Un cultivo tiene 100 células de E. coli y se deja crecer durante 2 horas. Cuál sería el total no. de E. coli si tiene un tiempo de duplicación de 20 minutos?

1. Fase de Lag . Inmediatamente después de la inoculación de las células en medio nuevo, la población permanece temporalmente sin cambios. Aunque no hay aparente división celular, las células pueden estar creciendo en volumen o masa, sintetizando enzimas, proteínas, ARN, etc., y aumentando la actividad metabólica.

La duración de la fase de retraso es aparentemente dependiente de una amplia variedad de factores, incluido el tamaño del inóculo; tiempo necesario para recuperarse del daño físico o shock en la transferencia; tiempo requerido para la síntesis de coenzimas o factores de división esenciales; y el tiempo requerido para la síntesis de nuevas enzimas (inducibles) que son necesarias para metabolizar los sustratos presentes en el medio.

2. Fase exponencial (log) . La fase exponencial de crecimiento es un patrón de crecimiento equilibrado en el que todas las células se dividen regularmente por fisión binaria, y están creciendo por progresión geométrica. Las células se dividen a una velocidad constante dependiendo de la composición del medio de crecimiento y las condiciones de incubación. La tasa de crecimiento exponencial de un cultivo bacteriano se expresa como el tiempo de generación , también el tiempo de duplicación de la población bacteriana. El tiempo de generación (G) se define como el tiempo (t) por generación (n = número de generaciones). Por lo tanto, G = t / n es la ecuación de la cual se derivan los cálculos del tiempo de generación (abajo).

3. Fase estacionaria . El crecimiento exponencial no puede continuarse para siempre en un cultivo por lotes (por ejemplo, un sistema cerrado como un tubo de ensayo o un matraz). El crecimiento de la población está limitado por uno de tres factores: 1. agotamiento de los nutrientes disponibles; 2. acumulación de metabolitos inhibidores o productos finales; 3. agotamiento del espacio, en este caso llamado falta de “espacio biológico”.

Durante la fase estacionaria, si se cuentan células viables, no se puede determinar si algunas células están muriendo y se está dividiendo un número igual de células, o si la población de células simplemente ha dejado de crecer y dividirse. La fase estacionaria, al igual que la fase de retardo, no es necesariamente un período de inactividad. Las bacterias que producen metabolitos secundarios , como los antibióticos, lo hacen durante la fase estacionaria del ciclo de crecimiento (los metabolitos secundarios se definen como los metabolitos producidos después de la etapa activa de crecimiento). Es durante la fase estacionaria cuando las bacterias formadoras de esporas tienen que inducir o desenmascarar la actividad de docenas de genes que pueden estar involucrados en el proceso de esporulación.

4. Fase de la muerte . Si la incubación continúa después de que la población alcanza la fase estacionaria, se produce una fase de muerte, en la que la población de células viables disminuye. (Tenga en cuenta que si se cuenta mediante mediciones turbidimétricas o recuentos microscópicos, no se puede observar la fase de muerte). Durante la fase de muerte, el número de células viables disminuye geométricamente (exponencialmente), esencialmente al revés del crecimiento durante la fase de registro.

Tasa de crecimiento y tiempo de generación

Como se mencionó anteriormente, las tasas de crecimiento bacteriano durante la fase de crecimiento exponencial, en condiciones nutricionales estándar (medio de cultivo, temperatura, pH, etc.), definen el tiempo de generación de la bacteria. Los tiempos de generación para las bacterias varían de aproximadamente 12 minutos a 24 horas o más. El tiempo de generación de E. coli en el laboratorio es de 15-20 minutos, pero en el tracto intestinal, el tiempo de generación del coliforme se estima en 12-24 horas. Para la mayoría de las bacterias conocidas que se pueden cultivar, los tiempos de generación oscilan entre aproximadamente 15 minutos y 1 hora. Los simbiontes como Rhizobium tienden a tener tiempos de generación más largos. Muchos lithotrophs, como las bacterias nitrifying, también tienen tiempos de generación largos. Algunas bacterias que son patógenas, como Mycobacterium tuberculosis y Treponema pallidum , tienen tiempos de generación especialmente largos, y se cree que esto es una ventaja en su virulencia. Los tiempos de generación para unas pocas bacterias se muestran en la Tabla 2.

Tabla 2. Tiempos de generación de algunas bacterias comunes en condiciones óptimas de crecimiento.

Bacteria

Medio

Tiempo de generación (minutos)

Escherichia coli

Glucosa-sales

17

Bacillus megaterium

Sacarosa-sales

25

Streptococcus lactis

Leche

26

Streptococcus lactis

Caldo de lactosa

48

Staphylococcus aureus

Caldo de infusión de corazón

27-30

Lactobacillus acidophilus

Leche

66-87

Rhizobium japonicum

Manitol-sales-extracto de levadura

344-461

Tuberculosis micobacteriana

Sintético

792-932

Treponema pallidum

Testículos de conejo

1980

Cálculo del tiempo de generación

Cuando crece exponencialmente por fisión binaria, el aumento en una población bacteriana se produce por progresión geométrica. Si comenzamos con una celda, cuando se divide, hay 2 celdas en la primera generación, 4 celdas en la segunda generación, 8 celdas en la tercera generación, y así sucesivamente. El tiempo de generación es el intervalo de tiempo requerido para que las celdas (o población) se dividan.

G (tiempo de generación) = (tiempo, en minutos u horas) / n (número de generaciones)

G = t / n

t = intervalo de tiempo en horas o minutos

B = número de bacterias al comienzo de un intervalo de tiempo

b = número de bacterias al final del intervalo de tiempo

n = número de generaciones (cantidad de veces que la población de células se duplica durante el intervalo de tiempo)

b = B x 2

norte

(Esta ecuación es una expresión de crecimiento por fisión binaria)

Resolver para n:

logb = logB + nlog2

n = logb – logB
log2

n = logb – logB
.301

n = 3.3 logb / B

G = t / n

Resolver para G

G = t
3.3 log b / B

El tiempo de duplicación de E. coli es de 20 min … .. (1).

En 2 horas hay 120 minutos … .. (2).

En 120 min, una celda puede dividirse por 6, por lo que obtenemos 6 generaciones de E.Coli de una célula … .. (120/20 = 6).

una célula damos 64 células en 2 horas … .o en 6 generaciones.

Entonces, 100 células en cultivo, el número total de células que estaría en cultivo son 100 x 64 = 6400 células de E. coli en cultivo después de 2 horas.

como para cada 20 minutos, cada célula se duplica, por lo que durante los primeros 20 minutos, las 100 células de E. coli se duplican para dar 200 células de E. coli.

en 2 horas de tiempo, existen 120 minutos, lo que implica que la división se produce por 6 veces.

Entonces, cada vez que las bacterias existentes se duplican.

Primeros 20 minutos => 100 E. coli = 200 E.coli

2º 20 minutos => 200 E. coli = 400 E. coli

Tercero 20 minutos => 400 E. coli = 800 E. coli

4º 20 minutos => 800 E. coli = 1600 E. coli

5º 20 minutos => 1600 E. coli = 3200 E. coli

6º 20 minutos => 3200 E. coli = 6400 E. coli

entonces, al cabo de 2 horas, es decir, 120 minutos, el 100 E. coli se divide cada vez más para dar un total de 6400 E. coli

Mire el tiempo de división de 20 minutos y tiene 2 horas. Entonces 2 horas divididas por 20 minutos consistirán en 6 divisiones. En cada división, las bacterias se duplicarán con respecto a las iniciales. Ahora simplemente multiplicas tu número inicial de bacterias E. coli por dos y luego aumentas el poder de 2 a 6

Tomará 200 x (2 a la potencia 6)

Tendrás la respuesta

El número será 12800

gracias