Il termine crescita microbica si riferisce alla crescita dell’apopolazione (o ad un aumento del numero di cellule), non ad un aumento delle dimensioni delcellula individuale. La divisione cellulare porta alcrescita di cellule nella popolazione.
Due tipi di riproduzione asessuata nei microbi:
1.) Fissione binaria – Si verifica la riproduzione battericaattraverso la fissione, una forma primitiva di divisione cellulare che non impiega un fiberapparatus fuso., La cellula batterica raddoppia insize e replica il suo cromosoma. A seguito della replicazione del DNA, i due cromosomi si attaccano a siti separati sulla membrana plasmatica, e la parete cellulare viene posata tra di loro, producendo due cellule figlie.
2.) Germogliamento-Alcuni batteri e alcuni eucarioti (compresi i lieviti) possono anche replicarsi germogliando,formando una crescita simile a una bolla che si allarga e si separa dalla cellula madre.
I. Crescita microbica
A., Phasesof Crescita-La coltura di laboratorio antimicrobica passa tipicamente attraverso 4 fasi distinte e sequenziali di crescita che formano la curva di crescita batterica standard: (Non tutte le fasi di crescita si verificano in tutte le culture). Vedere grafico; possibile disegnare& etichetta.
1. LagPhase – Nella fase di ritardo, il numero di celle non aumenta. Tuttavia, una notevole attività metabolica si sta verificando mentre le cellule si preparano a crescere., (Questa fase potrebbe non verificarsi, se le celle utilizzate per inoculare una nuova coltura si trovano nella fase di log & a condizione che le condizioni siano le stesse).
2. LogPhase (fase logaritmica o esponenziale) – i numeri di cellule aumentano esponenzialmente; durante ciascunotempo di generazione, il numero di cellule nella popolazione aumenta di un fattore due). Il numero di microbi in modo esponenzialel’aumento della popolazione aumenta lentamente all’inizio, quindi estremamente rapidamente., Gli organismi in un tubo di terreno di coltura possono mantenerela crescita del log solo per un tempo limitato, poiché i nutrienti sono esauriti,i rifiuti metabolici si accumulano, i microobi soffrono di esaurimento dell’ossigeno.
3. Fase stazionaria-Il numero di cellule non aumenta, ma si verificano cambiamenti nelle cellule: le cellule diventano più piccolee sintetizzare componenti per aiutarli a sopravvivere a periodi più lunghi senza crescere (alcuni possonoprodurre anche endospore); il segnale per entrare in questa fase può avere a che fare con il sovraffollamento(accumulo di sottoprodotti metabolici, esaurimento dei nutrienti, ecc.).
4., DeathPhase – In questa fase, le cellule iniziano a estinguersi. La mortesi verifica in modo esponenziale, ma a un ritmo basso. La morte si verifica perché le cellule hanno esaurito le riserve intracellulari di ATP. Non tutte le cellule muoiono necessariamente durante questa fase!
B. Continuocultura di microbi
In laboratorio, le culture di solito passanotutte le fasi di crescita – non in natura. In natura, i nutrienti entrano continuamente nell’ambiente cellulare a basse concentrazioni e la popolazione cresce continuamente a un ritmo basso ma costante., Il tasso di crescita è fissato dalla concentrazione del nutriente più scarso o limitante, non dall’accumulo di sottoprodotti metabolici – in natura c’è sempre qualche altro microbo che può utilizzare questi sottoprodotti metabolici per il proprio metabolismo. In laboratorio, dobbiamo continuamente sostituire ilmedia.
II. Misurazione del numero di microbi
A., Misurazioni indirette (misurare una proprietà della massa delle cellule e quindi STIMARE il numero di microbi)
1. Torbidità – Può contenere tubo fino alla luce e cercare nuvolosità come prova di crescita(difficile da rilevare leggera crescita). L’aspettrofotometro può misurare quanta luce trasmette una soluzione di cellule microbiche; ilgrande è la massa delle cellule nella coltura, maggiore è la sua torbidità (nuvolosità) e ilmeno luce che verrà trasmessa., Svantaggi: Non sensibile in termini di numero di battericellule& non utile per rilevare contaminazioni minori.
2. MetabolicActivity-3ways:
a. Therate di formazione dei prodotti metabolici, quali i gas o gli acidi, che una coltura produce.
b. Ilrato di utilizzo di un substrato, come ossigeno o glucosio.
c. Il termine di riduzione di alcuni coloranti. Ex.il blu di metilene diventa incolore quando ridotto.,
B. Misurazioni dirette – Datemisure più accurate del numero di microbi.
1. DirectCounts-Coulter Counter-contatore elettronico; rapid & preciso solo se le cellule batteriche sono le uniche particelle presenti nella soluzione. .
3. PlateCount-Colonie batteriche sono visti attraverso la lente di ingrandimento contro acolony-conteggio griglia; chiamato un contatore colonia Quebec (abbiamo questo in laboratorio).
4., Filtrazione-Un volume noto di liquido o aria viene aspirato attraverso un filtro a membrana mediante vuoto. I pori nel filtro sono troppo piccoli percellule microbiche da attraversare. Quindi il filtro viene posto su un mezzo solido appropriato e incubato. Il numero di colonie che si sviluppano è il numerodi cellula microbica vitale nel volume di liquido che è stato filtrato. Questa tecnica ègrande per concentrare un campione, es. una piscina, dove piccole popolazioni possono andarerilevato utilizzando altri metodi.
III., Fattori di crescita-I microbipuò esistere in un gran numero di ambienti perché sono piccoli, facilmente dispersi, hanno bisogno solopiccole quantità di nutrienti, sono diversi nei loro requisiti nutrizionali.
A. PhysicalFactors
1. pH-batteriacan classificato come:
a. acidophiles (acid-loving) – crescere meglio ad un pH di 1to 5.4; Ex. Lactobacilllus (fermenta il latte)
b. neutrofili-esistono da pH a 5,4 a 8.,5; la maggior parte dei batteri che causano malattie umane sono in questa categoria.
c. alkaliphiles (base loving) – esiste da pH a 7,0 a 11,5; es. Vibrio cholerae (causa il colera)
2. Temperatura-i batteri possono essere classificati come:
a. gli psicofili(amanti del freddo)da 15oC a 20oC; alcuni possono crescere a 0oC.
b. mesofili-crescere meglio tra 25oC e 40 C; humanbody temp è 37oC.
c., termofili (amanti del calore) – 50oC a 60oC; trovato in cumuli di compost e in hotsprings bollente.
3. Umidità-solo le spore di batteri che formano sport possono esistere in uno stato dormiente in un ambiente asciutto.
4. Pressione idrostatica-pressione esercitata da acqua stagnante (es. laghi, oceani, ecc.); alcuni batteri possono sopravvivere solo in ambienti ad alta pressione idrostatica (es., oltre 7000 metri); l’alta pressione è necessaria per mantenere i loro enzimi nella corretta forma 3-D; senza di essa, gli enzimi perdono la loro forma e denatura e la cellula muore.
5. Tonicità (ipotonica, ipertonica, isotonica) – L’uso del sale come conservante nella cura delle carni e l’uso dello zucchero nella produzione di gelatine si basa sul fatto che un ambiente ipertonico uccide oinibisce la crescita microbica. Gli alofili (amanti del sale) abitano gli oceani.
6., Radiation UV rays and gamma rays can causemutations in DNA and even kill microorganisms. Somebacteria have enzyme systems that can repair some mutations.
B. OxygenRequirements
1. strictor obligate anaerobes oxygenkills the bacteria; ex. Clostridium tetani
2. strict or obligate aerobes lackof oxygen kills the bacteria; ex. Pserdomonas
3., facultative anaerobes canshift their metabolism (anaerobic if oxygen is absent or aerobic if oxygen is present); ex. E. coli,Staphylococcus
4. aerotolerant thebacteria dont use oxygen, but oxygendoesnt harm them; ex. Lactobacillus
5. microaerophiles likelow oxygen concentrations and higher carbon dioxide concentrations; ex. Campylobacter
C., Fattori nutrizionali (biochimici) – Nutrientiserviti da microrganismi includono:
Carbonio-composti contenenti carbonio sono necessari come fonte di energia(es. glucosio) e blocchi di costruzione.
Azoto-necessario per aminoacidi e nucleotidi; alcuni possono sintetizzare tutti i 20 aminoacidi; altri devono averne alcuni forniti nel loro mezzo.,
Zolfo necessario per aminoacidi, coenzimi,
Fosforo necessari per ATP, fosfolipidi e nucleotidi
Vitamine vitamina a è una sostanza organica che un organismo ha bisogno in piccole quantità, andthat è tipicamente usato come un coenzima; molti batteri fanno il loro proprio, ma alcuni sono requiredin medio; microbi che vivono nell’intestino umano fabbricazione di vitamina K, necessaria forblood di coagulazione, e alcune delle vitamine del gruppo B, beneficiando così del loro ospite.
Elementi Certaintrace-ex., rame, ferro, zinco, sodio, cloruro, potassio, calcio, ecc.; spesso servono comefattori nelle reazioni enzimatiche.
A. Metodi per ottenere colture pure (una coltura che contiene solo 1 specie di organismo)
1. Ilmetodo della piastra di treak-Batterisono raccolti su un anello di filo sterile e il filo viene spostato leggermente lungo la superficie dell’agar, depositando striature di batteri sulla superficie., Il ciclo è fiammato ed alcuni batteri sono raccolti dalla regione giàdeposited e striato su una nuova regione. Fewerand un minor numero di batteri sono depositati come la striature continua, e il ciclo è fiammato aftereach striature. I singoli organismi (singole cellule) si depositano nella regione striata per ultima. Dopo che la piastra è stata incubata con una crescita adattatemperatura per l’organismo, appaiono piccole colonie (ciascuna derivata da una singola cellula batterica). Il ciclo è usato per raccogliere una porzionedi una colonia isolata e trasferirla su un altro mezzo per lo studio., L’uso della tecnica asettica assicura che il nuovomedio conterrà organismi di una singola specie. Lo faremo in laboratorio.
IV. CULTUREMEDIA
A. Tipi di supporti
1. Sinteticomedio-preparatoin laboratorio da materiali di composizione precisa o ragionevolmente ben definita.
2. Complexmedium-contiene alcuni materiali ragionevolmente familiari ma varia leggermente nella composizione chimicada lotto a lotto (contiene estratti di manzo, lieviti, sangue); es., agar nutriente, brodo nutriente
B. Selective& DifferentialMedia (ne parleremo in dettaglio in laboratorio!)
1. Selettiva-unoche incoraggia la crescita di alcuni batteri ma sopprime la crescita di altri.
2. Differenziale-ha un ingrediente che provoca un cambiamento osservabile nel mezzo quando si verifica una particolare reazione biochimica (es. un cambiamento di colore o pH).
C., Controllo del contenuto di ossigeno dei media
1. Candlejars theinoculated tubo o piastra è posta in un vaso; una candela è accesa prima che il vaso è sigillata; theburning candela utilizza l’ossigeno nel vaso e aggiunge anidride carbonica; quando l’anidride carbonica si spegne la fiamma, condizioni sono ottimali per la crescita di microorganismsthat richiedono piccole quantità di biossido di carbonio (ex. Neisseriagonorrhoeae)
2., Thioglycollatemedium-ossigeno-legante aggiunto al mezzo per impedire all’ossigeno di esercitare effetti tossici sugli anaerobi; i media vengono solitamente erogati in tubi a tappo a vite sigillati.
3. AnaerobicChamber (Brewer Jar) Acatalyst viene aggiunto a un serbatoio nel coperchio del barattolo. L’acqua viene aggiunta al gas-pak. L’acquaè convertito in gas idrogeno e anidride carbonica. Il gas idrogeno può quindi legarsi con qualsiasi ossigeno nel barattolo per formare acqua. Una striscia reattiva blu di metilene è inclusa neljar per garantire che vengano raggiunte condizioni anaerobiche., Quando ossidato (ossigeno è presente) la striscia è blu; quando ridotto (senza ossigeno), thestrip è chiaro.
