Bakteri Büyüme Eğrisinin Tespiti
Binary fission, bakterilerde replikasyon sonrasında hücrenin bölünerek sayısını iki katına çıkarması işlemidir. Hücre bölünmesi sırasında takip edilen bazı basamaklar bulur.
İlk olarak bakteri hücresel metaboliklerini sentezleyerek hücre içindeki miktar artışını sağlar. Sonrasında bakteriyel genom replike olarak sayısını ikiye çıkarır ve sitoplazmada bulunan proteinler aracılığıyla her bir genom hücrenin iki ucuna doğru konumlandırılır. Bölünme septumunun oluşmasıyla hücre ikiye bölünür ve çoğalma sağlanır. Bölünme sırasında gerçekleşen bu işlemler her bakteri için farklı sürelerde meydana gelir. Örneğin E.coli için bölünme süresi 30 dakika iken tüberküloza neden olan Mycobacterium tuberculosis bakterisinin bölünme süresi 15-20 saat arasındadır. İn vitro ortamlarda transformasyon gibi işlemlerde kullanılacak bakterinin jenerasyon süresinin ve bölünmesinin en hızlı olduğu anın belirlenmesi için büyüme eğrisinin (bacterial growth curve) çizilmesi gereklidir.
Bakteri büyüme eğrisi; o bakterinin en hızlı bölünmesinin gerçekleştiği, bölünmenin durdurulup ölüm fazına geçtiği gibi zamanları saptamak için bakteri kültüründen belirli dakika aralıklarında (30 dakikada bir) örnek alınıp spektral ölçüm alınması ve sonrasında bu veriler ile grafik çizilmesine dayanır. Bakterilerin büyüme ve popülasyon oluşturma özelliklerinin saptanması sıvı besiyerine ekim yapılarak ve buradaki kültürden örnek alınarak yapılabilir. Yapılan ölçümler sonucu oluşturulan bakteri büyüme eğrisinde temel olarak 4 faz görülmesi beklenir: lag, logaritmik (eksponansiyel), durağan ve ölüm fazı. Lag fazı bakteri kültüründen ilk alınan örnekte var olan bakteri miktarını belirten ve sonrasında bakterinin üremesi için hücresel hazırlıkların yapıldığı fazdır. Bu aşamada hücre sayısında fark edilir bir artış olmazken hücre hacminde ve içeriğinde artış gözlenir. Lag fazı süresini; hücrenin türü ve genetik yapısı, besiyeri ortamı gibi faktörler belirler. Lag fazında az sayıda hücre bulunması, besiyerinin temiz olması gibi fiziksel etkenler de hücrenin ileriki aşamada bölünmesini teşvik eder. Hücreler lag fazında bölünme için hazırlandıktan sonra log fazında bölünmeye geçer. Bu aşamada hücre sayısı eksponansiyel olarak artış gösterir ve popülasyonda maksimum hücre meydana gelene kadar devam eder. Bakteri kültüründe maksimum hücre üremesi ortamdaki besinlerin tükenmesine, kültür ortamının kirlenmesine bağlı olarak üremeyi durağanlaştırır. Bu aşamadan sonra bakteri büyüme ve ölüm oranlarının birbirine eş olduğu durağan faz gözlenir. Popülasyon bir süre surağan fazda kaldıktan sonra hücreyi negatif yönde etkileyen etkenlerden dolayı düzenli oranda hücre ölümü gerçekleşir. Kültürde bulunan bakteriler lag fazında kaldığı süre boyunca ölürler ancak bazı bakteriler canlılıklarını devam ettirebilir.
Bakteri büyüme eğrisi çizilirken uygulanan diğer uygulama ise eğri oluşturma için kültürden örnek alınması sırasında katı besiyeri içeren petri kaplarına ekim yapılarak oluşacak koloni miktarlarının takip edilmesidir. Petri kaplarına ekim yapıldıktan sonra bir gece inkübasyonu yapılan hücrelerin oluşturduğu koloni miktarı sayılır ve 1 mL’de var olan hücre sayısına göre Koloni sayısı (log10/mL) x Zaman grafiği çizilir. Koloni sayısı ekim yapılan petrilerdeki koloni sayısının 1 mL’deki miktarının log10 tabanındaki değeri olarak hesaplanır. Bu miktara CFU (Colony Forming Units) denir ve hücre konsantrasyon birimi CFU/mL’dir.
Bakterinin büyüme evreleri, teorik bilgiler ve deneysel veriler sonucu oluşturulan grafiklerin yorumlanmasıyla belirlenir ve ileri moleküler çalışmalar bakterinin büyüme evrelerine göre optimize edilir.
Merve Gül Turan
Kaynaklar:
1. https://www.jove.com/science-education/10100/bacterial-growth-curve-analysis-and-its-environmental-applications
2. https://courses.lumenlearning.com/microbiology/chapter/how-microbes-grow/
3. Yazıcıoğlu BI (2019). Bakteri Büyüme Eğrisinin Belirlenmesi MBU II Laboratuvar Föyü, Haliç Üniversitesi, İSTANBUL.
Mikrobiyoloji, Parazitoloji ve Viroloji
-
Mısır Mumyaları Sıtma, Parazitik Kurtlar ve Bitlerle Dolu
-
Araştırmacılar yeşil algler ve bakterilerin birlikte iklimin korunmasına katkıda bulunduğunu ortaya koyuyor.
-
Bilim İnsanları Kretase kehribarında hapsolmuş endoparazit deniz tenyasını keşfettiler.
-
Saç Bitleri, Amerika’ya İlk İnsan Göçleriyle Birlikte Yayılmış
-
E. coli'de ısı şoku tepkisinin altında yatan yeni mekanizmanın ortaya çıkarılması
-
Parazitlerle Enfekte Olmuş 200 Milyon Yıllık Dışkı Fosili Bulundu
-
"Virüsler ve Sağlığımız: Viral Hastalıkların Altında Yatan Gerçekler"
-
Sibirya’da Bulunan 46.000 Yıllık Yuvarlak Kurtlar Canlandırıldı
-
Virüsler hücreler arası iletişimi bozarak bağışıklık sistemini atlatıyor
-
Sıcağı seven deniz bakterisi, asbestin zehirleyici etkisini yok edebilir
-
Bağırsak bakterilerinin kilo almayla ilişkisi var mı?
-
Maymun çiçeği virüsü
-
C. elegans solucanlar zehirlenmekten nasıl korunuyor?
-
Yeni organizmanın keşfi, atık su arıtımında ortak sorunu çözebilir.
-
İlk Koronavirüs Salgını 21.000 Yıl Önce Çıkmış