Bakteriyel Büyüme ve Beslenme
Bakteriyel büyüme ve beslenme, mikropların ihtiyaç duydukları besinleri ve enerjiyi nasıl elde ettiklerini ve popülasyonlarının zamanla nasıl arttığını açıklamakta, mikroorganizmaların kültivasyonu ve kontrolü için nicel bir temel sağlamaktadır.
Tanım
Bakteriyel büyüme ve beslenme, mikroorganizmaların besin ve enerji gereksinimlerini ve mikrobiyal popülasyonların fiziksel ve kimyasal çevrelerine yanıt olarak artma, azalma ve tepki verme nicel dinamiklerini inceleyen bir alandır.
Kapsam
Bu konu, karbon ve enerji kaynağına göre tanımlanan beslenme kategorilerini; gerekli makro besinleri, mikro besinleri ve büyüme faktörlerini; membran boyunca taşınmayı; ikili bölünmeyi ve üstel büyümenin matematiğini; kesikli kültürdeki büyüme evrelerini; kemostattaki sürekli kültürü; ve sıcaklık, pH, oksijen ile su mevcudiyetinin büyüme üzerindeki etkisini kapsamaktadır. Fizyolojiyi laboratuvar kültivasyonu ve çevresel kontrol ile ilişkilendirmektedir.
Temel sorular
- Mikroplar karbonu, enerjiyi ve temel besinleri nasıl elde etmektedir?
- Popülasyon büyümesinin hızını ve sınırlarını ne belirlemektedir?
- Sıcaklık, pH ve oksijen gibi çevresel faktörler büyümeyi nasıl şekillendirmektedir?
- Sürekli kültürde büyüme hızı deneysel olarak nasıl kontrol edilebilmektedir?
Anahtar kavramlar
- Beslenme kategorileri ve enerji kaynakları
- Makro besinler, mikro besinler ve büyüme faktörleri
- İkili bölünme ve nesil süresi
- Kesikli büyüme eğrisinin evreleri
- Sürekli kültür ve kemostat
Temel kuramlar
- Üstel büyüme ve büyüme eğrisi
- Kapalı bir kültürde, besinler bolken bir popülasyon üstel olarak büyümekte, ardından koşullar değiştikçe gecikme, durağan ve ölüm evrelerine girmekte, böylece mikrobiyal büyümenin tekrarlanabilir nicel bir tanımını sunmaktadır.
Mekanizmalar
Hücreler, besinleri membran taşıma sistemleri aracılığıyla almakta ve bunları enerji korunumu ile biyosentez için kullanmaktadır. Besinler bol olduğunda, büyüme karakteristik bir nesil süresiyle ikili bölünme yoluyla ilerlemekte, üstel bir artış meydana getirmektedir. Sınırlayıcı bir besin tükendiğinde veya atık biriktiğinde, büyüme yavaşlamakta ve popülasyon durağan faza girmektedir; sürekli kültürde ise, sınırlayıcı bir besinin sabit bir hızda sağlanması popülasyonu kararlı bir durumda tutmaktadır.
Klinik önem
Büyüme gereksinimleri ve kinetiği hakkındaki bilgi, mikropları izole etmek ve tanımlamak için kullanılan kültür ortamları ve inkübasyon koşulları, endüstrideki fermantasyon süreçlerinin tasarımı ve gıda muhafazası ile sanitasyonda mikrobiyal büyümeyi sınırlama stratejilerinin temelini oluşturmaktadır.
Tarihçe
Mikrobiyal büyümenin nicel çalışması, yirminci yüzyılda Jacques Monod gibi araştırmacıların çalışmalarıyla ilerlemiştir; Monod'un tanımlanmış ortamlar ve kemostat üzerindeki büyüme çalışmaları, besin konsantrasyonu ile büyüme hızı arasındaki ilişkiyi formüle etmiş ve önceki mikrobiyologlar tarafından oluşturulan saf kültür yöntemleri üzerine inşa edilmiştir.
Öne çıkan isimler
- Jacques Monod
- Sergei Winogradsky
İlgili konular
Temel eserler
- madigan2018
- willey2020
Sıkça sorulan sorular
- Nesil süresi nedir?
- Nesil süresi veya ikiye katlanma süresi, belirli koşullar altında bir bakteri popülasyonunun sayısının iki katına çıkması için gereken süredir. Türler arasında ve sıcaklık ile besin mevcudiyeti gibi çevresel faktörlere göre büyük farklılıklar göstermektedir.