Рост, размножение, культивирование прокариот

Рост бактерий — увеличение бактериальной клетки в размерах без увеличения числа особей в популяции, а также скоординированное увеличение всех химических компонентов, формирующих клеточные культуры. Рост клеток сопровождается увеличением их массы и размеров. Однако это не обязательно, т.к. клетки могут накапливать запасные или резервные вещества (масса увеличивается, но роста при этом не наблюдается). В подходящей среде, к которой бактерии полностью адаптированы, они находятся в состоянии сбалансированного роста. В период сбалансированного роста удвоение биомассы сопровождается удвоением параметров популяции, например количества белка, ДНК, РНК и внутриклеточной воды. Культуры, растущие сбалансировано сохраняют постоянный химический состав. И поэтому при сбалансированном росте легко определить скорость роста бактериальной популяции в каждый момент времени, если измерить прирост любого компонента клетки по отношению к исходному количеству этого компонента. Иными словами, в культуре, растущей сбалансировано, скорость прироста вещества клеток в любой данный момент пропорциональна числу или массе имеющихся в это время бактерий. Как же определить удельную скорость роста или Коэффициент пропорциональности (μ) (Мю). Она различна для разных культур и может меняться в зависимости от условий выращивания клеток. Если перейти к десятеричным логорифмам (lg – это показатель степени в которое нужно возвести число А, чтобы получить число Б, log₂ 8 = 3, 2³ = 8). Таким образом показатель Мю можно рассчитать так: Сл. 5

Где – t – это время, а N – это число клеток в единице объема. N и t – в какой-либо момент, N₀ и t₀ – число клеток и время в момент посева (инокуляция)

Сл. 6. Зная скорость роста, можно определить время генерации g (время, необходимое для удвоения числа клеток в популяции):

g = 1

μ

Если рост клеток в культуре ограничен количеством внесенного в питательную среду какого-то компонента, то между начальной концентрацией внесенного в среду этого компонента и полученной биомассой клеток существует постоянная линейная зависимость (при условии ограничения роста только одним параметром). Поэтому масса клеток, образованная на единицу использованного компонента среды, представляют собой величину называемую экономическим коэффициентом или выходом биомассы - Y.

Делясь бактериальные клетки образуют своеобразные микробные популяции. На плотных питательных средах бактерии образуют скопления клеток — колонии, различные по размерам, форме, поверхности, окраске и т.д. (на лабораторных занятиях). На жидких средах рост бактерий характеризуется образованием пленки на поверхности питательной среды, равномерного помутнения или осадка. Также встречаются так называемые зооглеи и биопленки. Зооглея (от зоо... и греч. gloió s — липкое вещество, клей), слизистое образование, возникающее при склеивании бактерий, выделяющих слизь или имеющих слизистые капсулы. З. состоит из полисахаридов, иногда с примесью азотистых соединений. Характерна только для некоторых (преимущественно водных) бактерий, в частности для рода Zoogloea ramigera (отсюда название). З. может быть пальцевидной, коралловидной, брыжеечной или иной формы. Возникновение З., по-видимому, носит приспособительный характер. Биопленки – это сообщества микроорганизмов, объединенных матриксом из выделенных ими полимеров. Возникают только в естественных условиях на границе раздела фаз: жидкости и воздуха, жидкости и твердого тела, твердой поверхности и воздуха двух несмешивающихся жидкостей. Представители: зубная бляшка, возникающая на влажной поверхности зубов, чайный гриб, который представляет собой симбиоз уксуснокислых бактерий и дрожжей многих видов. Сл. 7