Chapter 5: Microbial Growth and Its Control
5.1 Binary Fission, Budding and Biofilms
Groei (growth) is het resultaat van celdeling. Bij het delen van bacteriën worden er twee dezelfde
dochter cellen (daughter cells) gevormd. Deze deling wordt ook wel de binary fission genoemd.
Hierbij wordt een partitie gevormd tussen de delende cellen, een septum genoemd. Het is een
resultaat van de binnenwaartse groei van het cytoplasmische membraan en de celwand vanuit
tegengestelde richting. De septumvorming gaat door totdat twee dochtercellen zijn vastgemaakt.
Cell Generations and Generation Time
Als een cel gesplitst wordt in twee cellen is een generatie opgetreden. De tijd dat de generatie duurt
wordt de generatie tijd (generation time) genoemd. Elke dochtercel ontvangt een kopie van
chromosomen, ribosomen en alle andere macromoleculaire complexen. De generatie tijd is een
variabele van nutriënten, genetische factoren en temperatuur.
Budding Cell Division
Budding bacteriën zijn cellen die zich delen als gevolg van een ongelijke celgroei (unequal cell
growht). Het vormt een geheel nieuwe dochtercel, waarbij de moedercel de oorspronkelijke
identiteit behoudt. Voorbeelden van budding bacteriën zijn Hyphomicrobium, Caulobacter en
Ancalomicrobium.
, Biofilms
Microbiële cellen kunnen groeien in een suspensie of gehecht worden aan oppervlakken. Deze
levensstijl wordt platonische groei (planktonic growth) genoemd. Veel andere micro organismen
vertonen een onstabiele groei, dat betekent dat ze gehecht is aan een oppervlak groeien. De
aangehechte cellen kunnen zich ontwikkelen tot biofilms. Een biofilm is een aangehechte
polysaccharide matrix die ingebedde bacteriecellen bevat. Het vorm zich in fases:
1. Bevestiging van planktoncellen.
2. Productie van plakkerige matrix en verdere groei.
3. Ontwikkeling om vasthoudende en bijna ondoordringbare rijpe biofilm te vormen.
5.2 Quantitative Aspects of Microbial Growth
Bij een celdeling wordt een cel twee cellen. Tijdens de generatie verdubbelt het totale aantal cellen
en de massa.
Plotting Growth Data
Repetitieve partten, waarbij het aantal cellen verdubbelt in een constant tijdsinterval, wordt de
exponentiële groei genoemd. Hierbij groeien de bacteriën constant, het aantal cellen bevat dan een
logaritme als functie van de tijd (semilogarithmic graph).
The Mathematics of Bacterial Growth
Als een cel deelt in twee cellen kan dat genoteerd worden als 20 →21. Er is een relatie tussen het
aantal cellen en de periode van exponentiele groei tijd, die genoteerd wordt als N = N02n.
N = het uiteindelijk nummer cellen.
N0 = start aantal cellen.
n = nummer van generaties tijdens de periode van exponentiele groei.
De generatie tijd (g) van een exponentiele groei populatie = t/n.
t = tijd hoelang de exponentiele groei duurt in dagen, uren of minuten.
The Instantaneous Growth Rate Constant
De momentane groeisnelheidsconstante drukt de snelheid uit waarmee de populatie op elk moment
groeit. Het wordt uitgedrukt met k in eenheden van wederkerige uren (h-1).
Consequences of Exponential Growth
In het begin van de exponentiele groei gaat de deling niet zo snel, maar hoe meer delingen er zijn
gekomen hoe sneller de deling gaat. Zo begin je bijvoorbeeld bij 1 cel per 30 minuten, maar hoe
meer cellen je uiteindelijk hebt hoe meer er verdubbeld wordt. Zo heb je later 256 cellen per 30
minuten. Hierdoor kunnen cel aantallen in laboratorium kweken van bacteriën snel heel groot
worden met een uiteindelijke populatiegrootte van 10^9 cellen/ml.
5.1 Binary Fission, Budding and Biofilms
Groei (growth) is het resultaat van celdeling. Bij het delen van bacteriën worden er twee dezelfde
dochter cellen (daughter cells) gevormd. Deze deling wordt ook wel de binary fission genoemd.
Hierbij wordt een partitie gevormd tussen de delende cellen, een septum genoemd. Het is een
resultaat van de binnenwaartse groei van het cytoplasmische membraan en de celwand vanuit
tegengestelde richting. De septumvorming gaat door totdat twee dochtercellen zijn vastgemaakt.
Cell Generations and Generation Time
Als een cel gesplitst wordt in twee cellen is een generatie opgetreden. De tijd dat de generatie duurt
wordt de generatie tijd (generation time) genoemd. Elke dochtercel ontvangt een kopie van
chromosomen, ribosomen en alle andere macromoleculaire complexen. De generatie tijd is een
variabele van nutriënten, genetische factoren en temperatuur.
Budding Cell Division
Budding bacteriën zijn cellen die zich delen als gevolg van een ongelijke celgroei (unequal cell
growht). Het vormt een geheel nieuwe dochtercel, waarbij de moedercel de oorspronkelijke
identiteit behoudt. Voorbeelden van budding bacteriën zijn Hyphomicrobium, Caulobacter en
Ancalomicrobium.
, Biofilms
Microbiële cellen kunnen groeien in een suspensie of gehecht worden aan oppervlakken. Deze
levensstijl wordt platonische groei (planktonic growth) genoemd. Veel andere micro organismen
vertonen een onstabiele groei, dat betekent dat ze gehecht is aan een oppervlak groeien. De
aangehechte cellen kunnen zich ontwikkelen tot biofilms. Een biofilm is een aangehechte
polysaccharide matrix die ingebedde bacteriecellen bevat. Het vorm zich in fases:
1. Bevestiging van planktoncellen.
2. Productie van plakkerige matrix en verdere groei.
3. Ontwikkeling om vasthoudende en bijna ondoordringbare rijpe biofilm te vormen.
5.2 Quantitative Aspects of Microbial Growth
Bij een celdeling wordt een cel twee cellen. Tijdens de generatie verdubbelt het totale aantal cellen
en de massa.
Plotting Growth Data
Repetitieve partten, waarbij het aantal cellen verdubbelt in een constant tijdsinterval, wordt de
exponentiële groei genoemd. Hierbij groeien de bacteriën constant, het aantal cellen bevat dan een
logaritme als functie van de tijd (semilogarithmic graph).
The Mathematics of Bacterial Growth
Als een cel deelt in twee cellen kan dat genoteerd worden als 20 →21. Er is een relatie tussen het
aantal cellen en de periode van exponentiele groei tijd, die genoteerd wordt als N = N02n.
N = het uiteindelijk nummer cellen.
N0 = start aantal cellen.
n = nummer van generaties tijdens de periode van exponentiele groei.
De generatie tijd (g) van een exponentiele groei populatie = t/n.
t = tijd hoelang de exponentiele groei duurt in dagen, uren of minuten.
The Instantaneous Growth Rate Constant
De momentane groeisnelheidsconstante drukt de snelheid uit waarmee de populatie op elk moment
groeit. Het wordt uitgedrukt met k in eenheden van wederkerige uren (h-1).
Consequences of Exponential Growth
In het begin van de exponentiele groei gaat de deling niet zo snel, maar hoe meer delingen er zijn
gekomen hoe sneller de deling gaat. Zo begin je bijvoorbeeld bij 1 cel per 30 minuten, maar hoe
meer cellen je uiteindelijk hebt hoe meer er verdubbeld wordt. Zo heb je later 256 cellen per 30
minuten. Hierdoor kunnen cel aantallen in laboratorium kweken van bacteriën snel heel groot
worden met een uiteindelijke populatiegrootte van 10^9 cellen/ml.
