Růst bakteriální populace

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

Růst 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.[1]

Křivka růstu[editovat | editovat zdroj]

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. 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.[2].

Fáze růstu[editovat | editovat zdroj]

Základní křivka růstu bakteriální populace, na ose y je vynesen počet bakterií v kolonii, na ose x je čas. Písmena (A, B, C, D) symbolizují jednotlivé fáze růstu.

Při statické kultivaci se rozlišují čtyři typické fáze růstu:

  1. 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;
  2. Exponenciální fáze (log fáze, logaritmická fáze) — probíhá intenzivní množení bakterií a populace dosahuje exponenciálního růstu. 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;
  3. 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.
  4. 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[editovat | editovat zdroj]

Veličiny, známé jako růstové konstanty, se určují v exponenciální fázi dělení buněk. K důležitým veličinám tohoto typu patří:[1]

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. 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.[3]

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku bacterial growth na anglické Wikipedii.

  1. a b ROSYPAL, Stanislav. Nový přehled biologie. [s.l.] : Scientia, 2003. S. 797.  
  2. Zwietering M H, Jongenburger I, Rombouts F M, van 'T Riet K. Modeling of the Bacterial Growth Curve. Applied and Environmental Microbiology. 1990, roč. 56, čís. 6, s. 1875-1881.  
  3. KŮDELA, Václav; NOVACKY, Anton; FUCIKOVSKY, Leopold. Rostlinolékařská bakteriologie. [s.l.] : Academia, 2002. S. 346.