세균의 증식

Bacterial growth
성장량은 L = log(표준)로 표시되며, 여기서 숫자는 ml당 콜로니 형성 단위 수 대 T(시간)이다.

세균의 성장은 2분열이라고 불리는 과정에서 박테리아가 두 개의 딸 세포로 증식하는 것이다.어떠한 사건도 일어나지 않는 한, 결과 딸 세포는 유전적으로 원래의 세포와 동일하다.따라서 세균의 증식이 일어난다.분과의 두 딸 세포 모두 반드시 살아남는 것은 아닙니다.그러나 살아남은 수가 평균적으로 통일을 초과하면 세균 개체 수는 기하급수적으로 증가한다.모든 미생물 학자들의 훈련의 배치 문화에 기하 급수적인 박테리아의 성장 곡선의 측정이 전통적으로 어떤 부분에서는 기본적인 수단과 개인 직접적인(미시적 흐름 cytometry[1]), 직접 및 벌크(바이오매스)과 개개의 간접(식민지 세고)거나 bul 간접에 의해 세균성 열거형(세포 계수)이 필요하다.k(가장 가능성이 높은 수, 탁도, 영양소 섭취) 방법.모형은 이론과 [2]측정을 조화시킵니다.

단계

세균증식곡선/운동곡선

자기생태학적 연구에서 배치 배양에서 박테리아(또는 원생동물, 미세조류 또는 효모)의 성장은 4가지 상(시차상(A), 로그상 또는 지수상(B), 정지상(C), 사망상(D)[3]으로 모델링할 수 있다.

  1. 지연 단계 동안 박테리아는 성장 조건에 스스로 적응한다.개별 세균이 성숙하여 아직 분열을 할 수 없는 시기입니다.박테리아 성장 주기의 지연 단계에서 RNA, 효소 및 다른 분자의 합성이 발생합니다.세포는 새로운 매체에서 즉시 번식하지 않기 때문에 지연상 세포는 거의 변화하지 않습니다.세포 분열이 거의 없는 이 기간을 지연 단계라고 하며 1시간에서 며칠 동안 지속될 수 있습니다.이 단계 동안 셀은 [4]휴면 상태가 아닙니다.
  2. 로그 단계(로그 단계 또는 지수 단계라고도 함)는 셀이 [5]두 배로 증가하는 것이 특징인 기간입니다.단위 시간 당 나타나는 새로운 박테리아 수는 현재 개체 수에 비례합니다.성장이 제한되지 않으면 두 배가 일정한 속도로 지속되므로 셀 수와 인구 증가 속도가 연속되는 기간마다 두 배로 증가합니다.이러한 지수 성장의 경우 시간 대비 셀 수의 자연 로그를 표시하면 직선이 생성됩니다.이 선의 기울기는 유기체의 [5]비성장률로 단위시간당 세포당 분할 수를 측정하는 것입니다.이 성장의 실제 속도(즉, 그림에서 선의 기울기)는 세포 분열 사건의 빈도와 두 딸 세포의 생존 확률에 영향을 미치는 성장 조건에 따라 달라진다.통제된 조건하에서 시아노박테리아는 하루에 4번 개체 수를 두 배로 늘리고 그 다음 개체 [6]수를 세 배로 늘릴 수 있다.그러나, 기하급수적인 성장은 무기한 지속될 수 없다. 왜냐하면 매체는 곧 영양분을 고갈시키고 노폐물로 풍부해지기 때문이다.
  3. 정지기는 종종 필수 영양소의 고갈 및/또는 유기산과 같은 억제 산물의 형성과 같은 성장 제한 인자에 기인한다.정지기는 성장률과 사망률이 동일한 상황에서 발생한다.생성된 새로운 세포의 수는 성장 인자에 의해 제한되며, 그 결과 세포 성장 속도는 세포 사멸 속도와 일치합니다.그 결과 정지 위상 동안 곡선의 "평활하고" 수평 선형 부분이 만들어집니다.돌연변이는 정지 상태에서 발생할 수 있습니다.브릿지(2001)[7]은 DNA 손상이 정지상 또는 굶주린 박테리아의 게놈에서 발생하는 많은 돌연변이의 원인이라는 증거를 제시했다.내생적으로 생성된 활성산소종이 그러한 [7]손상의 주요 원인인 것으로 보인다.
  4. 사멸기(감소기)에서는 세균이 죽는다.이것은 영양소의 부족, 종의 허용 범위 이상의 환경 온도 또는 기타 유해한 조건에 의해 발생할 수 있습니다.

이 기본 배치 배양 성장 모델은 대식물의 성장과 다를 수 있는 세균 증식의 측면을 도출하고 강조한다.복제성, 무성 2분할, 복제 자체에 대한 짧은 발육 시간, 겉으로 보기에 낮은 사망률, 휴면 상태에서 생식 상태로 이동하거나 매개체를 조절해야 하는 필요성, 그리고 마지막으로 실험실에서 균주가 영양분을 소진하도록 적응하는 경향을 강조합니다.실제로는 배치 문화에서도 4단계는 잘 정의되어 있지 않습니다.세포들은 동기화에 대해 원색적인과 지속적인 프롬프트 표시(stalked이 박테리아에 실험에[8])없이 그들의 지수기 성장은 종종 다신 일정한 속도지만, 대신 천천히 썩어 가는 비율과 압박에 끊임 없는 확률적 대응 둘 다와 휴면 가는 것을 거절하면서 영양 사의 얼굴에 번식할 번식하지 않는다nc유입 및 폐기물 농도 증가.

박테리아 수의 감소는 심지어 로그가 될 수도 있다.따라서 이러한 성장 단계를 음의 로그 또는 음의 지수 성장 단계라고도 할 수 있습니다.[1]

배치배양의 대수상 말기 부근에는 부틸리스균[9] 및 기타 세균과 같이 자연유전변형능을 유도할 수 있다.자연 유전자 변형은 DNA 손상을 복구하기 위한 적응으로 보이는 DNA 이식의 한 형태이다.

배치 배양은 세균 증식이 연구되는 가장 일반적인 실험실 성장 방법이지만, 그 중 하나에 불과하다.이상적으로는 공간적으로 비구조적이고 시간적으로 구조화되어 있습니다.세균 배양은 단일 배지를 사용하여 폐쇄된 혈관에서 배양됩니다.일부 실험 환경에서는 일부 세균 배양물이 주기적으로 제거되어 신선한 멸균 배지에 첨가됩니다.극단적인 경우, 이것은 영양소의 지속적인 재생으로 이어진다.이것은 연속 문화라고도 알려진 체모스타트입니다.이상적으로는 공간적으로 비정형이고 시간적으로 비정형이며, 영양 공급과 세균 증식 속도에 의해 정의된 안정된 상태입니다.배치배양에 비해 균이 기하급수적인 성장기 상태로 유지되어 세균의 증식속도를 알 수 있다.관련 장치로는 터보스타트 및 보조태트가 있습니다.대장균이 16시간의 두 배 속도로 매우 느리게 자랄 때 대부분의 세포는 단일 [1]염색체를 가지고 있다.

박테리오스타트로 박테리아의 성장을 억제할 수 있으며 반드시 박테리오스타트를 죽일 필요는 없다.특정 독소는 세균의 성장을 억제하거나 박테리아를 죽이기 위해 사용될 수 있다.항생제는 박테리아를 죽이기 위해 사용되는 약이다; 그것들은 부작용을 일으킬 수 있고 심지어 사람들에게 부작용을 일으킬 수도 있지만, 독소로 분류되지는 않는다.둘 이상의 박테리아 종들이 존재하는 군집학적, 진정한 자연 상황에서, 미생물의 성장은 더 역동적이고 지속적입니다.

세균 증식을 위한 실험실 환경은 액체뿐만이 아니다.바이오필름이나 한천 표면과 같이 공간적으로 구조화된 환경은 추가적인 복잡한 성장 모델을 제시합니다.

환경 조건

환경 요인은 산도(pH), 온도, 물 활동, 매크로 및 마이크로 영양소, 산소 수준, 독소 등의 세균 증식 속도에 영향을 미칩니다.상태는 극친성을 제외하고 박테리아 간에 비교적 일치하는 경향이 있다.박테리아는 그들이 번성하는 최적의 성장 조건을 가지고 있지만, 일단 그러한 조건들을 벗어나면, 스트레스는 성장 감소 또는 정지, 휴면, 또는 죽음을 초래할 수 있습니다.최적의 성장 조건을 유지하는 것은 식품 보존의 핵심 원칙이다.

온도

낮은 온도는 성장률을 감소시키는 경향이 있고, 이로 인해 냉장고가 식품 보존에 중요한 역할을 하게 되었다.온도에 따라 박테리아는 다음과 같이 분류할 수 있습니다.

  • 친정신성애자

사이코필은 약 15°C 이하에서 성장하기에 최적의 온도를 가진 극호성 냉애성 박테리아 또는 고세균이다(20°C에서 성장을 위한 최대 온도, 0°C 이하에서 성장을 위한 최소 온도).사이코파일은 일반적으로 극지방의 만년설, 영구 동토층, 극지방 표면, 그리고 [10]심해와 같은 지구의 극도로 추운 생태계에서 발견됩니다.

  • 중편애자

메소필은 적당한 온도에서 번식하는 박테리아로 20°C에서 45°C 사이에서 가장 잘 자랍니다.이러한 온도는 인간의 자연 체온과 일치하며, 이것이 많은 인간 병원균이 [11]중수성인 이유이다.

  • 열애호성

45~80°C의 온도에서 생존합니다.[12]

산도

박테리아에 대한 최적의 산도는 산성 친산성을 제외하고 pH 6.5~7.0 정도인 경향이 있다.일부 박테리아는 산을 배설하여 최적의 상태가 [13]되지 않는 등 pH를 변화시킬 수 있습니다.

물의 활동

다음 항목도 참조하십시오.물의 활동

산소

박테리아는 곡예비행이나 혐기성 세균일 수 있다.필요한 세균은 산소의 정도에 따라 다음과 같은 분류로 분류될 수 있습니다.

  1. 통성 무공해성 또는 성장에 필요한 최소한의 산소
  2. 필수 혐기성 생물은 산소가 전혀 없는 경우에만 자란다
  3. 통성 곡예비행 - 존재 또는 최소 산소 중 하나로 성장할 수 있다
  4. 곡예 비행을 의무화하다

미량 영양소

풍부한 영양소

다음 항목도 참조하십시오.철 § 생물학적, 병리적 역할

독성 화합물

에탄올과 같은 독성 화합물은 성장을 방해하거나 박테리아를 죽일 수 있습니다.이것은 소독과 식품 보존에 유익하게 사용된다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b Skarstad K, Steen HB, Boye E (1983). "Cell cycle parameters of slowly growing Escherichia coli B/r studied by flow cytometry". J. Bacteriol. 154 (2): 656–62. doi:10.1128/jb.154.2.656-662.1983. PMC 217513. PMID 6341358.
  2. ^ Zwietering MH, Jongenburger I, Rombouts FM, van 'T Riet K (1990). "Modeling of the Bacterial Growth Curve". Applied and Environmental Microbiology. 56 (6): 1875–1881. Bibcode:1990ApEnM..56.1875Z. doi:10.1128/aem.56.6.1875-1881.1990. PMC 184525. PMID 16348228.
  3. ^ Fankhauser, David B. (July 17, 2004). "Bacterial Growth Curve". University of Cincinnati Clermont College. Archived from the original on February 13, 2016. Retrieved December 29, 2015.
  4. ^ 케이스, 크리스틴, 펑크, 버델, 토르토라, 제라드미생물학 입문 (제10판).
  5. ^ a b "http://www.ifr.ac.uk/bacanova/project_backg.html 2007년 10월 24일 Wayback Machine에서 아카이브 완료"2008년 5월 7일 취득
  6. ^ "마셜 T. 새비지 - 지수론적 견해"
  7. ^ a b Bridges BA, Foster PL, Timms AR (2001). "Effect of endogenous carotenoids on "adaptive" mutation in Escherichia coli FC40". Mutat. Res. 473 (1): 109–19. doi:10.1016/s0027-5107(00)00144-5. PMC 2929247. PMID 11166030.
  8. ^ Novick A (1955). "Growth of Bacteria". Annual Review of Microbiology. 9: 97–110. doi:10.1146/annurev.mi.09.100155.000525. PMID 13259461.
  9. ^ Anagnostopoulos C, Spizizen J (1961). "Requirements for Transformation in Bacillus Subtilis". J. Bacteriol. 81 (5): 741–6. doi:10.1128/JB.81.5.741-746.1961. PMC 279084. PMID 16561900.
  10. ^ "Psychrophiles and Psychrotrophs". www.els.net. Retrieved February 6, 2018.
  11. ^ "Mesophile - Biology-Online Dictionary". www.biology-online.org. Retrieved February 6, 2018.
  12. ^ Bergey, David H (1919). "Thermophilic bacteria". Journal of Bacteriology. 4 (4): 301–306. doi:10.1128/jb.4.4.301-306.1919. PMC 378811. PMID 16558843.
  13. ^ Blamire, John. "Effect of pH on Growth Rate". Brooklyn College. Retrieved October 8, 2016.

외부 링크

Wikimedia Commons에는 세균 증식과 관련된 미디어가 있습니다.

이 기사에는 2003년 4월 26일에 Nupedia에 투고된 기사의 자료, Nagina Parmar가 작성, 생물학 그룹에 의해 리뷰 및 승인, Gaytha Langlois, 수석 리뷰어, Gaytha Langlois, 수석 카피 에디터, Ruth Ifcher 및 Jan Hogle이 포함되어 있습니다.