KRIVKA BAKTERIÁLNEHO RASTU: HLAVNÉ CHARAKTERISTIKY - BIOLÓGIE - 2025

Bakteriálna rast krivka je grafické znázornenie rastu bakteriálnej populácie v priebehu času. Analýza toho, ako bakteriálne kultúry rastú, je rozhodujúca pre to, aby sme s týmito mikroorganizmami mohli pracovať.

Z tohto dôvodu mikrobiológovia vyvinuli nástroje, ktoré im umožňujú lepšie porozumieť jeho rastu.

Medzi 60. a 80. rokmi bolo určovanie rýchlosti rastu baktérií dôležitým nástrojom v rôznych disciplínach vrátane mikrobiálnej genetiky, biochémie, molekulárnej biológie a mikrobiálnej fyziológie.

V laboratóriu sa baktérie zvyčajne pestujú v živnej pôde obsiahnutej v skúmavke alebo na agarovej platni.

Tieto plodiny sa považujú za uzavreté systémy, pretože výživné látky sa neobnovujú a odpadové produkty sa neodstraňujú.

Za týchto podmienok sa bunková populácia predvídateľne zvyšuje a potom klesá.

Ako populácia v uzavretom systéme rastie, sleduje vzor fáz nazývaný rastová krivka.

Štyri štádiá bakteriálneho rastu

Údaje o období bakteriálneho rastu zvyčajne vytvárajú krivku s radom dobre definovaných fáz: adaptačná fáza (lag), exponenciálna rastová fáza (log), stacionárna fáza a fáza smrti.

1 - Adaptačná fáza

Adaptačná fáza, známa tiež ako oneskorovacia fáza, je na grafe relatívne plochým obdobím, v ktorom sa zdá, že populácia nerastie alebo rastie veľmi pomaly.

Rast sa oneskoruje hlavne preto, že naočkované bakteriálne bunky vyžadujú určitý čas na prispôsobenie sa novému prostrediu.

V tomto období sa bunky pripravia na množenie; To znamená, že musia syntetizovať molekuly potrebné na uskutočnenie tohto procesu.

Počas tohto oneskorenia sa syntetizujú enzýmy, ribozómy a nukleové kyseliny potrebné pre rast; energia sa vytvára aj vo forme ATP. Dĺžka obdobia oneskorenia sa v jednotlivých populáciách mierne líši.

2 - Exponenciálna fáza

Na začiatku exponenciálnej rastovej fázy sú všetky aktivity bakteriálnych buniek zamerané na zvyšovanie bunkovej hmoty.

Počas tohto obdobia bunky produkujú zlúčeniny, ako sú aminokyseliny a nukleotidy, príslušné stavebné bloky proteínov a nukleových kyselín.

Počas exponenciálnej alebo logaritmickej fázy sa bunky delia konštantnou rýchlosťou a ich počet sa zvyšuje o rovnaké percento počas každého intervalu.

Trvanie tohto obdobia je variabilné, bude pokračovať, pokiaľ budú mať bunky výživné látky a prostredie je priaznivé.

Pretože baktérie sú v tomto období aktívneho množenia náchylnejšie na antibiotiká a iné chemikálie, je z lekárskeho hľadiska veľmi dôležitá exponenciálna fáza.

3 - stacionárna fáza

V stacionárnej fáze vstupuje populácia do režimu prežitia, v ktorom bunky prestanú rásť alebo pomaly rastú.

Krivka je zrejmá, pretože miera bunkovej smrti vyrovnáva rýchlosť multiplikácie buniek.

Pokles rýchlosti rastu je spôsobený vyčerpaním živín a kyslíka, vylučovaním organických kyselín a iných biochemických kontaminantov v rastovom médiu a vyššou hustotou buniek (konkurencia).

Dĺžka doby, počas ktorej bunky zostávajú v stacionárnej fáze, sa líši v závislosti od druhu a podmienok prostredia.

Niektoré populácie organizmov zostávajú v stacionárnej fáze niekoľko hodín, zatiaľ čo iné zostávajú celé dni.

4 - Smrteľná fáza

Keď sa obmedzujúce faktory zosilňujú, bunky začínajú odumierať konštantnou rýchlosťou a doslova zanikajú vo vlastnom odpade. Krivka teraz klesá a vstupuje do fázy smrti.

Rýchlosť, s akou dôjde k smrti, závisí od relatívnej tvrdosti druhu a od toxických podmienok, ale je zvyčajne pomalšia ako exponenciálna rastová fáza.

V laboratóriu sa chladenie používa na oddialenie postupu fázy smrti, takže kultúry zostávajú životaschopné tak dlho, ako je to možné.

Referencie

1. Hall, BG, Acar, H., Nandipati, A. a Barlow, M. (2013). Ľahkosť rastu. Molecular Biology and Evolution, 31 (1), 232-238.
2. Hogg, S. (2005). Esenciálna mikrobiológia.
3. Nester, EW, Anderson, GR, Roberts, ES, Pearsall, NN a Nester, MT (2004). Mikrobiológia: ľudská perspektíva (4. vydanie).
4. Talaro, KP, & Talaro, A. (2002). Základy mikrobiológie (4. vydanie).
5. Zwietering, M., Jongenburger, I., Rombouts, F., & Van Riet, K. (1990). Modelovanie bakteriálnej rastovej krivky. Applied and Enviromental Microbiology, 56 (6), 1875 - 1881.