la croissance des Populations bactériennes (page 3)
(Ce chapitre comporte 4 pages)
© Kenneth Todar, PhD
La courbe de croissance bactérienne
en laboratoire, dans des conditions favorables, une population bactérienne croissantedouble à intervalles réguliers. La croissance se fait par progression géométrique: 1, 2,4, 8, etc. ou 20, 21, 22, 23………2n(où n = le nombre de générations). C’est ce qu’on appelle exponentialgrowth.In en réalité, la croissance exponentielle n’est qu’une partie du cycle de vie bactérien et n’est pas représentative du modèle normal de croissance des bactéries en nature.,
Lorsqu’un milieu frais est inoculé avec un nombre donné de cellules, et que la croissance de la population est surveillée sur une période de temps, tracer les données donnera une courbe de croissance bactérienne typique (Figure 3 ci-dessous).
la Figure 3. Le typicalbacterialgrowth courbe. Lorsque les bactéries sont cultivées dans un système fermé (également appelé culture abatch), comme un tube à essai, la population de cellules expire presque toujoursexhibe ces dynamiques de croissance: les cellules s’adaptent initialement au nouveau milieu (Phase de décalage) jusqu’à ce qu’elles puissent commencer à se diviser régulièrement par le processus de fission binaire (phase exponentielle)., Lorsque leur croissance devientlimitée, les cellules cessent de se diviser (phase stationnaire), jusqu’à ce qu’elles montrent éventuellement une perte de viabilité (Phase de mort). Notez les paramètres des axes X et Y. La croissance est exprimée par le changement du nombre de cellules viables par rapport au temps. Les temps de génération sont calculés au cours dela Phase de croissance. Les mesures de temps sont en heures pour les bactéries avecles temps de génération courts.
quatre phases caractéristiques du cycle de croissance sont reconnues.
1. Phase De Latence. Immédiatement après l’inoculation des cellules. milieu frais, la population reste Temporairement inchangée., Bien qu’il n’y ait pas de division cellulaire apparente, les cellules peuvent être en croissance ou en masse, synthétisant des enzymes, des protéines, de l’ARN, etc., et augmenter inmetabolicactivity.
la durée de la phase de retard dépend apparemment d’une large variétéde facteurs, y compris la taille de l’inoculum; du temps nécessaire pour recouvrer les dommages physiques ou les chocs lors du transfert; du temps nécessaire pour la synthèse des coenzymes essentielles ou des facteurs de division; et du temps nécessaire pour la synthèse des nouvelles enzymes (inductibles) nécessaires pour métaboliser les sous-substances présentes dans le milieu.
2. Phase exponentielle (log)., La phase exponentielle de croissanceest un modèle de croissance équilibrée dans lequel toutes les cellules se divisent régulièrement par fission binaire et se développent par progression géométrique. Les cellules divisent à un rythme constant en fonction de la composition de la croissancemoyen et des conditions d’incubation. Le taux de croissance exponentielle d’une culture bactérienne est exprimé en temps de génération, également en temps de développement de la population bactérienne. Le temps de génération (G) est défini comme le temps (t) par génération (n = nombre de générations). Par conséquent, G=t/nistl’équation à partir de laquelle dérivent les calculs du temps de génération (ci-dessous).,
3. La Phase Stationnaire. La croissance exponentielle ne peut pas être continuée dans une culture par lots (par exemple, un système fermé tel qu’un tube à essai ou un ballon). La croissance démographique est limitée par l’un des trois facteurs suivants: 1.épuisement des nutriments disponibles; 2. accumulation de métabolites inhibiteurs orendproducts; 3. épuisement de l’espace, dans ce cas appelé un manque de »biologiquespace ».
pendant la phase stationnaire, si les cellules viables sont comptées, ilpas être déterminé si certaines cellules sont en train de mourir et un nombre égal de cellules se divisent, ou la population de cellules a simplement cessé de croître anddividing., La phase stationnaire, comme la phase de décalage, n’est pas nécessairementune période de quiescence. Les bactéries qui produisent des métabolites secondaires, tels que les antibiotiques, le font pendant la phase stationnaire du cycle de croissance(les métabolites secondaires sont définis comme des métabolites produits après l’activation de la croissance). C’est pendant la phase stationnaire que les bactéries qui forment des spores doivent induire ou démasquer l’activité de dizaines de gènes qui peuvent être impliqués dans le processus de sporulation.
4. La Mort De Phase., Si l’incubation se poursuit après que la population atteigne la phase stationnaire, une phase de mort s’ensuit, au cours de laquelle la population de cellules viables diminue. (Remarque, si le comptage par mesure turbidimétrique est effectué par comptage normicroscopique, la phase de mort ne peut pas être observée.). Au cours de la phase de phase, le nombre de cellules viables diminue géométriquement(exponentiellement),essentiellement l’inverse de la croissance pendant la phase logarithmique.
taux de croissance et temps de génération
comme mentionné ci-dessus, taux de croissance bactérienne pendant la phase de croissance externe, dans des conditions nutritionnelles standard (milieu de culture,température,pH, etc.,), définir le temps de génération de la bactérie. Les temps de génération pourbactéries varient d’environ 12 minutes à 24 heures ou plus. Le temps de génération pour E. coli en laboratoire est de 15-20 minutes, mais dans le tractus intestinal, le temps de génération du coliforme est estimé à12-24hours. Pour la plupart des bactéries connues qui peuvent être cultivées, la générationles durées varient d’environ 15 minutes à 1 heure. Les symbiontes tels que le Rhizobium tendentà avoir des temps de génération plus longs. De nombreux lithotrophes, tels que thenitrifiingbactéries, ont également de longs temps de génération., Certaines bactéries qui sontpathogènes,tels que Mycobacterium tuberculosis et Treponema pallidum, ont des temps de génération particulièrement longs, ce qui est considéré comme unavantagedans leur virulence. Les temps de génération de quelques bactéries sont montrésintable 2.
le Tableau 2. Temps de générationquelques bactéries communes dans des conditions optimales de croissance., aureus
Calculation of Generation Time
When growing exponentially by binary fission, the increase in abacterialpopulation is by geometric progression., Si nous commençons avec onecell,quand il se divise, il y a 2 cellules dans la première génération, 4 cellules dans la deuxième génération, 8 cellules, dans la troisième génération, et ainsi de suite. Thegenerationtime est l’intervalle de temps requis pour que les cellules (ou la population) se divisent.,
G (temps de génération) = (temps, en minutes ou en heures)/n(nombre de générations)
G = t/n
t = intervalle de temps en heures ou en minutes
B = Nombre de bactéries au début d’un intervalle de temps
b = nombre de bactéries à la fin de l’intervalle de temps
n = nombre/p>
b = b x 2N (cette équation est une expression de la croissance bybinaryfission)
résoudre pour n:
logb = logb + nlog2
N = Logb – logb
log2
N = logb – logb
.301
n = 3.,3 logb/B
G = t/n
résoudre pour G
G = t
3.3 log b/B
exemple: Quel est le temps de génération d’une population bactérienne qui passe de 10 000 cellules à 10 000 000 cellules en quatre heures de croissance?
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