Allgemeine Mikrobiologie

174 6WachstumundErnährungderMikroorganismen
Organismenunterliegen.EinestatischeKulturverhältsichwieeinvielzelligerOrganismusmitgenetischbegrenztemWachstum.
DasWachstumeinerBakterienkulturwirdingraphischerDarstellung
anschaulich, wennman dieLogarithmenderLebendzellzahlgegendie
Zeit aufträgt. Eine typische Wachstumskurve (Abb. 6.9) lässt mehrere
Wachstumsphasenunterscheiden:Anlauf-(oderlag-)Phase,exponentielle
Phase,stationärePhaseundAbsterbephase.
Anlaufphase. Die Anlaufphase umfasst das Zeitintervall zwischen der
BeimpfungunddemErreichendermaximalenTeilungsrate.DieDauer
derAnlaufphaseistinsbesonderevonderVorkulturundvomAlterdes
ImpfmaterialssowievonderEignungderNährlösungabhängig.Stammt
dasImpfmaterialauseineraltenVorkultur(stationäreWachstumsphase),
sohatsichdieZelledurchRNA-,Ribosomen-undEnzymsyntheseerstauf
dieneuenWachstumsbedingungeneinzustellen.Unterscheidetsichdie
Energie-undKohlenstoffquelleinderneuenNährlösungvonderjenigen
derVorkultur,soistdieAnpassung(Adaptation)andieneuenBedingungenhäufigmiteinerNeusynthesevonEnzymenverbunden,dieinder
Vorkulturnichtbenötigtundauchnichtgebildetwordenwaren.DieBildungderneuenEnzymewirdzumeistdurchdasneueSubstratinduziert
(Plus6.4).
DieVeränderungeninderquantitativenZusammensetzungderBakterienzellewährendderAnlaufphasespiegelnsichimGehaltanRibonukleinsäureamstärkstenwider:DerRNA-Gehaltsteigtaufdas8–12fache.
Dabei handelt es sich um überwiegend ribosomale RNA, die mit der
ZahlderRibosomenstarkansteigt.
ExponentiellePhase.DieexponentielleWachstumsphaseistdurcheine
konstante minimale Generationszeit charakterisiert. Die minimale GenerationszeitwährenddieserPhaseist
einefür jedeBakterienartspezifische,
milieuabhängige Größe. Viele Enterobacteriaceen teilen sich
alle15–30min,Escherichiacolibei37 hCinKomplexmediumetwaalle
20min.BeianderenBakterienistdieGenerationszeiterheblichlänger
Plus6.4 Diauxie
Ein Beispiel für die Wirkung der Substrate auf
die Enzymbildung bietet das Phänomen der
so genannten Diauxie (Abb.). Diese Erscheinung
des zweiphasigen Wachstums findet
maninNährlösungen,indenenGemischevon
Nährstoffen vorliegen. Von einem Gemisch
ausz.B.GlucoseundSorbit(einZuckeralkohol)
wird durch Escherichia coli zuerst Glucose genutzt.Glucoseinduziertzunächstdiezuseiner
Verwertung notwendigen Enzyme und unterdrückt
(reprimiert) gleichzeitig die Synthese
der zur Sorbitverwertung notwendigen Enzyme.
Diese werden erst nach Verbrauch der
Glucoseproduziert.
Zweiphasiges Wachstum von Escherichia coli in Minimalmedium mit
Zuckern als Substraten (Diauxie). a Mit einem Gemisch von Glucose und
FructoseerhältmaneinetypischeWachstumskurve.MitGemischenausGlucoseundSorbitimVerhältnis1:3(b),1:1(c)und3:1(d)ergebensich
zweiphasige(diauxische)Wachstumskurven(nachDissertationvonJ.Monod,
1942).
Aus Fuchs, G. : Allgemeine Mikrobiologie (ISBN 978-313-444608-1) © Georg Thieme Verlag KG 2007
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