BScmikrobifiziologia.pdf - Biomérnöki Tanszék - Debreceni Egyetem

A mikroorganizmus fiziológiai állapotára vonatkozó adatgyűjtésre széleskörben aslkalmazzák akemosztátban való folytonos tenyésztést. Ez esetben limitáló faktorként szabadon választható atáptalaj valamelyik nélkülözhetetlen összetevője (szénforrás, nitrgénforrás, a foszfát vagy a kén).De limitáló komponens lehet az oxigén is. A mikroszervezet fiziológiai állapotát a higítási rátaállítja be, mert a sejtben felhasznált tápanyag komponensek aktuális mennyisége, azanyagforgalom (turnover) döntően befolyásolja az élettani viszonyok koncentráció függőszabályozottságát. Az exponenciális fázis specifikus növekedési rátája a kemosztát kultúrában ahígítási rátával egyezik. A higítási rátát növelve a köztesanyagcsere szabályozási mechanizmusais érvényesül, de erőszakot alkalmazva bizonyos metabolitok túltermelése is lehetővé válik. Azátfolyási ráta emelése adott esetben kimosódáshoz vezet..A mérhető növekedés tehát számszerű adatot szolgáltat a vizsgálandó szervezet élettaniállapotáról. A növekedés ütemét valójában egy-egy limitáló hatású enzim teljesítményehatározza meg. Bármilyen sejtméreg vagy enzimgátló anyag jelenléte, tápanyaghiány vagykedvezőtlen fizikai körülmény (például a tenyészközeg hőmérsékletének változása) a generációsidő megnyúlását, a sejtosztódás sebességének a csökkenését okozhatja. A munkahipotézisszerint a növekedési sebesség fokozódása az optimális körülményekhez való közeledést jelzi.Ennek az adatnak a megbízható mérése, a növekedés ütemének a meghatározása, nem könnyűfeladat. Ezt a megállapítást igazolja az irodalomban és a laboratóriumi gyakorlatban használtmérési módszerek nagy száma. (Száraz sejttömeg mérés, élő sejtszám változás mérése,fényelnyelés mérése, nefelométer használata, DNS- tartalom mérés, fehérjetartalom-mérés, stb.)A mikroorganizmus növekedési sebessége a mikroszervezet és a környezete közöttiviszonyra jellemző számszerűen megadható adat, optimális esetben exponenciális összefüggéstmutat a tenyészidővel. Húsz perces generációs időt feltételezve 10 osztódással három és fél óraalatt a kiindulási sejtszám ezerszeresét mérhetjük. További hat óra múlva egyetlen sejtbőlkiindulva az élő csíraszám megközelíti a 100 milliót. Gyakorlatilag egy kezdeti lappangásiszakasz, várakozási idő (lag-fázis) után, a növekedés intenzív szakaszában mérhetjük atenyésztés hőfoka által befolyásolt — Escherichia coli esetében 20 perces — generációs időt.Ha a sejt térfogatot 1 µm 3 -nek tekintjük, akkor 48 óra alatt 20 perces generációs idővel 2,2x10 25m 3 protoplazmához jutnánk. Megjegyzendő: a Föld térfogata csak 1,1x10 21 m 3 .A MIKROSZERVEZET NÖVEKEDÉSÉNEK HŐMÉRSÉKLETÉRZÉKENYSÉGEA növekedés sebességét az életműködés szempontjából fontos enzimek aktivitását meghatározóhőérzékenységük befolyásolja.34