такое кривая роста бактерий? Основные характеристики

кривая роста бактерий это графическое изображение роста популяции бактерий с течением времени. Анализ того, как растут бактериальные культуры, очень важен для работы с этими микроорганизмами..

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

В период между 1960-ми и 1980-ми годами определение скорости роста бактерий было важным инструментом в различных дисциплинах, таких как микробная генетика, биохимия, молекулярная биология и микробная физиология..

В лаборатории бактерии обычно культивируют 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 клеток предсказуемо увеличивается, а затем уменьшается.

По мере роста населения в замкнутой системе, он следует схеме этапов, называемых кривой роста.

4 стадии роста бактерий

Данные периода роста бактерий обычно дают кривую с рядом четко определенных фаз: фаза адаптации (отставание), фаза экспоненциального роста (log), стационарная фаза и фаза смерти.

1- Фаза адаптации

Фаза адаптации, также известная как фаза отставания, является относительно плоским периодом на графике, в котором население, кажется, не растет или растет очень медленными темпами..

Рост задерживается главным образом потому, что инокулированным бактериальным клеткам требуется период времени для адаптации к новой среде..

В этот период клетки готовы размножаться; 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 периода задержки немного варьируется от одной популяции к другой.

2- Экспоненциальная фаза

В начале фазы экспоненциального роста все активности бактериальных клеток направлены на увеличение клеточной массы.

В этот период клетки продуцируют 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 число увеличивается на один и тот же процент в течение каждого интервала.

Продолжительность этого периода является переменной, она будет продолжаться до тех пор, пока в клетках есть питательные вещества и среда благоприятна.

Поскольку бактерии более чувствительны к антибиотикам и другим химическим веществам во 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 медленно растут.

Кривая выровнена, потому что уровень гибели клеток уравновешивает скорость размножения клеток.

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

Время пребывания клеток в стационарной фазе зависит от вида и условий окружающей среды..

Некоторые популяции организмов остаются в стационарной фазе в течение нескольких часов, тогда как другие остаются в течение нескольких дней..

4- Фаза смерти

По мере усиления ограничивающих факторов клетки начинают умирать с постоянной скоростью, буквально погибая в своих собственных отходах. Кривая теперь наклоняется, чтобы войти в фазу смерти.

Скорость, с которой наступает смерть, зависит от относительной устойчивости вида и степени токсичности условий, но обычно она медленнее, чем фаза экспоненциального роста..

В лаборатории охлаждение используется, чтобы задержать прогрессирование фазы гибели, чтобы посевы оставались жизнеспособными как можно дольше.

ссылки

1. Hall, B.G., Acar, H., Nandipati, A. & Barlow, M. (2013). Темпы роста - это просто. Молекулярная биология и эволюция, 31(1), 232-238.
2. Хогг С. (2005). Основная микробиология.
3. Нестер Е.В., Андерсон Д.Г., Робертс Е.С., Пирсолл Н.Н. и Нестер М.Т. (2004). Микробиология: человеческая перспектива (4-е изд.).
4. Таларо, К. П. и Таларо, А. (2002). Основы в микробиологии (4-е изд.).
5. Zwietering, M., Jongenburger, I., Rombouts, F. & Van Riet, K. (1990). Моделирование кривой роста бактерий. Прикладная и экологическая микробиология, 56(6), 1875-1881.