Tillväxtkurva (biologi)
En tillväxtkurva är en empirisk modell av utvecklingen av en kvantitet över tid. Tillväxtkurvor används i stor utsträckning inom biologin för kvantiteter som populationsstorlek eller biomassa (i populationsekologi och demografi , för befolkningstillväxtanalys), individuell kroppslängd eller biomassa (i fysiologi , för tillväxtanalys av individer). Värden för den uppmätta egenskapen kan plottas på en graf som en funktion av tiden; se bild 1 för ett exempel...
Bakterietillväxt
I det här exemplet (Figur 1, se Lac operon för detaljer) mättes antalet bakterier som fanns i en näringsinnehållande buljong under loppet av ett 8-timmars celltillväxtexperiment . Det observerade mönstret för bakterietillväxt är bi-fasiskt eftersom två olika sockerarter var närvarande, glukos och laktos. Bakterierna föredrar att konsumera glukos (Fas I) och använder endast laktosen (Fas II) efter att glukosen har tagit slut. Analys av den molekylära grunden för denna bifasiska tillväxtkurva ledde till upptäckten av de grundläggande mekanismerna som styr genuttryck .
Tillväxt av cancerceller
Cancerforskning är ett område inom biologin där analys av tillväxtkurvor spelar en viktig roll. I många typer av cancer är hastigheten med vilken tumörer krymper efter kemoterapi relaterad till hastigheten av tumörtillväxt före behandling. Tumörer som växer snabbt är i allmänhet mer känsliga för de toxiska effekter som konventionella läkemedel mot cancer har på cancercellerna . Många konventionella läkemedel mot cancer (till exempel 5-Fluorouracil ) stör DNA-replikationen och kan orsaka dödsfall hos celler som försöker replikera sitt DNA och dela sig. En snabbt växande tumör kommer att ha mer aktivt delande celler och mer celldöd vid exponering för sådana anticancerläkemedel.
I exemplet som visas i figur 2 hittas en tumör efter att celltillväxthastigheten har avtagit. De flesta av cancercellerna avlägsnas genom operation. De återstående cancercellerna börjar föröka sig snabbt och cancerkemoterapi påbörjas. Många tumörceller dödas av kemoterapin, men så småningom börjar vissa cancerceller som är resistenta mot kemoterapin att växa snabbt. Kemoterapin är inte längre användbar och avbryts.
Barnens tillväxt
Barn som faller betydligt under det normala intervallet för tillväxtkurvor för kroppslängd kan testas för tillväxthormonbrist och kan behandlas med hormoninjektioner.
Kvinnlig resning vs ålder (US CDC)
Manlig statur vs ålder (US CDC)
Exponentiell tillväxt
Vissa tillväxtkurvor för vissa biologiska system visar perioder av exponentiell tillväxt . Typiskt är perioder av exponentiell tillväxt av begränsad varaktighet på grund av utarmning av någon hastighetsbegränsande resurs.
Se även
- Gompertz funktion
- Exponentiell kurva ( J-kurva )
- Logistisk kurva ( sigmoidkurva , S-kurva)
- Von Bertalanffy funktion
Anteckningar
- ^ Kaneshiro Neil K. "Tillväxthormonbrist - barn" . MedlinePlus.
- ^ "Befolkningsbegränsande faktorer | Lär dig vetenskap på Scitable" . www.nature.com . Hämtad 2018-09-20 .
Bibliografi
-
Kahm, M. och Hasenbrink, G. och Lichtenberg-Fraté, H. och Ludwig, J. och Kschischo, M. (2010). "grofit: Anpassa biologiska tillväxtkurvor med R" . Journal of Statistical Software . Vol. 33, nr. 7. s. 1–21.
{{ citera nyheter }}: CS1 underhåll: flera namn: lista över författare ( länk )