O crescimento de células bacterianas - explicou! (Com figura)

Crescimento Celular e Reprodução:

Uma célula bacteriana individual cresce em tamanho, quando as condições ambientais são favoráveis ​​ao seu crescimento. Cada célula cresce para aproximadamente o dobro do seu tamanho (Figura 2.15).

No caso de bactérias esféricas, o diâmetro da célula dobra, enquanto em outros, a célula se alonga para dobrar seu comprimento original.

Esse crescimento é chamado de "crescimento celular". Depois que uma célula bacteriana atinge quase o dobro de seu tamanho, ela se divide em duas células por um processo chamado "fissão binária". Assim, a reprodução de bactérias ocorre através da fissão binária. O termo binário implica que cada célula bacteriana mãe se divide (fissão: divisão) a duas (bi: duas) células bacterianas filhas.

Durante a divisão, a membrana celular e a parede celular no meio da célula-mãe crescem para dentro de lados opostos até se encontrarem entre si e a partir de uma parede divisória chamada "septo".

O septo divide a célula em duas metades iguais, que depois se separam para formar duas novas células-mãe filhas, sua molécula de DNA se replica em duas moléculas de DNA similares, de modo que cada célula-filha recebe uma molécula de DNA. Outras substâncias celulares também são divididas igualmente entre as duas células filhas.

Crescimento de bactérias:

No caso de plantas e animais superiores, o crescimento implica um aumento no tamanho de um indivíduo. Embora cada célula bacteriana também cresça por aumento em seu tamanho, esse crescimento celular é difícil de ser percebido ordinariamente e é de pouca importância; em vez disso, é o número de células produzidas no final de um determinado intervalo de tempo, que pode ser percebido e tem uma importância definida.

É por isso que; O "crescimento de bactérias" é definido como um aumento no número de células bacterianas. A "taxa de crescimento" das bactérias é definida como o aumento do número de células bacterianas por unidade de tempo. O tempo necessário para que uma dada população de bactérias duplique é chamado de 'tempo de geração' ou 'tempo de duplicação'. Varia entre as bactérias de alguns minutos a poucas horas.

Crescimento Exponencial ou Logarítmico:

Como o crescimento de bactérias ocorre através de fissão binária, uma única bactéria (1) cresce como 1, 2, 4, 8, 16 e assim por diante, o que também pode ser expresso como 1 x 2 0, 1 x 2 1, 1 x 2 2, 1 x 2 3, 1 x 2 4, ……………… .. 1 x 2 n respectivamente. Este tipo de crescimento, em que o número de células duplica durante cada unidade de tempo (tempo de geração), é chamado de 'crescimento exponencial' ou 'crescimento logarítmico'. O crescimento logarítmico é muito mais rápido que o crescimento aritmético (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ...) ou crescimento geométrico (1, 2, 4, 8, 16, 32 ……).

Porém, aparentemente segue o crescimento geométrico, depois de poucas gerações cresce como 1, 10, 100, 1000, 10000 ………. (10 0, 10 1, 10 2, 10 3, 10 4 …… ..) Cujos valores logarítmicos são 0, 1, 2, 3, 4 …… ..respectivamente?

Se o número inicial de bactérias for N 0 em vez de 1, depois do número "n" de gerações, o número final de bactérias (N) será N 0 x 2 n .

Assim, o número final de bactérias pode ser obtido usando a seguinte equação:

N = N 0 x 2 n

Onde,

N: número final de bactérias,

N 0 : Número inicial de bactérias e

N: Número de gerações

A equação para descobrir o número de gerações (n) é derivada da equação acima da seguinte forma:

N = N 0 x 2 n

=> Log N = log (N 0 x 2 n ) (tendo log de ambos os lados)

=> Log N = log N 0 + log 2 n (… log axb = log a + log 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 )

Curva de Crescimento:

O crescimento de bactérias ocorre em quatro fases, como indicado abaixo. Um gráfico do logaritmo do número de bactérias versus tempo dá uma curva típica chamada 'curva de crescimento' (Figura 2.16).

1. Fase Lag:

Quando um inoculo de bactéria é inoculado em um meio de cultura fresco adequado, o crescimento logarítmico normal geralmente não começa imediatamente; em vez disso, começa depois de um certo lapso de tempo. Esse lapso de tempo entre a inoculação e o início do crescimento logarítmico normal das bactérias é chamado de 'fase de retardamento'.

Durante este período, as bactérias aclimatam-se ao novo ambiente do meio de cultura fresco, que não é o mesmo que o ambiente, do qual foi tomado. Nesta fase, a bactéria cresce muito lentamente através da divisão por fissão binária. Portanto, na curva de crescimento, a fase de atraso inclina-se apenas ligeiramente para cima.

Uma fase de retardamento geralmente não ocorre, se o inóculo é retirado de uma cultura em crescimento exponencial e é inoculado em um meio de cultura fresco similar àquele, do qual foi retirado e mantido sob condições similares de crescimento.

2. Fase Log (Fase Exponencial):

Durante este período, a bactéria cresce no ritmo mais rápido de uma maneira logarítmica (exponencial). O crescimento máximo ocorre durante esta fase. O tempo de geração e a taxa de crescimento permanecem quase constantes. Portanto, na curva de crescimento, a fase log mostra um aumento acentuado a partir do final da fase de latência.

3. Fase Estacionária:

Na fase estacionária, o número de células na cultura permanece quase constante. Um crescimento exponencial indefinido é impossível e pode ser comparado com a história de um pobre mendigo fazendo de bobo um rei pedindo esmola simples; dobrar o fósforo todos os dias durante um ano começando com um. (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192, 16384, 32768, 65536, 131072, 262144, 524288, 1048576, 2097152, 4194304, 8388608, 16777216, 3354432, 6708864, 13417728, 26835456, 53670912, ………………… .. somente em um mês).

Também foi calculado que uma bactéria pesando apenas 10-12 gramas e tendo um tempo de geração de 20 minutos, se cresce exponencialmente por 48 horas, produziria uma população pesando cerca de 4000 vezes o peso da terra.

O crescimento exponencial não continua indefinidamente e cessa após algum tempo por dois motivos: a) O meio de cultura fica tão superpovoado que os nutrientes essenciais presentes nele são usados ​​e ficam indisponíveis depois de algum tempo eb) Devido à superpopulação, os metabólitos de resíduos tóxicos produzidos pelas bactérias se acumulam em níveis inibitórios.

Estes levam ao início da morte das células bacterianas na cultura. Embora as células se reproduzam por fissão binária e crescimento continua inabalável, o número de células produzidas é quase igual ao número de células que morrem. Isso leva à fase estacionária.

4. Fase de Declínio (Fase da Morte):

Nesta fase, o número de células bacterianas na cultura diminui. À medida que mais e mais metabólitos tóxicos se acumulam no meio, mais e mais células começam a morrer. Isso leva a mais células morrendo do que produzidas. Como resultado, o número de células diminui. A fase de morte também ocorre exponencialmente (logaritmicamente), mas a uma taxa muito mais lenta que a da fase de crescimento exponencial.