Антибиотики Против Бактерий

показать/спрятать словарь

Ген: область ДНК, в которой хранится определенный набор инструкций для одного признака. Некоторые гены мы получаем от матери, а некоторые - от отца.

Горизонтальный Перенос Генов: процесс, при котором бактерии обмениваются генами друг с другом без размножения.

Мутация: изменение последовательности инструкций ДНК. Иногда, если изменяется ДНК, то инструкции о том, что строить, изменяются или видоизменяются.

Естественное Сопротивление

Clostridium dificile

Clostridium difficile под мощным микроскопом. Эти бактерии от природы устойчивы ко многим антибиотикам и вызывают у людей очень сильную диарею. Изображение предоставлено CDC.

Некоторые бактерии обладают естественной защитой от антибиотиков. Одна защита, которую имеют некоторые бактерии, - это химическое вещество, которое разрушает молекулу антибиотика. Когда антибиотик находится рядом с бактериями, бактерии высвобождают эту химическую защиту, в результате чего антибиотик перестаёт действовать. Еще один способ защиты у бактерий - это изменение некоторых собственных белков, чтобы антибиотик не мог коснуться внешней части их клеточного тела. Например, многие антибиотики пытаются прицепить рецепторы бактерий, молекулы, которые находятся снаружи их клеточного тела принимающие сигналы. Некоторые из этих бактерий могут изменять форму своих рецепторов, чтобы антибиотик больше не мог с ними связываться и тогда антибиотик не может убить бактерию.

Существует очень распространенный вид устойчивых к антибиотикам бактерий под названием Clostridium difficile, вызывающий у людей тяжелую диарею. C. diff использует как химическую защиту, так и защиту изменяющую форму, и имеет тенденцию процветать у людей принимающих антибиотики от других бактерий.

Генетическая Мутация

Иногда, когда бактерия размножается, случайная ошибка в ДНК и бактерия создает ген, который придает ей устойчивость к антибиотикам. Каждый раз, когда происходит событие размножения, есть шанс, что может произойти мутация. Поскольку бактерии МНОГО размножаются, вероятность возникновения подобной мутации выше.

Vancomycin-resistant Enterococci

Это один из двух различных штаммов бактерий, у которых развились разные типы устойчивости к Ванкомицину. Изображение предоставлено CDC.

Один из видов бактерий, у которых это произошло, - это устойчивые к ванкомицину энтерококки (VRE), штамм бактерий устойчивый к антибиотику под названием ванкомицин. VRE существуют уже более тридцати лет и очень хорошо изучены. Фактически, ученые смогли сгруппировать различные штаммы VRE в зависимости от того, как они защищаются от ванкомицина. В двух видах, называемых VanA и VanB, бактерии приобрели устойчивость, когда в их ДНК произошла мутация. Эта мутация дала бактериям способность отражать молекулу ванкомицина

Горизонтальный Перенос Генов

Некоторые бактерии приобретают устойчивость когда им «передаётся» ген от другой бактерии,  в процессе, называемом горизонтальным переносом генов (ГПГ). ГПГ может возникать тремя способами:

  1. Tрансдукция - это происходит, когда вирус атакует бактерию и крадет часть ее ДНК. Затем этот вирус может атаковать другую бактерию и отбросить полученные гены.
  2. Tрансформация. Иногда в среде бактерии плавают гены. Бактерия может поглотить эти гены и добавить их в свою ДНК.
  3. Конъюгация - две бактерии могут обмениваться генами, на короткое время сливаясь друг с другом и посылая гены друг другу через соединение.
Horizontal gene transfer

Горизонтальный перенос генов происходит тремя основными способами. Щелкните для получения более подробной информации.

Гены, которые бактерия получает с помощью ГПГ, не всегда являются генами «устойчивости», но когда они есть, это значительно увеличивает риск распространения устойчивых к антибиотикам бактерий среди нашего населения.

Опасная, но также очень широко распространенная бактерия, называемая Carbapenem-устойчивая Enterobacteriaceae (CRE), известная своей способностью распространять гены «устойчивости» через HGT. CRE бактерии могут вызывать инфекции в нашей кровеносной системе, ранах и мочевыводящих путях, и являются одними из самых сложных бактерий, поскольку они могут выжить почти при всех антибиотиках.

A microscopic image of vibrio cholerae
Некоторые бактерии образуют ростки, похожие на волосы, показанные здесь в связке, которые позволяют им чувствовать себя как дома в определенных частях тела своих хозяев или обмениваться генами с другими бактериями.

Be Part of
Ask A Biologist

By volunteering, or simply sending us feedback on the site. Scientists, teachers, writers, illustrators, and translators are all important to the program. If you are interested in helping with the website we have a Volunteers page to get the process started.

Donate icon  Contribute

 

Share to Google Classroom