+ All Categories
Home > Documents > Herlea Micro Generala

Herlea Micro Generala

Date post: 03-Jan-2016
Category:
Upload: uanaaam
View: 46 times
Download: 2 times
Share this document with a friend
Description:
Microbiologie Generala
6
:w Curba de cre~tere a bacteriilor reprezinHi evolutia unei populatii intr-o cultura discontinua, asincrona. Procedeele de cultivare a microorganismelor sunt mult studiate ca desfa~urare ~i factori care influenteaza procesul, datorita semnifieatiei acestora in domenii practice.Prin asemenea procedee pot fi obtinute in principal doua tipuri de culturi: 1) culturi discontinue, asincrone (cu altemativa culturilor sinerone, necesare in anumite situatii); 2) eulturi continue. 1) Culturile discontinue, asincrone corespund modalitatii de cultivare in sisteminchis (diferite flacoane sau eprubete) cu sensul ca procedeul de cultivare are loc in volum fix de mediu nutritiv de la inceputul pana la sflir~itul experimentului. Pe langa volumul de mediu fix (nereinnoit) pe tot parcursul cereetarii, cultivarea discontinua ~i asincrona are anumite particularitati: - compozitia chimica a mediului se modifica in cursul studiului, sub raportulcontinutului in nutrienti, a valorii pH, precum ~i a produ~ilor rezultati in metaboli~Il1(acumulare de cataboliti, intre care unii toxici); r(']l. e.2L. v: cn~rf(arul bacteriilor vW>ile este variabil (cre~te progresiv ~i ulterior incepe sa scada prin imbatranire ~i moarte); - ritmul de djyjzjune este inegal: mai mare la inceput, cand populatia este tanara ~i mediul optirn, pentru ca apoi sa scada progresiv. Exista ~i diferente
Transcript
Page 1: Herlea Micro Generala

:w Curba de cre~tere a bacteriilor reprezinHi evolutia unei populatiiintr-o cultura discontinua, asincrona.

Procedeele de cultivare a microorganismelor sunt mult studiate cadesfa~urare ~i factori care influenteaza procesul, datorita semnifieatiei acestorain domenii practice. Prin asemenea procedee pot fi obtinute in principal douatipuri de culturi: 1) culturi discontinue, asincrone (cu altemativa culturilorsinerone, necesare in anumite situatii); 2) eulturi continue.

1) Culturile discontinue, asincrone corespund modalitatii de cultivare insistem inchis (diferite flacoane sau eprubete) cu sensul ca procedeul de cultivareare loc in volum fix de mediu nutritiv de la inceputul pana la sflir~itulexperimentului. Pe langa volumul de mediu fix (nereinnoit) pe tot parcursulcereetarii, cultivarea discontinua ~i asincrona are anumite particularitati:

- compozitia chimica a mediului se modifica in cursul studiului, subraportul continutului in nutrienti, a valorii pH, precum ~i a produ~ilor rezultati inmetaboli~Il1(acumulare de cataboliti, intre care unii toxici);

r(']l. e.2L.v: cn~rf(arul bacteriilor vW>ile este variabil (cre~te progresiv ~i ulteriorincepe sa scada prin imbatranire ~i moarte);

- ritmul de djyjzjune este inegal: mai mare la inceput, cand populatiaeste tanara ~i mediul optirn, pentru ca apoi sa scada progresiv. Exista ~i diferente

Page 2: Herlea Micro Generala

individuale care definesc culturile ca asincrone. Chiar atunci eand eultura estepomita de la 0 singura eeluHibacteriana, primele eelule se divid sineron, pentruca apoi sa apara fenomenul de desincronizare;

- varsta celulelor este diferita;~1\}2.k ~ numarul de generatii este limitat datorita limitarii procesului de

multiplicare de catre anumite conditii de mediu.De~i prezinta dezavantaje, metoda de cultivare m sisteme mchise

satisface cerintele obi~nuite, practice ~i este utilizata in mod curent in laborator.Pentru atenuarea unor dezavantaje ale metodei in care cre~terea este asincrona,se recurge la culturile sinc~one. Ele sunt obtinute prin artificii de tehnidi princare se regleaza ritmul de diviziune al bacteriilor , astfel mcat majoritatea sauchiar toate bacteriile se di;td in acel~i timp. ($,.,-.U\.-O .•...)

2) Culturile continue sunt obtinute in condiW speciale utilizandu-sediferite sisteme (in principal de tipul chemostatului sau turbidostatului) m caremediul de.cultura este reinnoit permanent printr-un mecanism dublu: se adaugacu un anumit ritrn mediu proaspat ~i cu acela~i ritmse recolteaza din culturamicrobiana multiplicata. Acest tip de culturi fumizeaza celule cu proprietatiuniforme ~i activitati fiziologice optime, fiind utilizate m procesebiotehnologice, industriale••AHitculturile continue cat ~i cele sinerone, necesitliconditii deosebite, dificil de realizat, in timp ce culturile discontinue asincronepot fi obtinute in eonditii obi~nuite de laborator.•

Prin inocularea eatorva celule bacteriene intr-un mediu de ,!ultura lichid~i efectuarea de numaratori ale populatiei obtinute la intervale de timp, esteposibila trasarea unei curbe de cre~tere tipice pentru bacterii care denoHicre~terea bacteriilor in timp. -

Calea cea mai simpla de reprezentare grafiea a evolutiei populatieibacteriene este utilizarea unei s,Palel?garitmice ~i nu aritmetice (Fig. 41). Notam.ca dadi marimea unei populatii microbiene care spore~te exponential estereprezentatli logaritrnic, cre~terea formeaza 0 linie dreaptii. Declinul ~i moarteaunei populatii microbiene pot fi trasate in acela~i mod. Evolutia unei populatiiintr-o cultura discontinua asincrona corespunde astfel unei curbe de cre~terereprezentaHigrafic in functie de timp ~i logaritrnul numarului de celule. Exista 4faze principale de cre~tere,evidentiate pe curba (Fig. 42).

Page 3: Herlea Micro Generala

Metabolismul microbian.Nutritia ~i cre$terea microorganismelor

I iI~ Metaboli!' p,'ma,'(f)

Timp

Fig. 42. Curba de cre~tere bacteriana eu cele 4 faze tipice de cre~tere ~imarcarea originiimetaboli~ilorprimari ~i secundari recolta~iprin procese industriale.

l) F:~dW (de la engl. <to lag> = a intarzia) sau de cre~tere O. Dinmomentul ini~ierii culturii prin introducerea unui inocul in mediul nutritivryW,.u.Q c.J.urmeaza un rlistimp in care numarul celulelor bacteriene Insamantate ramaneneschimbat sau se modifica foarte putin. Aceasta perioada este numita faza delag ~i poate avea 0 durata variabila, in functie de anumiti factori. In cursul eicelulele.Jlli.sunt latente ci au 0 activitate me~abolicaintensa in special sintezade enzime), pregatindu-se pentru procesul de multiplicare. La sfar~itul acesteifaze celulele bacteriene incep sa creasca (unele l~i pot dubla sau tripladimensiunea), sa se dividli cu un ritm progresiv crescand, realizand tranzitia,prin aceasta etapa de intiere a cre~teriisau accelerarea ritmului de cre~tere,catrefaza a doua a curbei de de cre~tere.

Page 4: Herlea Micro Generala

2.~ (faza de cre~tere logaritmidl) sau faza de cre~tere

exponent.ala este faza in care celulele bacteriene ~_JtCJIU1\!h~gaS1L9_'{it~a

ma3LlJl~, ritmJ,ll de crestere este constant ~i maxim, durata de generatie atinge unj"''''

minimum constant. Fiecare specie are 0 durati'i de generatie minima

caracteristica, determinata genetic, care se reflecHi in viteza maxima de dublare a

populatiei. Deoarece timpul de dublare este constant, 0 reprezentare logaritmica

a cre~terii in cursul fazei log este 0 linie dreapta. in cursul fazei log, celulele

manifesta '3facteristifi evidente in ceea ce prive~te forma, culoarea, densitatea

~i gruparea coloniilor. Faza log es e de asemenea perioada in care celulele au cea

mai intensa activitate . - ,i in productia industriaHi aceasta este perioada

de varf (peak) a activitatii ~i eficientei.

Pe de aha parte, in cursul fazei log de cre~tere, celulele sunt mal

sensibile la conditii adverse decat sunt in mod obi~nuit. Radiatiile ~i numeroase

substante antimicrobiene (de exemplu, antibioticul penicilina) i~i exercita

efectul interferand cu una din treptele importante ale procesului de cre~tere ~i

sunt de aceea mai nocive pentru celulele aflate in aceasta faza.

Capacitatea exponentiala de cre~tere dureaza insa 0 perioada de timp

limitata, datorita conditiilor limitante care apar in Il).ediul de cultura sau in

natura. Teoretic, dad bacteriile s-ar inmulti exponential nelimitat, in decurs de

20 - 22 - 24 ore (functie de specie) ar realiza 0 masa (in g). care ar depasi'-.'" ., '

greutatea planetei. in conditii de laborator factorii nutritionali in primul rand fac

ca numarul celulelor bacteriene pe unitatea de masura sa fie limitat.

Astfel numarul celulelor bacteriilor aerobe, cultivate stationar ajunge la maxim

2 x 108/ ml mediu, iar in conditii de agitare cre~te pana la 5 x 109

/ ml mediu.

Pe curba de cre~tere, la smrsitul fazei de cre~tere exponentiala, se

evidentiaza 0 perioada de incetinire itHJrnuluj de crester:s care precede faza

stationara. Numai in culturile continue, este posibila mentinerea unei populatii

in faza exponentiala de cre~tere, indefinit.

Page 5: Herlea Micro Generala

Metabolismul microbian.Nutripa $i cre$terea microorganismelor

3.-Eaza station ad ..a cre~terii este 0 perioada de echilibrare, in care 11)[ et1 e-;j-numarul celulelor viabile dimane constant: numarul celulelor care mor estecompensat de numarul celulelor nou formate prin diviziune. Populatia sestabilizeaza. tn aceasta perioada activitatea me1a1lQlic~~ celulelor caresupravietuiese este incetinita. tn cele din urma, numarul celulelor viabile seadeprogresiv ~iineepe declinul culturii.

4. Faza de declin ~i moarte celulara sau faza de declin logaritmiccontinua pana cand populatia este redusa la 0 mica fraetiune de eelule rezistentesau intreaga populatie moare. Durata acestei faze, ca ~i durata de viata, suntdiferite pentru diferitele specii bacteriene. Unele specii parcurgintreaga serie defaze ale curbei de cre~tere in ~~, in timp ce altele supravietuiesc, prinunele celule, apoape indefinit.

Evolutia unei populatii" bacteriene este corelata cu modificari Jmorfologice, structurale, biochimice, biologice ~i fiziologice ale celulelorbacteriene respective.Q Bacteriile aflate in faza log de ere~tere au unele particularitilti~ortante: au 0 mlirime uniforma, mai mare decat cea normala; 0 citoplasma B

omogena cu un continut mare de ARN ~i 0 1:mzQfilk-ill-ar~ata;nu continmateriale de rezerva. Sunt celulele tinere, in care activitatile metabolice ~ibiologice sunt maxime, celule potrivite pentru experimente ~i pentru a fi.' . ate ca inocul.

-Iof'~~Celulele din faza stationadi sunt celule bacteriene mature, cu morfologienormala, tipidi ~idimensiuni caracteristice pentru specie. Se coloreaza normal ~iobi~nuit se diferentiaza caracteristic in Gram-pozitive ~i Gram-negative. Sprer~ ._ s~tul fazei apar, intracelular, primele granulatii ~iprimii spori. 8'-pii' .

.Q ~ P '~ Celulele din faza de declin se caracterizeazaprintr-o morfologie alterata,cantitati mari de substante de rezerva, afinitate pentru c~tii aeizi. tn eazulbacteriilof sporogene, in populatie predomina sporii. ? \ (" •

.j '"t"''-'

Page 6: Herlea Micro Generala

In corelatie cu aceste modifidiri, cunoa~terea evolutiei populatieimicrobiene (curbei de cre~tere) are 0 deosebita importanta pentru stabili~aperioadelor d~ recQ1tareprin procese industriale a metabolitilor primari ~isecundari. Producerea metabolitilo ~l care sunt esentiali pentru functiamicroorganismelor are loc in cursul cailor metabolice majore. Ei sunt, ingeneral, compu~i de tipul aminoacizilor ~i acizilor~g,!n~i, sintetizati

,.o~ in cursul fazei ®de cre~tere. Sinteza metabolitilor 'Se~undan!.antibiotice,.Q...c.ff\{ steroizi, care_.sunt neesentiali pentru cre~terea microorganismelor, are loc

fA)] ~\Y9U in faza ~!~li~n~" (Fig. 42). Majoritatea microorgani.smelor utilizate inl /' (' industrie au fast selectionate dupa capacitatea malta de producere a unui., \"':'\\J. ,. metabolit primar sau secundar. ? _f\':' _ \..) t~ '"';:}/"

------- .-'"


Recommended