Objectifs d’apprentissage
- Examiner les temps de génération microbienne
La croissance bactérienne est la division d’une bactérie en deux cellules filles dans un processus appelé fission binaire. À condition qu’aucun événement mutationnel ne se produise, les cellules filles résultantes sont génétiquement identiques à la cellule d’origine. Il y a donc « doublement local » de la population bactérienne. Les deux cellules filles issues de la division ne survivent pas nécessairement. Le temps de doublement est le temps de génération de la bactérie. Si le nombre de survivants dépasse l’unité en moyenne, la population bactérienne subit une croissance exponentielle.
La mesure d’une courbe de croissance bactérienne exponentielle en culture discontinue faisait traditionnellement partie de la formation de tous les microbiologistes. Les moyens de base nécessitent un dénombrement bactérien (comptage cellulaire) par des méthodes directes et individuelles (microscopie, cytométrie de flux), directes et en vrac (biomasse), indirectes et individuelles (comptage de colonies) ou indirectes et en vrac (nombre le plus probable, turbidité, absorption de nutriments). Dans les études autécologiques, la croissance bactérienne en culture discontinue peut être modélisée avec quatre phases différentes : phase de latence, phase exponentielle ou logarithmique, phase stationnaire et phase de mort.
Pendant la phase de latence, les bactéries s’adaptent aux conditions de croissance. C’est la période où les différentes bactéries arrivent à maturité et ne sont pas encore capables de se diviser. Pendant cette phase du cycle de croissance bactérienne, la synthèse de l’ARN, des enzymes et d’autres molécules a lieu. La phase exponentielle (parfois appelée phase log ou phase logarithmique) est une période caractérisée par le doublement des cellules. Le nombre de nouvelles bactéries apparaissant par unité de temps est proportionnel à la population actuelle. Si la croissance n’est pas limitée, le doublement se poursuit à un rythme constant, de sorte que le nombre de cellules et le taux d’accroissement de la population doublent à chaque période de temps consécutive. Pour ce type de croissance exponentielle, le tracé du logarithme naturel du nombre de cellules en fonction du temps produit une ligne droite. La pente de cette ligne est le taux de croissance spécifique de l’organisme, qui est une mesure du nombre de divisions par cellule par unité de temps.
Le taux réel de cette croissance (c’est-à-dire la pente de la ligne dans la figure) dépend des conditions de croissance, qui affectent la fréquence des événements de division cellulaire et la probabilité que les deux cellules filles survivent. Cependant, la croissance exponentielle ne peut pas se poursuivre indéfiniment car le milieu s’appauvrit rapidement en nutriments et s’enrichit en déchets. Enfin, la phase stationnaire est due à un facteur limitant la croissance, comme l’épuisement d’un nutriment et/ou la formation de produits inhibiteurs comme les acides organiques. La mort des cellules en fonction du temps est assez imprévisible et très difficile à expliquer. En phase de mort, les bactéries manquent de nutriments et meurent. Ce modèle de base de croissance en culture discontinue fait ressortir et souligne les aspects de la croissance bactérienne qui peuvent différer de la croissance de la macrofaune. Il met l’accent sur la clonalité, la division binaire asexuée, le court temps de développement par rapport à la réplication elle-même, le taux de mortalité apparemment faible, la nécessité de passer d’un état dormant à un état reproductif ou de conditionner le milieu, et enfin, la tendance des souches adaptées au laboratoire à épuiser leurs nutriments. En réalité, même en culture discontinue, les quatre phases ne sont pas bien définies.
Points clés
- Le temps de doublement est le temps de génération des bactéries.
- La mesure d’une courbe de croissance bactérienne exponentielle peut se faire par comptage cellulaire, comptage de colonies ou détermination de la turbidité des cultures bactériennes.
- La croissance bactérienne en culture discontinue peut être modélisée avec quatre phases différentes : phase de latence, phase exponentielle ou logarithmique, phase stationnaire et phase de mort.
Termes clés
- bactérie : Organisme unicellulaire sans noyau.
- Croissance bactérienne : La croissance bactérienne est la division d’une bactérie en deux cellules filles dans un processus appelé fission binaire.
- Temps de doublement : Le temps de doublement est la période de temps nécessaire pour qu’une quantité double en taille ou en valeur. Il s’applique à la croissance démographique, à l’inflation, à l’extraction des ressources, à la consommation de biens, aux intérêts composés, au volume des tumeurs malignes et à bien d’autres choses qui ont tendance à croître avec le temps.
- phase de latence : période de croissance bactérienne au cours de laquelle les bactéries s’adaptent aux conditions de croissance ; les bactéries individuelles arrivent à maturité et ne sont pas encore capables de se diviser
LICENCES ET ATTRIBUTIONS
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