גידול חיידקים - מאפיינים, pH, תנועה ועוד | PDF

**גורמים שמשפיעים על גידול חיידקים** נתרכז ב-4 גורמים א-ביוטיים מרכזיים שרלוונטיים גם למעבדה וגם לתנאי סביבה: טמפרטורה, pH, מליחות וחמצן. לכל חיידק יש תנאים אופטימליים עבורו עם גבול עליון ותחתון עבור כל אחד מהתנאים. יכולים להיות חיידקים שמתאימים יותר לסביבה רגילה וחיידקים שהתנאים האופטימליים שלהם ה...

**גורמים שמשפיעים על גידול חיידקים** נתרכז ב-4 גורמים א-ביוטיים מרכזיים שרלוונטיים גם למעבדה וגם לתנאי סביבה: טמפרטורה, pH, מליחות וחמצן. לכל חיידק יש תנאים אופטימליים עבורו עם גבול עליון ותחתון עבור כל אחד מהתנאים. יכולים להיות חיידקים שמתאימים יותר לסביבה רגילה וחיידקים שהתנאים האופטימליים שלהם הם קיצוניים יותר כמו גייזרים ואוקיינוסים. **טמפרטורה** טמפרטורה משפיעה על תפקוד חלבונים ועל הקצב שבו ריאקציות מתרחשות. בדרך כלל ככל שמעלים טמפרטורה, תגובות מתרחשות מהר יותר, אבל טמפרטורה גבוה מדי יכולה לגרום לפגיעה באנזימים. נוזליות הממברנה תלויה בטמפרטורה -- בטמפרטורות נמוכות הממברנה נוקשה יותר ומאבדת מהחדירות שלה. לעומת זאת בטמפרטורה גבוה, הממברנה תהיה נוזלית מדי ויכולה לאבד את הסלקטיביות שלה. לכל חיידקים יש טמפרטורת מקסימום, מינימום וטמפרטורה אופטימלית לחיים שבה קצב ההתרבות הוא הגבוה ביותר. בדרך כלל הטמפרטורה האופטימלית קרובה יותר לטמפרטורת המקסימום בגלל קצב של ריאקציות כימיות -- עלייה במהירות פעילות של אנזימים מגדילה את קצב ההתרבות. מסווגים את החיידקים ל-3 סוגים: חיידקים **פסיכרופילים** (psychrophile -- אוהבי קור), חיידקים **מזופילים** (mesophile -- 20-45 מעלות צלזיוס), רוב החיידקים שנתקל בהם בהקשר לגוף האדם יהיו מזופיליים. הקבוצה השלישית הם חיידקים **טרמופילים** (thermophile -- מעדיפים לגדול מעל 55 מעלות צלזיוס). אפשר לסווג את החיידקים הטרומופיליים לעוד תתני קבוצות כתלות בטווח המדוייק של המעלות בהם הם מעדיפים להתקיים. חיידקים טרמופיליים יכולים לבצע התאמות לממברנה שלהם כדי שיוכלו לתפקד בטמפרטורות גבוהות באמצעות שמירה על אחוז גבוהה של חומצות שומן רוויות בממברנה. כמו כן, הם מתאימים את החלבונים והאנזימים שלהם לתפקוד בטמפרטורה גבוה. חיידקים אוהבים קור לעומת זאת, יעלו את אחוז חומצות השומן הלא-רוויות בממברנה וכך שומרים על נוזליות גם בטמפרטורות נמוכות. **ריכוז מומסים/מידת מליחות** אם חיידק גדל בסביבה היפרטונית (ריכוז מומסים גבוה), מים יצאו מהחיידקים אל הסביבה. בתנאים קיצוניים יכול להתרחש גם תהליך בו ממברנת החיידק מתכווצת: בגראם חיובי יכולה לקרות **פלסמוליזיס** -- התנתקות הממברנה מדופן התא. כאשר הדופן דקה, לעומת זאת, סביר שהיא תתכווץ יחד עם הממברנה. במקרים מסויים התהליך הוא הפיך. חיידקים **הלופיליים** (halophile -- אוהבים מלחים), יימצאו בתמיסה עם ריכוז גבוה של מלחים: אפשר לחלק ל-2 סוגים כתלות בהעדפה שלהם. חיידקים **הלוטלורנטים** (halotolerant) יכולים לחיות בסביבה מלוחה בזכות מנגנונים קיימים אבל לא תהיה להם העדפה לתמיסה היפרטונית. **pH** אפשר לחלק את החיידקים ל-3 קבוצות: חיידקים **אסידופיליים** (acidophile -- אוהבי חומציות), חיידקים **אלקליפילים** (alkaliphile -- אוהבי בסיסיות) וחיידקים **נטרופילים** (neutrophile -- אוהבי ניטרליות). ה-pH מושפע גם מהחיידקים עצמם, למשל מחומרי פסולת שהם פולטים. הגרפים מתייחסים ל-pH סביבתי, לכל חיידק יש את רמת ה-pH התאית שמתאימה לו. **תנועת חיידקים bacterial locomotion** המבנה המרכזי שמאפשר לחיידקים לנוע הוא **הפלג׳לה (flagella).** לחיידק יכולה להיות פלג׳לה אחת שיוצאת מהקצה שלה או מספר של פלג׳לה שיוצאות מקצוות נגדיים או ממקומות לא ספציפית על גבי החיידק. הפלג׳לה חשובה כדי לאפשר לחיידק לנוע כלפי ריכוזים גבוהים של גרדיינטים שהוא צריך ונמצאים בסביבה. פלג׳לה משחקת תפקיד ביכולת של חיידקים להיצמד למשטחים ביולוגיים או לא ביולוגיים וכך לעורר מחלות או ליישב אזורים. הפלג׳לה בנויה מתת יחידה חוזרת של אותו חלבון שנקרא **פלג׳לין**. הפילמנט מעוגן לממברנה באמצעות מבנה טבעתי שכולל בתוכו מנוע שגורם לסיבוב הפלג׳לה תוך השקעת אנרגיה. הפלג׳לה יכולה להסתובב גם בכיוון השעון וגם נגד כיוון השעון. כאשר היא מסתובבת עם כיוון השעון, יש חוסר סנכרון בתנועה של הפלג׳לה וזה מונע מהחיידק להתקדם, לכן הוא מסתובב במקום **(tumble(.** לעומת זאת, אם הפלג׳לה מסתובבת נגד כיוון השעון, יש סנכרון והחיידק מתקדם בצורה יעילה בסביבה שלו **(run).** **chemotaxis** מוגדרת להיות תנועה מכוונת של החיידקים. התנועה יכולה להיות בכיוון חומר מסויים אם הוא צריך אותו, או בכיוון ההפוך, אם החומר רעיל לו. תגובת החיידק כתלות בריכוז החומר תלויה בחיישנים על ממברנת החיידק. יש שני סוגים של תנועות נוספות של חיידקים שלא מתרחשות באמצעות הפלג׳לה. התנועות האלה מתווכות על ידי תנועת הפילוס של החיידקים והן איטיות יותר מהתנועה המתקבלת על ידי הפלג׳לה. תנועת ה-**gliding** היא תנועה רציפה של החיידק ו-**twitching** מתבצעת על ידי התכווצות והתארכות של הפילוס. התנועה השנייה בדרך כלל קבוצתית (מספר חיידקים).