Bakteri büyümesi simülatörü
Bu benzetimdeki denklemler
| N₀ | Başlangıç derişimi N₀ (mL başına hücre, 10’un kuvveti olarak) | t = 0’da kültürün mililitresindeki hücre; taze bir aşılama genellikle 10⁵ ile 10⁶'dır | |
|---|---|---|---|
| Td | İkiye katlanma süresi Td (kuşak süresi), dakika | 37 °C’de zengin besiyerinde E. coli için 20 dakika, 30 °C’de ekmek mayası için yaklaşık 90; birçok başka bakteri için bir saat ya da daha fazla | |
| K | Taşıma kapasitesi K (mL başına hücre, 10’un kuvveti olarak) | besin ve oksijen tükendiği için büyümenin durduğu yer; LB besiyerinde E. coli için mL başına yaklaşık 10⁹, YPD’de maya için birkaç × 10⁸ | |
| r | büyüme hızı | dakikada eklenen pay; ln 2 = 0,693 | |
| N(t) | kültürün derişimi (zamanla değişir) | önce üstel, log grafikte düz bir çizgi; K yakınında durağan evreye geçerek düzleşir | |
| t | kültür süresi | dakika cinsinden; Oynatma hızı yalnızca ne kadar hızlı oynatılacağını belirler |
Mevcut değerlerle:
| OD₆₀₀ | 600 nm’de optik yoğunluk (balonun ne kadar bulanık olduğu) | spektrofotometrenin okuduğu; balon yaklaşık OD 0,1’den itibaren gözle görülür biçimde bulanıklaşır | |
|---|---|---|---|
| c | OD₆₀₀ = 1 okutan mL başına hücre | E. coli için yaklaşık 8 × 10⁸, maya için 3 × 10⁷; mayanın hücreleri çok daha büyüktür ve her biri daha fazla ışığı engeller |
Mevcut değerlerle:
| koloniler | plakta sayılan koloniler | her biri tek bir hücreden, bir koloni oluşturan birimden (CFU) büyüdü; yalnızca 30 ile 300 koloni içeren bir plak sayılır, bu yüzden örnek bu aralığa düşene dek seyreltilir | |
|---|---|---|---|
| seyreltme faktörü | Seyreltme faktörü (örneğin ardışık 1:10 seyreltmeleri) | 1 mL kültürü 9 mL serum fizyolojiğe koymak 1:10’dur; dört kez tekrarlamak 1:10.000 verir | |
| ekilen hacim | Ekilen hacim (mL) | agara yayılan seyreltilmiş örnek miktarı | |
| mL başına CFU | canlı hücre derişimi | plaktan geriye doğru hesaplanır; örnek alındığında kültürün gerçek N’si ile karşılaştır (plak yalnızca canlı ve bölünebilen hücreleri görür) |
Mevcut değerlerle:
| d | koloni çapı | milimetre cinsinden; bir koloni yaklaşık 0,3 mm’de görünür olur ve bir gün sonra 1 ile 3 mm’ye, maya için iki üç gün sonra ulaşır | |
|---|---|---|---|
| v | koloni büyüme hızı | 37 °C’de agarda E. coli için saatte 0,1 mm, 30 °C’de maya için yaklaşık 0,04; yalnızca kenardaki hücreler bölünmeye devam eder, bu yüzden koloni ikiye katlanmak yerine sabit hızla genişler | |
| t_inc | plağın inkübasyon süresi | örnek ekildiğinden beri geçen saat; plaklar genellikle 18 ile 24 saat sonra, maya plakları 2 ile 3 gün sonra okunur | |
| t_lag | koloni görünmeden önceki gecikme | E. coli için 4 saat, maya için yaklaşık 16: ilk bölünmeler görülemeyecek kadar küçük bir nokta oluşturur, ama o nokta zaten binlerce hücre içerir |
Mevcut değerlerle:
Bakteri büyümesi simülatörü nasıl kullanılır
- Tipik değerleri yüklemek için E. coli’yi ya da ekmek mayasını seç, sonra istersen ikilenme süresini, başlangıç derişimini ve taşıma kapasitesini değiştir. Şişedeki kültür ikiye katlanır, yine katlanır ve mL başına yaklaşık 10⁸ hücreyi, çok daha büyük maya hücreleri içinse birkaç milyonu geçince bulanıklaşır; grafik sayıyı logaritmik ölçekte çizer; üstel büyüme orada taşıma kapasitesinde bükülen düz bir çizgidir.
- Tek hücreler görülemez; bu yüzden bir kültür ekimle sayılır: bir seyreltme ve bir hacim seç ve «Bir örnek ek»e tıkla. Düşen her canlı hücre ertesi gün içinde, maya içinse iki üç günde bir koloniye dönüşür ve koloniler çıktıkça plaka dolar.
- Kolonileri say ve mL başına canlı hücreyi bulmak için seyreltmeyle geri çarp. 30 ile 300 koloni içeren bir plaka sayılabilir; daha fazlasında birleşirler, bu yüzden kültür büyüdükçe örneği daha çok seyrelt. OD600 hesaplayıcı bir spektrofotometre okumasını mL başına hücreye çevirir, Hücre ikilenme süresi hesaplayıcı ise iki sayımdan Td’yi hesaplar.
Sık sorulan sorular
Bakteriler ne kadar hızlı çoğalır?
E. coli ideal koşullarda yaklaşık her 20 dakikada ikiye katlanır; yani bir hücre 3 saatte bine, 7 saatte milyona ulaşır. Çoğu bakteri daha yavaştır: ikilenme başına bir saat ya da daha fazlası yaygındır, Mycobacterium tuberculosis ise yaklaşık bir gün sürer.
Bir kültür nasıl sayılır?
Seri seyreltme ve ekimle. Örnek 1:10 seyreltilir, sonra yine 1:10, ve böyle devam eder; her seyreltmeden bilinen bir hacim agara yayılır ve bir gece inkübe edilir. Her canlı hücre görünür bir koloniye, bir koloni oluşturan birime (KOB, İngilizcesi CFU) dönüşür ve derişim koloni × seyreltme katsayısı ÷ ekilen hacimdir. 30 ile 300 koloni içeren bir plaka en güvenilir sayımı verir. OD600 spektrofotometre okuması daha hızlıdır ama ölü hücreleri de sayar.
Koloni neden ikiye katlanmak yerine sabit hızla büyüyor?
Bir koloninin içinde yalnızca kenardaki hücrelerin bölünecek besini ve yeri vardır; bu yüzden ilk günden sonra koloni ikiye katlanmak yerine kabaca sabit bir hızla, E. coli için saatte yaklaşık 0,1 mm genişler. 2 mm’lik bir koloni, hepsi tek bir hücreden türemiş yaklaşık 10⁹ hücre içerir.
Taşıma kapasitesi nedir?
Kültürün destekleyebileceği en büyük popülasyon; zengin besiyerinde E. coli için mL başına yaklaşık 10⁹ hücre. Simülasyon, önce üstel büyüyüp besinler tükendikçe ve atıklar biriktikçe düzleşen lojistik eğriyi kullanır: durağan evre.
WebGL’nin kapalı olduğunu söylüyor.
3B görünüm, güncel her tarayıcıda bulunan WebGL’ye ihtiyaç duyar. Tarayıcı ayarlarında donanım hızlandırma kapatılmışsa ya da grafik sürücüsü çok eskiyse kapalı olabilir. Donanım hızlandırmayı aç ya da başka bir tarayıcı dene.
Bir şey yükleniyor mu?
Hayır. Simülasyonu WebGL ile kendi tarayıcın çizer; hiçbir yere hiçbir şey gönderilmez ve sayfa yüklendikten sonra çevrimdışı da çalışmaya devam eder.