Resistentie tegen antibiotica

by | nov 7, 2016 | Biologie, Genetica, Onderwijs

Het feit, dat bacteriën tegen antibiotica resistent kunnen worden, wordt vaak als een waarneembaar bewijs voor evolutie gezien. Mutaties, die tot een antibioticaresistentie leiden, hebben echter in de regel een verlies van informatie in het genoom tot gevolg. In de allermeeste gevallen wordt slechts een enkele base in het genoom veranderd, die het een bepaalde bacterie onmogelijk maakt, zich in het lichaam van de gastheer vast te zetten. Hierbij is geen toename van gecodeerde informatie in het genoom opgetreden.

azie_antibiotica_infuus-pixabay

In een voldoende grote populatie kunnen antibioticaresistente mutanten op een antibiotica bevattende voedingsbodem heel gemakkelijk aangetoond worden. Antibioticaresistente cellen zijn echter reeds voor de inwerking van het antibioticum aanwezig. Het antibioticum zelf oefent daarom slecht een selectiefunctie uit. De replicatest naar Lederberg (groei ondanks antibioticum) levert daarvoor een direct bewijs.

Een gedeelte uit “Evolutie: Het nieuwe studieboek”

“Om resistentievorming op moleculair niveau te begrijpen, moet eerst gekeken worden naar antibiotica, die door binding aan ribosomale proteïne de synthese van proteïne remmen.1 De resistentie tegen het antibioticum spektinomycine heeft te maken met de structuur van het S5-proteïne van het kleine ribosoom onderdeel. Daar hecht zich het antibioticum. Een mutatie leidt tot een uitwisseling van het aminozuur serine tegen proline op een bepaalde plaats van het S5-proteïne. Deze uitwisseling veroorzaakt een verandering in de ruimtelijke structuur van het proteïne, waardoor ook de bindingsplaats voor spectinomycine getroffen wordt. Daardoor kan het antibioticum niet meer op het S5-proteïne “aanvallen”, de bacterie is resistent geworden.

Een andere mogelijkheid van resistentie vorming, bijvoorbeeld tegen chloramphenicol, bestaat in de ontgifting door acetylering (binding aan een azijnzuurrest). Zij wordt veroorzaakt door het enzym Chloramphenicol-Acetyltransferase (CAT) en is terug te voeren tot genduplicatie.
Het is begrijpelijk, dat bacteriën over mechanismen beschikken, die antibiotica vernietigen, want schimmels produceren op natuurlijke wijze antibiotica, om ze ter “verdediging” tegen bacteriën in te zetten.”

Penicillinesynthese

De ontdekking van de penicillinesynthese door de schimmel penicilline is een beroemd voorbeeld.2 Penicilline remt de celwandsynthese van bacteriën en wordt door resistente stammen door “Penicillinasen” (beta-Lactamasen) gespleten en daarmee onschadelijk gemaakt. Het gen voor dit enzym is dikwijls op plasmiden gelokaliseerd. Een belangrijke groep van antibioticaresistenties berust op het opnieuw verwerven van genen door plasmide-opname (horizontale gentransfer). Zonder twijfel is het zo, dat het verwerven van een antibioticaresistentie een proces is van micro-evolutie met selectiepositieve werking, wanneer de bacteriën aan de selectiefactor antibiotica blootgesteld worden.

Voetnoten

  1. Junker en Scherer, Evolutie Het nieuwe studieboek, De oude wereld, 2010, p. 142. Dit boek is ook in onze webshop te koop.
  2. Zie noot 1 p. 143.
M
"

Artikelen

Artikelen