Cesko.wiki Růst bakteriální populace
Author
Albert FloresRůst bakteriální populace je mnohonásobné množení bakteriální buňky metodou binárního dělení za vzniku dvou nových jedinců, které se opakuje, dokud není vyčerpáno množství živin v prostředí či se jinak nezmění podmínky. Toto množení má určité zákonitosti.
Takzvanou metodou statické kultivace se dosahuje růstu, při němž po fázi růstu následuje pokles v důsledku vyčerpání živin. Pokud se kultivuje kontinuálně, dodávají se do živného média stále nové živiny.
Křivka růstu
Při statické kultivaci má dynamika populace bakterií mnohé typické vlastnosti. V ideálním případě, kdy všechny buňky vzniklé dělením přežijí a dále se po určitém čase množí, vykazuje bakteriální populace exponenciální růst. +more Počet buněk se zjišťuje přímými metodami, jako je mikroskopie a průtoková cytometrie, měřením biomasy, ale i metodami nepřímými, například počítání kolonií či příjem živin. Různé modely se snaží vždy srovnat teorii s praktickými výsledky.
Fáze růstu
ose x je čas. +more Písmena (A, B, C, D) symbolizují jednotlivé fáze růstu. .
Při statické kultivaci se rozlišují čtyři typické fáze růstu:
# Klidová fáze (lag fáze) - bakterie se ještě nemnoží tak rychle, zpravidla se enzymaticky připravují na růst v novém prostředí. Nastává syntéza RNA, enzymů a ostatních molekul; # Exponenciální fáze (log fáze, logaritmická fáze) - probíhá intenzivní množení bakterií a populace dosahuje exponenciálního růstu. +more To, jak je nárůst počtu bakterií prudký, je individuální vlastnost každého bakteriálního kmene, ale závisí i na vnějších podmínkách. Exponenciální fáze trvá, dokud není vyčerpáno množství živin; # Stacionární fáze - postupně se zpomaluje rychlost množení buněk, až do stádia rovnováhy, kdy se počet buněk zhruba nemění. Akumulují se toxické produkty a je vyčerpáno živné médium. # Fáze odumírání - v této fázi již převyšuje počet odumřelých buněk počet buněk vzniklých. Často se přidružuje sporulace, tvorba klidových stádií, které přežijí nepříznivé podmínky.
Růstové konstanty
Veličiny, známé jako růstové konstanty, se určují v exponenciální fázi dělení buněk. K důležitým veličinám tohoto typu patří:
* průměrná rychlost dělení buněk (R) - počet dělení za jednotku času (zpravidla za hodinu) * generační doba (g) - doba potřebná k vytvoření jedné generace buněk (mezi dvěma děleními) * doba zdvojení - doba, za kterou se počet bakteriálních buněk zdvojí
Platí, že počet buněk v n-té generaci se vypočítá jako: ::N = N0×2n, kde N0 je počet buněk na začátku a n je počet generací. Dále platí, že g = R−1, tedy R a g jsou nepřímo úměrné. +more Také platí, že R = n×t−1, tedy rychlost dělení je podíl počtu generací a času k dělení (v hodinách).
Logaritmický růst bakterií v optimálním médiu je proto obrovský. Při generační době 15-30 minut může z jedné buňky teoreticky za 24 hodin vzniknout 4722 triliónů buněk.