Übertragung von Antibiotikaresistenzen

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Bakterien können untereinander Gene austauschen, was als horizontaler Gentransfer bezeichnet wird. Dies kann sowohl zwischen Bakterien derselben Art als auch zwischen verschiedenen Arten und durch verschiedene Mechanismen geschehen, wenn die richtigen Bedingungen gegeben sind. Der Gentransfer führt zu genetischer Variation in Bakterien und ist ein großes Problem, wenn es um die Verbreitung von Antibiotikaresistenzgenen geht.

Möglichkeiten für Bakterien, ihre Gene zu teilen:

  • Konjugation: Zwei Bakterien können sich paaren und durch Strukturen in den Zellmembranen miteinander verbinden und dann DNA von einer Bakterienzelle auf eine andere übertragen.
  • Transduktion: Es gibt Viren, sogenannte Bakteriophagen, die Bakterien infizieren können. Diese Viren bringen manchmal Gene mit, die sie bei der Infektion eines anderen Bakteriums aufgenommen haben. Diese Gene können dann in die DNA des neuen bakteriellen Wirtes eingebaut werden.
  • Transformation: Einige Bakterien können DNA-Stücke direkt aus der Umgebung der Zelle aufnehmen.

Transfer von Antibiotikaresistenzgenen

Jedes Gen kann auf diese Weise zwischen Bakterien übertragen werden, auch Antibiotikaresistenzgene. Ob die übertragenen Gene in die DNA eines Empfängerbakteriums integriert werden oder nicht, ist eine andere Frage. Fremde DNA kann für ein Bakterium schädlich sein, und es gibt Mechanismen, die eingehende DNA abbauen. Diese Systeme sind jedoch nicht zu 100 % effizient. Wenn die zugeführte DNA aufgenommen wird und dem Bakterium einen Nutzen bringt, wird sie eher beibehalten. Wenn zum Beispiel ein Bakterium ein Antibiotikaresistenzgen aufnimmt und anschließend diesem Antibiotikum ausgesetzt wird, ist dieses Bakterium besser dran als seine anfälligen Nachbarn und kann sich vermehren.

Ausgewählte Ressourcen

Ressourcen Beschreibung
Bakterielle Fortpflanzung & Austausch von genetischem Material Video. Erzählte Präsentation von C. Savage über die Vermehrung von Bakterien und die verschiedenen Prozesse, die zu ihrer Vielfalt führen (9 Min.).
Wie sich die Antibiotikaresistenz direkt von Keim zu Keim bewegt Infografik. Infografik der CDC, die zeigt, wie sich Antibiotikaresistenzgene von einem Bakterium zum anderen verbreiten können.
Horizontaler Gentransfer Animation. Kurze Animation, wie Plasmide zwischen Bakterien übertragen werden (Konjugation).
TEDxSanAntonio: Rise of the Superbug – Antibiotika-resistente Bakterien Video. TEDx-Vortrag von Dr. K. Klose über Konjugation, Transformation und Transduktion im Zusammenhang mit Antibiotikaresistenz und der Entwicklung von „Superbugs“ (11 min).

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