КРИВА НА РАСТЕЖ НА БАКТЕРИИТЕ: ОСНОВНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ - БИОЛОГИЯ - 2025

На кривата бактериалния растеж е графично представяне на растежа на бактериалната популация с течение на времето. Анализът на растежа на бактериалните култури е от решаващо значение за работата с тези микроорганизми.

Поради тази причина микробиолозите са разработили инструменти, които им позволяват да разберат по-добре нейния растеж.

Между 60-те и 80-те години определянето на темповете на растеж на бактериите е важен инструмент в различни дисциплини, като микробна генетика, биохимия, молекулярна биология и микробна физиология.

В лабораторията бактериите обикновено се отглеждат в хранителен бульон, съдържащ се в епруветка или в плоча с агар.

Тези култури се считат за затворени системи, тъй като хранителните вещества не се подновяват и отпадъчните продукти не се отстраняват.

При тези условия популацията на клетките предвидимо нараства на брой и след това намалява.

Тъй като популацията в затворена система нараства, тя следва модел на етапи, наречени крива на растеж.

Четирите етапа на растеж на бактериите

Данните за периода на растеж на бактериите обикновено произвеждат крива с поредица от добре дефинирани фази: фаза на адаптация (изоставане), фаза на експоненциален растеж (log), стационарна фаза и фаза на смърт.

1- Фаза на адаптация

Фазата на адаптиране, известна още като изоставаща фаза, е сравнително плосък период на графиката, в който изглежда, че популацията не расте или расте с много бавни темпове.

Растежът се забавя главно поради факта, че на инокулираните бактериални клетки е необходим период от време, за да се адаптират към новата среда.

В този период клетките се подготвят да се размножават; Това означава, че те трябва да синтезират молекулите, необходими за осъществяването на този процес.

През този период на забавяне се синтезират ензими, рибозоми и нуклеинови киселини, необходими за растежа; енергия също се генерира под формата на АТФ. Продължителността на изоставащия период варира донякъде от една популация до друга.

2- Експоненциална фаза

В началото на фазата на експоненциален растеж всички дейности на бактериалните клетки са насочени към увеличаване на клетъчната маса.

През този период клетките произвеждат съединения като аминокиселини и нуклеотиди, съответните градивни елементи на протеини и нуклеинови киселини.

По време на експоненциалната или логаритмична фаза клетките се делят с постоянна скорост и броят им се увеличава със същия процент по време на всеки интервал.

Продължителността на този период е променлива, тя ще продължи, докато клетките имат хранителни вещества и околната среда е благоприятна.

Тъй като бактериите са по-податливи на антибиотици и други химикали през това време на активно размножаване, експоненциалната фаза е много важна от медицинска гледна точка.

3- стационарна фаза

В стационарна фаза популацията преминава в режим на оцеляване, при който клетките спират да растат или растат бавно.

Кривата изравнява, защото скоростта на смъртта на клетките балансира скоростта на умножение на клетките.

Намаляването на скоростта на растеж се причинява от изчерпване на хранителни вещества и кислород, отделяне на органични киселини и други биохимични замърсители в растежната среда и по-висока плътност на клетките (конкуренция).

Продължителността на времето клетките да останат в стационарна фаза варира в зависимост от вида и условията на околната среда.

Някои популации на организмите остават в неподвижна фаза за няколко часа, докато други остават с дни.

4- Фаза на смъртта

С увеличаване на ограничаващите фактори клетките започват да умират с постоянна скорост, буквално загиват в собствените си отпадъци. Кривата сега се наклонява надолу, за да влезе във фазата на смъртта.

Скоростта, с която настъпва смъртта, зависи от относителната издръжливост на вида и колко токсични са условията, но като цяло е по-бавна от фазата на експоненциален растеж.

В лабораторията се използва охлаждане, за да се забави прогресията на смъртната фаза, така че културите да останат жизнеспособни толкова дълго, колкото е възможно.

Препратки

1. Hall, BG, Acar, H., Nandipati, A., & Barlow, M. (2013). Тарифите за растеж стана лесно. Молекулярна биология и еволюция, 31 (1), 232-238.
2. Hogg, S. (2005). Основна микробиология.
3. Nester, EW, Anderson, DG, Roberts, EC, Pearsall, NN, и Nester, MT (2004). Микробиология: човешка перспектива (4-то изд.).
4. Talaro, KP, & Talaro, A. (2002). Основи в микробиологията (4-то изд.).
5. Zwietering, M., Jongenburger, I., Rombouts, F., & Van Riet, K. (1990). Моделиране на кривата на растеж на бактериите. Приложна и екологична микробиология, 56 (6), 1875–1881.