Bakteri Hücrelerinin Büyümesi - Açıklandı! (Şekilli)

Hücresel Büyüme ve Üreme:

Bireysel bakteri hücresi, çevresel şartların büyümesi için uygun olduğu zaman, büyüklüğünde büyür. Her hücre yaklaşık olarak büyüklüğüne iki kat büyür (Şekil 2.15).

Küresel bakteriler durumunda, hücrenin çapı iki katına çıkarken, diğerlerinde hücre orijinal uzunluğunu iki katına çıkarır.

Bu büyümeye 'hücresel büyüme' denir. Bir bakteri hücresi büyüklüğünün neredeyse iki katına ulaştığında, 'ikili bölünme' adı verilen bir işlemle iki hücreye ayrılır. Böylece, bakterilerin üremesi ikili fisyon yoluyla gerçekleşir. İkili terimi, her ana bakteri hücresinin iki (iki: iki) bakteri hücresine (bölünme: bölme) bölündüğü anlamına gelir.

Bölünme sırasında, ana hücrenin ortasındaki hücre zarı ve hücre duvarı, birbirleriyle bir araya gelinceye ve 'septum' olarak adlandırılan bir bölme duvarından karşı taraflardan içe doğru büyür.

Septum, hücreyi iki eşit yarıya böler, daha sonra iki yeni anne hücreli hücre oluşturmak için çimdiklediğinde, DNA molekülü, iki benzer DNA molekülüne çoğalır, böylece her bir hücre hücresi, bir DNA molekülü alır. Diğer hücresel maddeler de iki kız hücre arasında eşit olarak bölünmüştür.

Bakterilerin Büyümesi:

Daha yüksek bitki ve hayvanlarda, büyüme, bireyin büyüklüğünde bir artış anlamına gelir. Her bakteri hücresi aynı zamanda büyüklüğündeki artışla da büyürse de, bu tür hücresel büyümenin normal olarak algılanması zordur ve önemi çok azdır; bunun yerine, algılanabilen ve kesin bir öneme sahip belirli bir zaman aralığının sonunda üretilen hücre sayısıdır.

Bu yüzden; 'bakteri üremesi' bakteri hücrelerinin sayısındaki artış olarak tanımlanmaktadır. Bakterilerin 'büyüme hızı' birim zamandaki bakteri hücre sayısındaki artış olarak tanımlanmaktadır. Belirli bir bakteri popülasyonunun ikiye katlanması için gereken süreye 'üretim zamanı' ya da 'ikiye katlanma zamanı' denir. Bakteriler arasında birkaç dakikadan birkaç saate kadar değişmektedir.

Üstel veya Logaritmik Büyüme:

Bakterilerin büyümesi ikili fisyon yoluyla gerçekleştiğinden, tek bir bakteri (1) 1, 2, 4, 8, 16 olarak büyür ve 1 x 2 0, 1 x 2 1, 1 x 2 olarak da ifade edilebilir. 2, 1 x 2 3, 1 x 2 4, ……………… .. sırasıyla 1 x 2 n . Hücre sayısının her birim zamanda (üretim süresi) iki katına çıktığı bu büyüme tipine 'üstel büyüme' veya 'logaritmik büyüme' denir. Logaritmik büyüme, aritmetik büyümeden (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7….) Veya geometrik büyümeden (1, 2, 4, 8, 16, 32 ……) çok daha hızlıdır.

Yine de, görünüşe göre geometrik büyümeyi takip ediyor, birkaç kuşaktan sonra 1, 10, 100, 1000, 10000 ……… olarak büyüyor. (10 0, 10 1, 10 2, 10 3, 10 4 …… ..) Sırasıyla kimin logaritmik değerleri 0, 1, 2, 3, 4 …… ..?

İlk bakteri sayısı 1 yerine N 0 ise, 'n' nesil sayısından sonra, son bakteri sayısı (N) N 0 x 2 n olacaktır .

Böylece, son bakteri sayısı aşağıdaki denklem kullanılarak elde edilebilir:

N = N 0 x 2 n

Nerede,

N: Son bakteri sayısı,

N 0 : İlk bakteri sayısı ve

N: Nesiller sayısı.

Nesil sayısının (n) bulunması için denklem yukarıdaki denklemden elde edilmiştir:

N = N 0 x 2 n

=> Günlük N = günlük (N 0 x 2 n ) (her iki tarafın da günlüğünü alarak)

=> Günlük N = günlük N 0 + günlük 2 n (… günlük axb = günlük a + günlük b)

=> Log 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 )

Büyüme eğrisi:

Bakterilerin büyümesi, aşağıda verildiği gibi dört aşamada gerçekleşir. Zamana karşı bakteri sayısının log grafiği, 'büyüme eğrisi' adı verilen tipik bir eğri verir (Şekil 2.16).

1. Gecikme Aşaması:

Bir bakteri aşılama maddesi uygun bir taze kültür ortamına aşılandığı zaman, normal logaritmik büyüme genellikle hemen başlamaz; bunun yerine, belirli bir zaman aralığından sonra başlar. Aşılama ve bakterilerin normal logaritmik büyümesinin başlangıcı arasındaki zaman aşımına 'gecikme aşaması' denir.

Bu süre zarfında, bakteri, alındığı ortamla aynı olmayan taze kültür ortamının yeni ortamına alışmaktadır. Bu aşamada, bakteri ikili bölünme ile bölünerek çok yavaş büyür. Bu nedenle, büyüme eğrisinde, gecikme fazı sadece hafifçe yukarı doğru eğimlidir.

İnokulumlar üssel olarak büyüyen bir kültürden alındığında ve buna benzer bir büyüme koşulları altında alındığı ve muhafaza edildiği buna benzer taze bir kültür ortamına aşılanırsa, genellikle bir gecikme fazı oluşmaz.

2. Log Faz (Üstel Faz):

Bu süre zarfında bakteri en hızlı şekilde logaritmik (üstel) bir şekilde büyür. Bu aşamada maksimum büyüme gerçekleşir. Üretim süresi ve büyüme oranı neredeyse sabit kalıyor. Bu nedenle, büyüme eğrisinde, log fazı gecikme fazının sonundan dik bir artış gösterir.

3. Sabit Faz:

Durağan fazda, kültürdeki hücre sayısı neredeyse sabit kalır. Belirsiz bir üstel büyüme imkansızdır ve basit bir sadaka isteyerek kralın aptallığını yapan fakir bir dilencinin hikayesiyle karşılaştırılabilir; Biriyle başlayan bir yıl boyunca her gün maç çubuklarını iki katına çıkarın. (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192, 16384, 32768, 65536, 131072, 262144, 5 24288, 1048576, 2097152, 4194304, 8388608, 16777216, 3354432, 670884, 8388608, 16777216, 3354432, 67088, 6, 864, 67088, 6, 166, 167, 167, 16384; 13417728, 26835456, 53670912, ………………… .. sadece bir ay içinde).

Ayrıca, yalnızca 10 ila 12 gram ağırlığında ve eğer 48 saat boyunca üssel olarak büyüyerse, 20 dakikalık bir üretim süresine sahip olan bir bakterinin, dünyanın ağırlığının yaklaşık 4000 katı ağırlığında bir popülasyon üreteceği hesaplanmıştır.

Üstel büyüme süresiz olarak devam etmez ve iki nedenden dolayı bir süre sonra durur: a) Kültür ortamı o kadar fazla doldurulur ki, içinde mevcut olan temel besin maddeleri kullanılır ve bir süre sonra kullanılamaz hale gelir, b) Aşırı nüfus nedeniyle, Bakteriler tarafından üretilen toksik atık metabolitleri inhibitör seviyelerde birikir.

Bunlar kültürdeki bakteri hücrelerinin ölümünün başlamasına yol açar. Her ne kadar hücreler ikili bölünme ile çoğalabilseler ve büyüme hiç durmadan devam etse de, üretilen hücrelerin sayısı neredeyse ölen hücrelerin sayısına eşittir. Bu, durağan faza yol açar.

4. Düşüş Aşaması (Ölüm Aşaması):

Bu aşamada, kültürdeki bakteri hücrelerinin sayısı azalır. Ortamda giderek daha fazla toksik metabolit biriktikçe, daha fazla hücre ölmeye başlar. Bu, üretilenden daha fazla hücreye neden olur. Sonuç olarak, hücre sayısı azalır. Ölüm aşaması ayrıca üssel olarak (logaritmik olarak), fakat üssel büyüme fazından çok daha yavaş bir oranda gerçekleşir.