Gebogenes Bakterienwachstum, Phasen, Faktoren

Er Bakterielles Wachstum Es ist ein komplexer Prozess, der viele biochemische Reaktionen impliziert, die zur Aufteilung der Bakterienzellen führt. Wenn wir es genauer definieren müssten, würden wir sagen, dass dies eine Zunahme der Anzahl der Bakterien einer Population ist, nicht die Größe jeder einzelnen Bakterien.

Bakterien sind prokaryotische Organismen, die keinen Kern oder andere intrazelluläre membranöse Kompartiment. Sie sind einzellige, mikroskopische Organismen, die in allen Ökosystemen auf der Biosphäre natürlich verteilt sind: in Böden, Körpern von Wasser, Tieren, Pflanzen, Pilzen usw.

Klebsiella pneumoniae Kultur in MacConkey Agar

Im Vergleich zu vielen Eukaryoten verbreiten sich Bakterien im Allgemeinen viel schneller, was sowohl im natürlichen Kontext jeder Art als auch in kontrollierten experimentellen Umgebungen auftreten kann (In vitro).

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Wie tritt die Zellteilung in Bakterien auf?

Wie im Rest von Zellorganismen ist die Zellteilung in Bakterien ein Prozess, der unter strikter Kontrolle sowohl räumlich als auch zeitlich auftritt, einschließlich:

- DNA -Replikation oder Duplikation (genetisches Material)

- seine Verteilung zwischen den beiden zukünftigen Tochterzellen (gegenüberliegende Pole der Zelle, die geteilt wird)

- Die Trennung der beiden resultierenden Zellen dank der Bildung einer „Septa“ oder einer durchschnittlichen Wand in der Zelle, die geteilt wird

In diesen Organismen wird eine solche Zellteilung als binäre Spaltung bezeichnet und ist der Prozess, der zu einer Zunahme der Anzahl der bakteriellen Personen in einer Population führt, dh zum bakteriellen Wachstum.

Da jede Zelle während der Teilung ihr genetisches Material verdoppeln muss und folglich ihre Größe erhöht, bedeutet dies, dass binäre Spaltung ein biochemisch aktives Ereignis ist, das Energieinvestitionen verdient, dh Reaktionen von Synthese und Abbaureaktionen.

Das Wachstum einer Bakterienpopulation kann grafisch sein, da die Zunahme der Anzahl der Zellen in Abhängigkeit von der Zeit und dieses Diagramm eine Kurve bezeichnet.

Bakterienwachstumskurve

Illustration eines Bakteriums

Viele Autoren haben das Wachstum einer Bakterienpopulation als exponentielles oder geometrischer Prozess beschrieben, da jeder Teilungszyklus (auch als Generation bezeichnet) die von 1 anfänglichen Zelle enthält 2, nachdem diese beiden 4, dann 8, später 16 und so weiter erfolgt.

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Die notwendige Zeit für jede dieser Generationen, die gebildet werden müssen, ist daher als Erzeugungszeit oder Duplizierungszeit bekannt.

Für UND. coli, Zum Beispiel ist einer der Modellorganismen unter Prokaryoten, die Doppelarbeitszeit etwa 20 Minuten, während andere Arten wie Clostridium Perflingens entweder Mycobacterium tuberculosis Sie haben Doppelzeiten von 10 Minuten bzw. mehr als 12 Stunden.

Elektronische Bakterienmikrographie Escherichia coli

Es ist wichtig zu erwähnen, dass die Erzeugungszeit und damit das Bakterienwachstum verändert werden können.

Was ist die Bakterienwachstumskurve?

Illustration einer typischen bakteriellen Wachstumskurve, in der die Phasen der Latenz-, Exponential-, Stationär- und Todesphasen in dieser Reihenfolge beobachtet werden

Im Laufe der Jahre haben Wissenschaftler es geschafft, das Phänomen des Bakterienwachstums anhand grafischer Methoden zu beschreiben, und so sah es das Licht, das wir heute als Bakterienwachstumskurve kennen.

Diese Kurve ist nichts anderes als eine Diagrammshow.

Im Allgemeinen alle experimentell angebauten Bakterien In vitro Zu denen alle notwendigen Nährstoffe angeboten werden, die wachsen.

In dieser Wachstumskurve werden mehrere Stadien oder Phasen unterschieden, die sehr charakteristisch sind und für die Mikrobiologen plausible biologische Erklärungen erzielt haben.

Bakterienwachstumsphasen

Fotografie von zwei Petrischplatten mit einem beschlagnahmten Medium und einer festen Bakterienkultur (Wikiimage -Bild auf www.Pixabay.com)

Wie wir bereits erwähnt haben, wächst eine Population von Bakterien exponentiell, so.

Da das Verhalten während des Bakterienwachstums nicht einheitlich ist, dh es beschreibt nicht eine geraden Linie, die immer steigt, in einer typischen Wachstumskurve werden vier Phasen beobachtet, die bezeichnet werden als:

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- Verzögerungsphase (Verzögerung)

- exponentielle oder logarithmische Phase (Protokoll)

- Stationäre Phase

- Niedergangs- oder Todsphase

Latenz- oder Phasenphase Verzögerung

Um eine Bakterienkultur zu gründen, beginnt sie von einem kleinen Zellinokulum. Wenn dieses Inokulum in einem voll frischen Kulturmedium eingeführt wird, dh mit allen notwendigen Nährstoffen, um zu den gegebenen Bakterienarten zu wachsen, werden zunächst keine Änderungen der Anzahl der Personen beobachtet.

Es wurde gezeigt, dass während dieser Phase der "Latenz", in der es kein Zellwachstum zu geben scheint, Bakterien ihre Größe erhöhen und metabolisch sehr aktiv sind, da sie Nukleinsäuren, Proteine ​​und Enzyme usw. synthetisieren.

Die Zeitphase hängt von einigen intrinsischen Faktoren der Bevölkerung und einigen Umweltfaktoren ab. Zum Beispiel:

- Anfängliche Inokulumgröße

- der vorherigen Umweltbedingungen des Inokulums

- Zeit, um die notwendigen Elemente für die Teilung zu synthetisieren

Exponentielle oder logarithmische Phase (Protokoll)

Wenn Bakterien bereit sind, eine exponentielle Zunahme der Anzahl der Zellen pro Volumen der Zeiteinheit pro Zeiteinheit zu teilen. Sind dann in der exponentiellen oder logarithmischen Phase der Kurve.

In dieser Phase wird davon ausgegangen.

Wie bei allen Phasen des Bakterienwachstums hängen die exponentielle oder logarithmische Phase und die Duplikationszeit einer Population nicht nur von den Spezies ab, sondern auch von Bakterien im Kulturmedium alle notwendigen Nährstoffe und die geeigneten Bedingungen für ihr Wachstum.

Stationäre Phase

Das exponentielle Wachstum von Bakterien ist nicht unendlich, und dies liegt daran, dass das Kulturmedium, das ein geschlossenes Wachstumssystem ist, früher oder später die Nährstoffe ausgeht (Bakterien konsumieren alles).

Zusätzlich zu Nährstoffen ist eine Zunahme der Anzahl von Zellen in einem konstanten Volumen (erhöhte Zellkonzentration) auch ein Synonym für eine Zunahme der Konzentration von Metaboliten oder Abfallprodukten, die hemmende Wirkungen auf das Wachstum haben können.

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Eine größere Anzahl von Zellen in einem endlichen Raum impliziert auch, dass es letztendlich nicht genügend Raum für mehr Zellen geben wird, was zu einer Wachstumshemmung führt.

In dieser Phase, die als stationäre Phase bezeichnet wird, teilen sich einige Zellen weiter, andere beginnen mit einer ähnlichen Geschwindigkeit zu sterben, sodass die Kurve abgeflacht ist.

Niedergangs- oder Todsphase

Nach der stationären Phase, die als a beobachtet wird Gericht In der Wachstumskurve setzt sich die Phase des Todes oder der Niedergang fort.

Während der Todesphase sterben die Bakterien exponentiell und gilt daher als "umgekehrter" Stadium, in dem die Exponentialphase.

Faktoren, die das Bakterienwachstum beeinflussen

Es gibt zahlreiche Faktoren, die das Bakterienwachstum beeinflussen, von denen viele mit der Umwelt zu tun haben, in der sie wachsen.

Wie alle lebenden Organismen brauchen Bakterien bestimmte "grundlegende" Bedingungen, um zu überleben, die über die Nahrung hinausgehen. Daher können wir einige der Hauptfaktoren listen, die das Erscheinungsbild einer bakteriellen Wachstumskurve verändern oder beeinflussen können:

- Die Zusammensetzung des Kulturmediums: in Bezug auf Kohlenstoffquellen und in Bezug auf wesentliche Elemente

- Der pH

- die mittlere Temperatur

- Die Konzentration von Ionen und Mineralien

- Die Gase -Konzentration

- Wasserverfügbarkeit

- Die Zellenmenge

- Das Vorhandensein von Metaboliten

- Das Vorhandensein von Antibiotika und anderen potenziell bakteriziden Substanzen

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