เส้นโค้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียคืออะไร? คุณสมบัติหลัก

เส้นโค้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย มันเป็นภาพกราฟิกของการเติบโตของประชากรแบคทีเรียเมื่อเวลาผ่านไป การวิเคราะห์ว่าการเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรียมีความสำคัญต่อการทำงานกับจุลินทรีย์เหล่านี้อย่างไร.

ด้วยเหตุนี้นักจุลชีววิทยาจึงได้พัฒนาเครื่องมือที่ช่วยให้พวกเขาเข้าใจการเติบโตของพวกเขาได้ดีขึ้น.

ระหว่างปี 1960 และ 1980 การกำหนดอัตราการเติบโตของแบคทีเรียเป็นเครื่องมือสำคัญในสาขาวิชาต่าง ๆ เช่นพันธุศาสตร์จุลินทรีย์ชีวเคมีชีววิทยาโมเลกุลและสรีรวิทยาของจุลินทรีย์.

ในห้องปฏิบัติการแบคทีเรียมักเพาะเลี้ยงในน้ำซุปที่มีสารอาหารอยู่ในหลอดหรือบนจานวุ้น.

พืชเหล่านี้ถือว่าเป็นระบบปิดเพราะสารอาหารจะไม่ได้รับการต่ออายุและผลิตภัณฑ์ของเสียจะไม่ถูกกำจัด.

ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ประชากรเซลล์จะเพิ่มจำนวนขึ้นอย่างคาดการณ์และลดลง.

เมื่อประชากรในระบบปิดเติบโตขึ้นตามรูปแบบของขั้นตอนที่เรียกว่าเส้นโค้งการเติบโต.

การเจริญเติบโตของแบคทีเรีย 4 ขั้นตอน

ข้อมูลระยะเวลาการเจริญเติบโตของแบคทีเรียโดยทั่วไปจะสร้างเส้นโค้งด้วยชุดของเฟสที่กำหนดไว้อย่างดี: ขั้นตอนการปรับตัว (ล่าช้า), ระยะการเติบโตแบบเอ็กซ์โพเนนเชียล (ล็อก), เฟสนิ่งและระยะตาย.

1- ระยะการปรับตัว

ช่วงการปรับตัวหรือที่เรียกว่าช่วงล้าหลังเป็นช่วงเวลาที่ค่อนข้างแบนในกราฟซึ่งประชากรดูเหมือนว่าจะไม่เติบโตหรือเติบโตในอัตราที่ช้ามาก.

การเจริญเติบโตล่าช้าเนื่องจากเซลล์แบคทีเรียที่ได้รับเชื้อต้องใช้ระยะเวลาหนึ่งในการปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมใหม่.

ในช่วงเวลานี้เซลล์เตรียมพร้อมที่จะคูณ นี่หมายความว่าพวกเขาจะต้องสังเคราะห์โมเลกุลที่จำเป็นต่อการทำกระบวนการนี้.

ในช่วงระยะเวลาของเอนไซม์ที่ล่าช้านี้ไรโบโซมและกรดนิวคลีอิกที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตจะถูกสังเคราะห์ พลังงานยังถูกสร้างในรูปแบบของ ATP ความยาวของช่วงเวลาล่าช้าแตกต่างกันเล็กน้อยจากประชากรหนึ่งไปยังอีก.

2- เฟสเอ็กซ์โปเนนเชียล

ในช่วงเริ่มต้นของระยะการเติบโตแบบเอ็กซ์โปเนนเชียลกิจกรรมทั้งหมดของเซลล์แบคทีเรียมุ่งเป้าไปที่การเพิ่มมวลเซลล์.

ในช่วงเวลานี้เซลล์ผลิตสารประกอบเช่นกรดอะมิโนและนิวคลีโอไทด์ซึ่งเป็นส่วนประกอบของโปรตีนและกรดนิวคลีอิก.

ในช่วงเอกซ์โพเนนเชียลหรือลอการิทึมเฟสเซลล์จะหารด้วยอัตราคงที่และตัวเลขจะเพิ่มขึ้นตามอัตราร้อยละเท่ากันในแต่ละช่วงเวลา.

ระยะเวลาของรอบระยะเวลานี้เป็นตัวแปรมันจะดำเนินต่อไปตราบใดที่เซลล์มีสารอาหารและสภาพแวดล้อมเป็นอย่างดี.

เนื่องจากแบคทีเรียมีความไวต่อยาปฏิชีวนะและสารเคมีอื่น ๆ มากขึ้นในช่วงเวลาของการทวีคูณดังนั้นช่วงเอ็กซ์โปเนนเชียลจึงมีความสำคัญมากในมุมมองทางการแพทย์.

3- ระยะนิ่ง

ในระยะที่หยุดนิ่งประชากรจะเข้าสู่โหมดการอยู่รอดซึ่งเซลล์หยุดการเติบโตหรือเติบโตช้า.

เส้นโค้งจะถูกปรับระดับเนื่องจากอัตราการตายของเซลล์จะสมดุลกับอัตราการคูณเซลล์.

การลดลงของอัตราการเจริญเติบโตเกิดจากการขาดสารอาหารและออกซิเจนการขับถ่ายของกรดอินทรีย์และสารปนเปื้อนทางชีวเคมีอื่น ๆ ในสื่อการเจริญเติบโตและความหนาแน่นของเซลล์ที่สูงขึ้น (การแข่งขัน).

เวลาที่เซลล์ยังคงอยู่ในระยะนิ่งจะแตกต่างกันไปตามชนิดและสภาพแวดล้อม.

สิ่งมีชีวิตบางกลุ่มยังคงอยู่ในช่วงหยุดนิ่งเป็นเวลาสองสามชั่วโมงในขณะที่คนอื่นยังคงอยู่หลายวัน.

4- เฟสแห่งความตาย

เมื่อปัจจัย จำกัด เพิ่มขึ้นเซลล์เริ่มตายด้วยอัตราคงที่โดยแท้จริงแล้วจะย่อยสลายอยู่ในของเสียเอง โค้งตอนนี้เอียงลงเพื่อเข้าสู่ช่วงความตาย.

ความเร็วที่ความตายเกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับความต้านทานสัมพัทธ์ของสปีชี่ส์และความเป็นพิษของสภาพอากาศ แต่โดยทั่วไปจะช้ากว่าระยะการเติบโตแบบเอ็กซ์โปเนนเชียล.

ในห้องปฏิบัติการจะใช้เครื่องทำความเย็นเพื่อชะลอการลุกลามของระยะตายเพื่อให้พืชยังคงทำงานได้นานที่สุด.

การอ้างอิง

1. Hall, B. G. , Acar, H. , Nandipati, A. , & Barlow, M. (2013) อัตราการเติบโตทำได้ง่าย. ชีววิทยาโมเลกุลและวิวัฒนาการ, วันที่ 31(1), 232-238.
2. Hogg, S. (2005). จุลชีววิทยาที่สำคัญ.
3. Nester, E. , Anderson, D.G. , Roberts, E.C. , Pearsall, N.N. , & Nester, M.T. (2004). จุลชีววิทยา: มุมมองของมนุษย์ (ฉบับที่ 4).
4. Talaro, K. P. , & Talaro, A. (2002). พื้นฐานทางจุลชีววิทยา (ฉบับที่ 4).
5. Zwietering, M. , Jongenburger, I. , Rombouts, F. , & Van Riet, K. (1990) แบบจำลองเส้นโค้งการเติบโตของแบคทีเรีย. จุลชีววิทยาประยุกต์และสิ่งแวดล้อม, 56(6), 1875-1881.