Bakterijų ląstelių augimas - paaiškinta! (Su paveikslu)

Ląstelių augimas ir dauginimasis:

Atskiros bakterijų ląstelės auga, kai aplinkos sąlygos yra palankios augimui. Kiekviena ląstelė auga iki maždaug dvigubo dydžio (2.15 pav.).

Sferinių bakterijų atveju ląstelių skersmuo padvigubėja, o kitose ląstelės pailgėja, kad dvigubai padidintų pradinį ilgį.

Toks augimas vadinamas „ląstelių augimu“. Po to, kai bakterijų ląstelė pasiekia beveik dvigubą dydį, ji suskirstoma į dvi ląsteles, vadinamą „dvejetainiu dalijimu“. Taigi bakterijų dauginimas vyksta dvejetainiu būdu. Terminas „dvejetainis“ reiškia, kad kiekviena motinos bakterijų ląstelė dalijasi (dalijimasis) į dvi (dvi: dvi) dukterines ląsteles.

Padalijimo metu ląstelių membrana ir ląstelės sienelė motinos ląstelės viduryje auga į vidų nuo priešingų pusių, kol jie susitinka vienas su kitu ir iš pertvaros, vadinamos „pertvara“.

Sluoksnis padalina ląstelę į dvi lygias dalis, kurios vėliau nuspaudusios, kad sudarytų dvi naujas dukterines motinos ląsteles, jos DNR molekulė atkartoja dvi panašias DNR molekules, kad kiekviena dukra ląstelė gautų vieną DNR molekulę. Kitos ląstelių medžiagos taip pat yra vienodai paskirstytos tarp dviejų dukterinių ląstelių.

Bakterijų augimas:

Didesnių augalų ir gyvūnų atveju augimas reiškia individo dydžio padidėjimą. Nors kiekviena bakterijų ląstelė taip pat auga didėjant jo dydžiui, tokį ląstelių augimą sunku suvokti paprastai ir jis nėra labai svarbus; greičiau tai yra ląstelių, pagamintų tam tikro laiko intervalo pabaigoje, skaičius, kuris gali būti suvokiamas ir turi aiškią reikšmę.

Štai kodėl; „bakterijų augimas“ apibrėžiamas kaip bakterijų ląstelių skaičiaus padidėjimas. Bakterijų „augimo greitis“ apibrėžiamas kaip bakterijų ląstelių skaičiaus padidėjimas per laiko vienetą. Laikas, kurio reikia tam tikrai bakterijų populiacijai padvigubinti, vadinamas „kartos laiku“ arba „dvigubinimo laiku“. Bakterijos skiriasi nuo kelių minučių iki kelių valandų.

Eksponentinis arba logaritminis augimas:

Kadangi bakterijų augimas vyksta dvejetainiu dalijimu, viena bakterija (1) auga kaip 1, 2, 4, 8, 16 ir tt, kuri taip pat gali būti išreikšta kaip 1 x 2 ⁰, 1 x 2 ¹, 1 x 2 ², 1 x 2 ³, 1 x 2 ⁴, ……………… .. 1 x 2 ⁿ . Šis augimo tipas, kuriame ląstelių skaičius padvigubėja per kiekvieną laiko vienetą (generavimo laikas), vadinamas „eksponentiniu augimu“ arba „logaritminiu augimu“. Logaritminis augimas yra daug greitesnis nei aritmetinis augimas (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7…) arba geometrinis augimas (1, 2, 4, 8, 16, 32 ……).

Nors, matyt, tai seka geometriniu augimu, po kelių kartų ji auga kaip 1, 10, 100, 1000, 10000 ………. (10 ⁰, 10 ¹, 10 ², 10 ³, 10 ⁴ …… ..) Kieno logaritminės vertės yra 0, 1, 2, 3, 4 …….

Jei pradinis bakterijų skaičius yra N _0, o ne 1, tada po „n“ kartų skaičiaus galutinis bakterijų skaičius (N) bus N ₀ x 2 ⁿ .

Taigi galutinis bakterijų skaičius gali būti gaunamas naudojant šią lygtį:

N = N ₀ x 2 _n

Kur,

N: galutinis bakterijų skaičius,

N ₀ : pradinis bakterijų skaičius

N: kartų skaičius.

Lygtis, skirta išsiaiškinti kartų (n) skaičių, gaunama iš aukščiau pateiktos lygties:

N = N ₀ x 2 ⁿ

=> Žurnalas N = žurnalas (N ₀ x 2 ⁿ ) (atsižvelgiant į abiejų pusių žurnalą)

=> Žurnalas N = log N ₀ + log 2 ⁿ (… log axb = log a + log b)

=> Žurnalas N = log N ₀ + n log 2 (… log a ^x = x log a)

=> log N-log N ₀ = n log 2

=> N log 2 = log N-log N ₀

=> n = log N-log N ₀ / log 2

n = 3, 3 (log N - log N ₀ )

Augimo kreivė:

Bakterijų augimas vyksta keturiais etapais, kaip nurodyta toliau. Bakterijų skaičiaus grafikas pagal laiką rodo tipišką kreivę, vadinamą „augimo kreive“ (2.16 pav.).

1. „Lag“ fazė:

Kai bakterijų inokuliacija inokuliuojama į tinkamą šviežią terpę, normalus logaritminis augimas paprastai neprasideda nedelsiant; greičiau jis prasideda po tam tikro laiko. Šis laiko tarpas tarp inokuliacijos ir normalaus bakterijų logaritminio augimo pradžios vadinamas „lag faze“.

Per šį laikotarpį bakterijos aklimatizuojasi į naują šviežios auginimo terpės aplinką, kuri nėra tokia pati, kaip ir aplinka, iš kurios ji buvo paimta. Šiame etape bakterija auga labai lėtai, padalijant dvejetainį. Todėl augimo kreivėje vėlavimo fazė tik šiek tiek pakyla.

Paprastai dingimo fazė nenustatoma, jei inokuliacija yra paimta iš eksponentiškai augančios kultūros ir inokuliuojama į šviežią auginimo terpę, panašią į tą, kuri buvo paimta ir palaikoma panašiomis augimo sąlygomis.

2. Žurnalo fazė (eksponentinė fazė):

Per šį laikotarpį bakterija sparčiausiai auga logaritminiu (eksponentiniu) būdu. Maksimalus augimas vyksta šiame etape. Generavimo laikas ir augimo greitis išlieka beveik pastovūs. Todėl augimo kreivėje rąstų fazė labai padidėjo nuo pabaigos fazės pabaigos.

3. Stacionarus etapas:

Stacionarioje fazėje ląstelių skaičius kultūroje išlieka beveik pastovus. Neribotas eksponentinis augimas yra neįmanomas ir gali būti lyginamas su blogo elgetos, padedančios kvailiuoti karaliui, pasakojimu paprašius paprastų almijų; kiekvieną dieną, pradedant nuo vieno, kasdien dvigubinkite rungtynių lazdas. (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 126, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192, 16384, 32768, 65536, 131072, 262144, 5 24288, 1048576, 2097152, 4194304, 8388608, 16777216, 3354432, 6708864, 13417728, 26835456, 53670912, ………………… .. tik per mėnesį).

Taip pat apskaičiuota, kad bakterija, sverianti tik 10–12 gramų ir turinti 20 minučių generacijos laiką, jei ji auga eksponentiškai 48 valandas, sukurtų apie 4000 kartų didesnį žemės svorį.

Eksponentinis augimas nenutrūksta neribotam laikui ir nustoja galioti po dviejų priežasčių: a) Kultūros terpė tampa tokia pernelyg apgyvendinta, kad jame esančios pagrindinės maistinės medžiagos išnaudojamos ir nepasiekiamos po kurio nors laiko; toksiškos bakterijų susidariusios metabolitų atliekos kaupiasi į slopinančius lygius.

Tai lemia bakterijų ląstelių mirties pradžią kultūroje. Nors ląstelės dauginasi dvejopo dalijimosi ir augimo metu, tačiau ląstelių skaičius beveik lygus mirusių ląstelių skaičiui. Tai veda prie stacionarios fazės.

4. Atmesti fazę (mirties fazę):

Šiame etape bakterijų ląstelių skaičius kultūroje mažėja. Kadangi terpėje kaupiasi vis daugiau ir daugiau toksiškų metabolitų, vis daugiau ir daugiau ląstelių pradeda mirti. Dėl to daugiau ląstelių miršta nei pagaminta. Dėl to sumažėja ląstelių skaičius. Mirties fazė taip pat vyksta eksponentiškai (logaritminiai), bet daug lėčiau nei eksponentinio augimo fazėje.