Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

MİKROBİYAL BÜYÜME VE BÜYÜMENİN KONTROLÜ

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "MİKROBİYAL BÜYÜME VE BÜYÜMENİN KONTROLÜ"— Sunum transkripti:

1 MİKROBİYAL BÜYÜME VE BÜYÜMENİN KONTROLÜ

2 Mikrobiyal büyüme denilince sayısal artıştan bahsedilir
Mikrobiyal büyüme denilince sayısal artıştan bahsedilir. Eğer besiyerideki besin ve ortam şartları bakterinin büyümesi için elverişli ise ilk önce bakterilerin hacimsel büyümesi olur. Daha sonra, hacim bakımından büyüyen bakteri hücre bölünmesi ile çoğalarak sayısal artış olur.

3 HÜCRELERİN BESİNSEL GEREKSİNİMLERİ
Her organizma, enerji üretebilmesi ve hücresel biyosentez yapabilmesi için gerekli olan tüm maddeleri çevresinde bulabilmelidir. Bakteriyel büyüme için kullanılan kimyasal maddeler ve elementler besinler (nutrients) olarak ifade edilir. Laboratuvarlarda bakterilerin büyümesi için gerekli besinleri çözelti halinde içeren kültür ortamları kullanılır.

4 Önemli Elementler, Kaynakları ve Bakteri Hücresindeki İşlevleri
% kuru ağırlık Kaynak İşlevi Karbon 50 Organik bileşikler ya da CO2 Hücresel materyalin esas öğesi Oksijen 20 H2O, organik bileşikler, CO2, ve O2 Hücre materyal ve suyunun öğesi; O2 aerobik solunumdaki elektron akseptörü Azot 14 NH3, NO3, organik bileşikler, N2 Amino asit, nükleik asit, nükleotid ve koenzimlerin öğesi Hidrojen 8 H2O, organik bileşikler, H2 Organik bileşikler ve hücre suyunun esas öğesi Fosfor 3 Organik fosfatlar (PO4) Nükleik asit, nükleotid, fosfolipid, LPS, teikoik asitlerin öğesi Kükürt 1 SO4, H2S, So, organik sülfür bileşikleri Sistein, methionin, glutathion, birkaç koenzimin öğesi Potasyum Potasyum tuzları Hücresel inorganik katyon ve bazı enzimler için kofaktör Magnezyum 0.5 Magnezyum tuzları İnorganik hücresel katyon ve bazı enzimatik reaksiyonlar için kofaktör Kalsiyum Kalsiyum tuzları İnorganik hücresel katyon, bazı enzimler için kofaktör ve endosporların bir bileşeni Demir 0.2 Demir tuzları Sitokromlar ve bazı nonheme demir proteinlerinin bileşeni ve bazı enzimatik reaksiyonlar için kofaktör

5 Enzimatik reaksiyonlarda kofaktör olarak iş görürler.
İZ ELEMENTLER Belirlenmesi zor olan bazı hücreler için çok az miktarlarda gereken metal iyonlarıdır ve besiyerine ilave edilmesine gerek duyulmaz. Enzimatik reaksiyonlarda kofaktör olarak iş görürler. Mn, Co, Zn, Cu ve Mo Bir organizma için iz element olan bir metal iyonu bir başka organizma için önemli bir element olabilir.

6 KARBON VE ENERJİ KAYNAKLARI
Tüm canlı organizmalar Enerji kaynağı Karbon kaynağı Diğer besinlere gereksinim duyar.

7 Prokaryotlarda önemli beslenme şekilleri
Beslenme şekli Enerji kaynağı Karbon kaynağı Örnekler Fotoototroflar Işık CO2 Siyanobakteriler, bazı Mor ve yeşil bakteriler Fotoheterotrof-lar Organik bileşikler Bazı Mor ve Yeşil Bakteriler Kemoototroflar ya da Litotroflar H2, NH3, NO2, H2S gibi İnorganik bileşikler Birkaç Bakteri ve pek çok Arke Kemoheterotroflar ya da Heterotroflar Çoğu Bakteriler ve bazı Arke ler

8 Büyüme faktörleri Pürin ve pirimidinler Aminoasitler Vitaminler

9 Bazı Bakterilerin Beslenmesinde Gerekli Olan Yaygın Vitaminler
KOENZİM ŞEKLİ İŞLEVİ p-aminobenzoik asit(PABA) - Folik asit biyosentez prekürsör. Folik asit Tetrahidrofolat Bir karbonlu birimlerin transferi ve timin, pürin bazları, serin, metionin ve pantotenatın sentezi için gerekli. Biotin Karbondioksit fiksasyonu gereken biyosentetik reaksiyonlar Lipoik asit Lipoamid Ketoasitlerin oksidasyonunda açil gruplarının transferi Metkaptoetansülfonik asit Koenzim M Metanojenler tarafından metan üretimi Nikotinik asit NAD (Nikotinamid adenin dinükleotid) ve NADP Dehidrogenasyon reaksiyonlarında elektron taşıyıcısı. Pantotenik asit Koenzim A ve açil taşıyıcı protein (ACP) Metabolizmadaki keto asit ve açil grup taşıyıcılarının oksidasyonu Pridoksin (B6) Pridoksal fosfat Transaminasyon, deaminasyon, dekarboksilasyon ve aminoasitlerin rasemasyonu Riboflavin (B2) FMN (Flavinmononükleotid) ve FAD (Flavindinükleotid) Oksidoredüksiyon reaksiyonları Tiamin (B1) Tiamin profosfat (TPP) Ketoasitlerin dekarboksilasyonu ve transaminaz reaksiyonları Vitamin B12 Adenin nükleosit ile birleşmiş kobalemin Metil gruplarının transferi Vitamin K Quinonlar ve naftoquinonlae Elektron transport işlemleri

10 Kültür ortamları Farkı amaçlar ve kullanımlar için geliştirilmiş çok sayıda kültür ortamları vardır. İzolasyon Saf kültür muhafazası İdentifikasyon Katı, yarı katı ve sıvı ortamlar Agar (katılaştırıcı ajan, inert, 100 °C’de erir, 40 °C’de katılaşmaya başlar.

11 Kültür ortam çeşitleri
Sentetik (tanımlanmış) Kompleks (tanımlanmamış) Seçici ortam Ayırt edici ortam Zenginleştirme ortamı

12 Bacillus megatarum’ un büyümesi için minimal ortam
Bacillus megatarum’ un büyümesi için minimal ortam. Heterotrofik bir bakterinin büyümesi için kimyasal olarak tanımlanmış bir ortam örneği Litoototrofik bir bakteri olan Thiobacillus thiooxidans’ ın büyümesi çin tanımlanmış bir ortam (aynı zamnda bir zenginleştirme ortamı) Bileşen Miktar Bileşenin Fonksiyonu Sukroz 10.0 g C ve energi kaynağı K2HPO4 2.5 g pH tamponu; P ve K kaynağı KH2PO4 (NH4)2HPO4 1.0 g pH tamponu; N ve P kaynağı MgSO4 7H2O 0.20 g S ve Mg++ kaynağı FeSO4 7H2O 0.01 g Fe++ kaynağı MnSO4 7H2O 0.007 g Mn++ kaynağı Su 985 ml pH 7.0 Bileşen Miktar Bileşenin fonksiyonu NH4Cl 0.52 g N kaynağı KH2PO4 0.28 g P ve K kaynağı MgSO4 7H2O 0.25 g S ve Mg++ kaynağı CaCl2 2H2O 0.07 g Ca++ kaynağı Elemental Sulfur 1.56 g Enerji kaynağı CO2 5%* C kaynağı Su 1000 ml pH 3.0

13 Müşkülpesent bakterilerin büyümesi için kompleks ortam
Ekstrem halofillerin büyümesi için seçici zenginleştirme ortamı Bileşen Miktar Bileşen Fonksiyonu Kasamino asit 7.5 g Amino asit, N, S, ve P kaynağı Yeast extract 10.0 g Büyüme faktörlerinin kaynağı Trisodium citrate 3.0 g C ve enerji kaynağı KCl 2.0 g K+ kaynağı MgSO4 7 H2O 20.0 g S ve Mg++ kaynağı FeCl2 0.023 g Fe++ kaynağı NaCl 250 g Halofilik ve nonhalofilikler için inhibitör Na+ kaynağı Su 1000 ml pH 7.4 Müşkülpesent bakterilerin büyümesi için kompleks ortam Bileşen Miktar Bileşenin Fonksiyonu Beef extract 1.5 g Vitamin ve diğer büyüme faktörlerinin kaynağı Yeast extract 3.0 g Pepton 6.0 g Amino asit, N, S, ve P kaynağı Glukoz 1.0 g C ve enerji kaynağı Agar 15.0 g İnert katılaştırıcı madde Su 1000 ml pH 6.6

14 Fiziksel ve çevresel gereksinimler
Oksijen pH Sıcaklık Su aktivitesi

15 Çizelge 6. Mikroorganizmaların oksijen isteklerini tanımlamada kullanılan terimler
Çevre Grup Aerobik Anaerobik O2 etkisi Obligat Aerob Büyür Büyümez Gerekli (aerobik solunumda kullanılır) Mikroaerofil Çok yüksek değilse büyür Gerekli fakat 0,2 atm nin altındaki seviyelerde Obligat Anaerob Büyümeye toksik Fakültatif Anaerob (Fakültatif Aerob) Büyüme için gerekli değil, fakat var olduğunda kullanır Aerotolerant Anaerob Gerekli değil, kullanılmaz

16 Büyüme üzerine pH’ ın etkisi
Organizma Minimum pH Optimum pH Maximum pH Thiobacillus thiooxidans 0.5 Sulfolobus acidocaldarius 1.0 5.0 Bacillus acidocaldarius 2.0 4.0 6.0 Zymomonas lindneri 3.5 7.5 Lactobacillus acidophilus 6.8 Staphylococcus aureus 4.2 9.3 Escherichia coli 4.4 9.0 Clostridium sporogenes Erwinia caratovora 5.6 7.1 Pseudomonas aeruginosa 8.0 Thiobacillus novellus 5.7 7.0 Streptococcus pneumoniae 6.5 7.8 8.3 Nitrobacter sp 6.6 10.0

17 Büyüme üzerine sıcaklığın etkisi
Group Minimum Optimum Maximum Comments Psychrophile Below 0 10-15 Below 20 Grow best at relatively low T Psychrotroph 15-30 Above 25 Able to grow at low T but prefer moderate T Mesophile 30-40 Below 45 Most bacteria esp. those living in association with warm-blooded animals Thermophile 45 50-85 Above 100 (boiling) Among all thermophiles is wide variation in optimum and maximum T

18 Büyüme sıcaklıkları (oC)
Bazı Bakteriler ve Arkenın Büyümesi İçin Minimum, Maksimum Ve Optimum Sıcaklık Değerleri Büyüme sıcaklıkları (oC) Bakteri Minimum Optimum Maksimum Listeria monocytogenes 1 30-37 45 Vibrio marinus 4 15 30 Pseudomonas maltophilia 35 41 Thiobacillus novellus 5 25-30 42 Staphylococcus aureus 10 Escherichia coli 37 Clostridium kluyveri 19 Streptococcus pyogenes 20 40 Streptococcus pneumoniae 25 Bacillus flavothermus 60 72 Thermus aquaticus 70-72 79 Methanococcus jannaschii 85 90 Sulfolobus acidocaldarius 70 75-85 Pyrobacterium brockii 80 115

19 Bazı prokaryotların optimum büyüme sıcaklıkları
Genus and species Optimal büyüme sıcaklığı (oC) Vibrio cholerae 18-37 Photobacterium phosphoreum 20 Rhizobium leguminosarum Streptomyces griseus 25 Rhodobacter sphaeroides 25-30 Pseudomonas fluorescens Erwinia amylovora 27-30 Staphylococcus aureus 30-37 Escherichia coli 37 Mycobacterium tuberculosis Pseudomonas aeruginosa Streptococcus pyogenes Treponema pallidum Thermoplasma acidophilum 59 Thermus aquaticus 70 Bacillus caldolyticus 72 Pyrococcus furiosus 100 Hipertermofilik arke Büyüme sıcaklığı(oC) Genus Min. Opt. Mak. Opt. pH Sulfolobus 55 75-85 87 2-3 Desulfurococcus 60 85 93 6 Methanothermus 83 88 6-7 Pyrodictium 82 105 113 Methanopyrus 100 110 7

20 Bazı prokaryotların büyümesini sınırlayıcı su aktiviteleri (Aw)
Su Aktivitesi Bazı prokaryotların büyümesini sınırlayıcı su aktiviteleri (Aw) Organizma Büyüme için minimum Aw Caulobacter 1.00 Spirillum Pseudomonas 0.91 Salmonella/E. coli Lactobacillus 0.90 Bacillus Staphylococcus 0.85 Halococcus 0.75

21 Bakteriyal Populasyonlarda Büyüme
Büyüme nedir? Hücre kütlesi ve ribozom sayısında artış, bakteriyal kromozomun duplikasyonu, yeni hücre çeperi ve membranının sentezi, iki kromozomun ayrılması, bölme oluşumu ve hücre bölünmesi; İkiye bölünme (binary fission) Hücre sayısındaki artış Yeni hücre oluşumu

22 İkiye bölünerek bakteriyal büyüme

23 Hücre Kütlesini Ölçüm Yöntemleri
Doğrudan fiziksel ölçüm Kuru ağırlık Yaş ağırlık Hücrelerin hacmi (santrifüj sonrası) Doğrudan kimyasal ölçüm; toplam N, toplam protein ve toplam DNA içeriği gibi Kimyasal aktivitenin dolaylı ölçümü; O2 ya da CO2 nin tüketim ve üretimi Bulanıklılık ölçümleri

24 Hücre Sayısını Ölçüm Yöntemleri
Doğrudan mikroskobik sayım Özel lamlar kullanılır. (>107 hücre/ml) Termofilik bakterilerin belirlenmesi ve sayımı Elektronik sayım odacıkları Kan hücreleri gibi ökaryotik hücrelerin sayımında kullanılır. Dolaylı canlı sayım (kültürel sayım, plakta sayım). Colony forming unit (cfu)

25 Dolaylı canlı sayımın avantaj ve dezavantajları
Hassas oluşu bir üstünlüktür. Dezavantajları sadece canlı hücreler gelişir grup ya da zincir halindeki hücreler tek bir koloni olarak sayılır kültür şartlarına uygun organizmalar gelişir

26 Bakteriyal büyümenin ölçüldüğü bazı yöntemler
Method Application Comments Direct microscopic count Enumeration of bacteria in milk or cellular vaccines Cannot distinguish living from nonliving cells Viable cell count (colony counts) Enumeration of bacteria in milk, foods, soil, water, laboratory cultures, etc. Very sensitive if plating conditions are optimal Turbidity measurement Estimations of large numbers of bacteria in clear liquid media and broths Fast and nondestructive, but cannot detect cell densities less than 107 cells per ml Measurement of total N or protein Measurement of total cell yield from very dense cultures  only practical application is in the research laboratory Measurement of Biochemical activity e.g. O2 uptake CO2 production, ATP production, etc. Microbiological assays Requires a fixed standard to relate chemical activity to cell mass and/or cell numbers Measurement of dry weight or wet weight of cells or volume of cells after centrifugation Measurement of total cell yield in cultures  probably more sensitive than total N or total protein measurements

27 Nutrient agar petrisinde büyüyen bakteriyal koloniler
Nutrient agar petrisinde büyüyen bakteriyal koloniler. Hans Knoll Institute. Jena, Germany.

28 Bakteriyal büyüme eğrisi

29 Bakteriyal büyümede safhalar
Lag fazı Eksponensiyal faz Stasyoner faz Ölüm fazı

30 Büyüme hızı ve generasyon süresi
Standart besinsel koşullarda (besiyeri, sıcaklık, pH gibi), eksponansiyel büyüme fazında bakterilerin büyüme hızı bakterinin generasyon süresi olarak tanımlanır. 12dak – 24 saat ya da daha fazla E. coli dak. Koliformlar saat

31 Optimum koşullarda büyütülen bazı yaygın bakterilerin generasyon süreleri
Bacterium Medium Generation Time (minutes) Escherichia coli Glucose-salts 17 Bacillus  megaterium Sucrose-salts 25 Streptococcus lactis Milk 26 Lactose broth 48 Staphylococcus aureus Heart infusion broth 27-30 Lactobacillus acidophilus 66-87 Rhizobium japonicum Mannitol-salts-yeast extract Mycobacterium tuberculosis Synthetic Treponema pallidum Rabbit testes 1980

32


"MİKROBİYAL BÜYÜME VE BÜYÜMENİN KONTROLÜ" indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları