Plasmide und Ko-Selektion

Nov 21, 2021
admin

Das bakterielle Chromosom besteht aus DNA und speichert alle Informationen, die eine Bakterienzelle benötigt, um ihre normale Funktion auszuführen. Zusätzlich zum Chromosom können Bakterien kleine DNA-Kreise haben, die Plasmide genannt werden und ebenfalls Gene enthalten.

Antibiotikaresistenzgene waren vor der Einführung von Antibiotika als Arzneimittel auf Plasmiden nicht üblich. Heute finden sich auf denselben Plasmiden jedoch häufig Gene, die sowohl Schutz gegen verschiedene Antibiotika als auch Resistenz gegen z.B. Schwermetalle wie Kupfer und Silber bieten. Eines der Antibiotika (oder Metalle) reicht dann aus, um alle Antibiotikaresistenzmechanismen zu erhalten (zu selektieren), da sie auf dem Plasmid miteinander verbunden sind. Dieses Phänomen wird als Ko-Selektion von Resistenzgenen bezeichnet.

Eine schematische Bakterienzelle, die ein Chromosom und kleine DNA-Kreise, die Plasmide, enthält. Eine Vergrößerung der Plasmide zeigt, dass sie drei Gene tragen, die Resistenz gegen drei verschiedene Antibiotika verleihen.
Abbildung 1. Plasmide sind kleine DNA-Kreise außerhalb des bakteriellen Chromosoms. Auf ein und demselben Plasmid können mehrere Antibiotikaresistenzgene vorhanden sein. In diesem Beispiel werden sie als res A, res B und res C bezeichnet. res A verleiht Resistenz gegen Antibiotikum A, res B gegen Antibiotikum B und so weiter. Durch die Zugabe von Antibiotikum A (oder Antibiotikum B oder C) werden alle drei Resistenzgene selektiert, da sie sich auf demselben Plasmid befinden.

Plasmide können zwischen verschiedenen Bakterien übertragen werden

Plasmide verfügen häufig auch über Mechanismen zur Übertragung des gesamten Plasmids auf andere Bakterien. Das bedeutet, dass ein Bakterium gegen mehrere Antibiotika gleichzeitig resistent werden kann, indem es ein einziges Plasmid aufnimmt. Sie werden dann multiresistent. Außerdem befinden sich auf Plasmiden häufig Gene, die die Virulenz von Bakterien beeinflussen. Pathogene Bakterien, die multiresistente Plasmide in sich tragen, sind immer häufiger anzutreffen und verursachen inzwischen überall auf der Welt große Probleme. Es gibt nur noch sehr wenige Behandlungsmöglichkeiten für solche Infektionen. Erfahren Sie hier mehr über die Übertragung von Resistenzgenen zwischen Bakterien.

Die Ko-Selektion ist einer der Gründe, warum es schwierig ist, eine einmal in einer Bakterienpopulation entstandene Resistenz wieder rückgängig zu machen. Es reicht einfach nicht aus, die Verwendung eines bestimmten Antibiotikums einzustellen, wenn die Resistenzmechanismen mit der Resistenz gegen andere Antibiotika verbunden sind.

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Ressourcen Beschreibung
Bakterielle DNA – die Rolle von Plasmiden Artikel. In diesem kurzen Artikel erfahren Sie mehr über die Rolle von Plasmiden und ihre Verwendung in der Biotechnologie.

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