- 4 ขั้นตอนของการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย
- 1- ระยะการปรับตัว
- 2- เฟสเอกซ์โปเนนเชียล
- 3- เฟสนิ่ง
- 4- ระยะตาย
- อ้างอิง
อัตราการเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรียเป็นตัวแทนกราฟิกของการเจริญเติบโตของประชากรแบคทีเรียเมื่อเวลาผ่านไป การวิเคราะห์วิธีการเติบโตของเชื้อแบคทีเรียเป็นสิ่งสำคัญที่จะสามารถทำงานร่วมกับจุลินทรีย์เหล่านี้ได้
ด้วยเหตุนี้นักจุลชีววิทยาจึงได้พัฒนาเครื่องมือที่ช่วยให้เข้าใจการเติบโตของมันได้ดีขึ้น
ระหว่างทศวรรษที่ 1960 และ 1980 การกำหนดอัตราการเจริญเติบโตของแบคทีเรียเป็นเครื่องมือสำคัญในสาขาต่างๆเช่นพันธุศาสตร์ของจุลินทรีย์ชีวเคมีอณูชีววิทยาและสรีรวิทยาของจุลินทรีย์
ในห้องปฏิบัติการแบคทีเรียโดยทั่วไปเติบโตในน้ำซุปที่มีสารอาหารอยู่ในหลอดหรือบนจานวุ้น
พืชเหล่านี้ถือเป็นระบบปิดเนื่องจากสารอาหารไม่ได้รับการต่ออายุและของเสียจะไม่ถูกกำจัดออกไป
ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ประชากรของเซลล์จะเพิ่มจำนวนอย่างคาดเดาได้แล้วลดลง
เมื่อประชากรในระบบปิดเพิ่มขึ้นจึงเป็นไปตามรูปแบบของขั้นตอนที่เรียกว่าเส้นโค้งการเติบโต
4 ขั้นตอนของการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย
โดยทั่วไปข้อมูลระยะเวลาการเจริญเติบโตของแบคทีเรียจะสร้างเส้นโค้งโดยมีชุดของระยะที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน ได้แก่ ระยะการปรับตัว (ความล่าช้า) ระยะการเจริญเติบโตแบบเอกซ์โพเนนเชียล (บันทึก) ระยะหยุดนิ่งและระยะการตาย
1- ระยะการปรับตัว
ระยะการปรับตัวหรือที่เรียกว่าระยะล่าช้าเป็นช่วงที่ค่อนข้างคงที่บนกราฟซึ่งประชากรดูเหมือนจะไม่เติบโตหรือเติบโตในอัตราที่ช้ามาก
การเจริญเติบโตล่าช้าส่วนใหญ่เนื่องจากเซลล์แบคทีเรียที่ฉีดวัคซีนต้องการระยะเวลาในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมใหม่
ในช่วงนี้เซลล์เตรียมที่จะเพิ่มจำนวน ซึ่งหมายความว่าพวกเขาจะต้องสังเคราะห์โมเลกุลที่จำเป็นในการดำเนินกระบวนการนี้
ในช่วงเวลาที่ล่าช้านี้จะมีการสังเคราะห์เอนไซม์ไรโบโซมและกรดนิวคลีอิกที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโต พลังงานยังถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของ ATP ความยาวของช่วงเวลาล้าหลังแตกต่างกันไปบ้างในแต่ละประชากร
2- เฟสเอกซ์โปเนนเชียล
ในช่วงเริ่มต้นของระยะการเจริญเติบโตแบบเอ็กซ์โปเนนเชียลกิจกรรมทั้งหมดของเซลล์แบคทีเรียจะมุ่งไปที่การเพิ่มมวลของเซลล์
ในช่วงเวลานี้เซลล์จะผลิตสารประกอบเช่นกรดอะมิโนและนิวคลีโอไทด์ซึ่งเป็นส่วนประกอบของโปรตีนและกรดนิวคลีอิกตามลำดับ
ระหว่างเฟสเอกซ์โพเนนเชียลหรือลอการิทึมเซลล์จะแบ่งตัวในอัตราคงที่และจำนวนของเซลล์จะเพิ่มขึ้นตามเปอร์เซ็นต์ที่เท่ากันในแต่ละช่วงเวลา
ระยะเวลาของช่วงเวลานี้แปรปรวนจะดำเนินต่อไปตราบเท่าที่เซลล์มีสารอาหารและสภาพแวดล้อมเอื้ออำนวย
เนื่องจากแบคทีเรียมีความไวต่อยาปฏิชีวนะและสารเคมีอื่น ๆ ในช่วงเวลาที่มีการเพิ่มจำนวนมากขึ้นระยะเลขชี้กำลังจึงมีความสำคัญมากจากมุมมองทางการแพทย์
3- เฟสนิ่ง
ในระยะหยุดนิ่งประชากรจะเข้าสู่โหมดการอยู่รอดที่เซลล์หยุดการเจริญเติบโตหรือเติบโตช้า
เส้นโค้งจะลดลงเนื่องจากอัตราการตายของเซลล์ทำให้สมดุลกับอัตราการคูณของเซลล์
การลดลงของอัตราการเจริญเติบโตเกิดจากการขาดสารอาหารและออกซิเจนการขับกรดอินทรีย์และสารปนเปื้อนทางชีวเคมีอื่น ๆ ในสื่อการเจริญเติบโตและความหนาแน่นของเซลล์ที่สูงขึ้น (การแข่งขัน)
ระยะเวลาของเซลล์ยังคงอยู่ในระยะหยุดนิ่งแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดและสภาพแวดล้อม
ประชากรของสิ่งมีชีวิตบางส่วนยังคงอยู่ในระยะหยุดนิ่งเป็นเวลาสองสามชั่วโมงในขณะที่บางส่วนยังคงอยู่เป็นเวลาหลายวัน
4- ระยะตาย
เมื่อปัจจัย จำกัด ทวีความรุนแรงขึ้นเซลล์ต่างๆก็เริ่มตายในอัตราคงที่ซึ่งแท้จริงแล้วจะถูกทำลายด้วยขยะของตัวเอง ตอนนี้ทางโค้งลาดลงเพื่อเข้าสู่ช่วงแห่งความตาย
ความเร็วในการตายขึ้นอยู่กับความแข็งแกร่งสัมพัทธ์ของสายพันธุ์และความเป็นพิษของสภาวะ แต่โดยทั่วไปช้ากว่าระยะการเจริญเติบโตแบบเอ็กซ์โปเนนเชียล
ในห้องปฏิบัติการจะใช้เครื่องทำความเย็นเพื่อชะลอการลุกลามของระยะการตายเพื่อให้วัฒนธรรมคงอยู่ได้นานที่สุด
อ้างอิง
- Hall, BG, Acar, H. , Nandipati, A. , & Barlow, M. (2013). อัตราการเติบโตทำได้ง่าย อณูชีววิทยาและวิวัฒนาการ, 31 (1), 232–238.
- Hogg, S. (2005). จุลชีววิทยาที่จำเป็น
- Nester, EW, Anderson, DG, Roberts, EC, Pearsall, NN และ Nester, MT (2004) จุลชีววิทยา: มุมมองของมนุษย์ (4th ed.).
- Talaro, KP, & Talaro, A. (2002). รากฐานทางจุลชีววิทยา (ฉบับที่ 4)
- Zwietering, M. , Jongenburger, I. , Rombouts, F. , & Van Riet, K. (1990). การสร้างแบบจำลองของเส้นโค้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย จุลชีววิทยาประยุกต์และสิ่งแวดล้อม, 56 (6), 1875–1881.