Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

15.2: Antibiotische selectie
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

This content is Free Access.

Education
Antibiotische selectie
 
Deze voice-over is door de computer gegenereerd
TRANSCRIPT
* De tekstvertaling is door de computer gegenereerd

15.2: Antibiotische selectie

Overzicht

Onderzoekers gebruiken antibioticaresistentie-genen om bacteriën te identificeren die een plasmide bezitten dat hun gen van belang bevat. Antibioticaresistentie treedt van nature op wanneer een spontane DNA-mutatie veranderingen in bacteriële genen veroorzaakt die de antibiotische activiteit elimineren. Bacteriën kunnen deze nieuwe resistentiegenen delen met hun nakomelingen en andere bacteriën. Het overmatig gebruik en misbruik van antibiotica heeft een volksgezondheidscrisis veroorzaakt, aangezien resistente en multiresistente bacteriën zich blijven ontwikkelen.

Antibioticaresistentie is een essentieel hulpmiddel bij genetische manipulatie

Antibiotica, zoals penicilline, zijn geneesmiddelen die de groei van bacteriën doden of stoppen. Bacteriën die van nature of kunstmatig antibiotica-resistentiegenen hebben verworven, reageren niet op antibiotica. Wetenschappers maken hiervan gebruik door plasmiden te ontwerpen - kleine, zelfreplicerende stukjes DNA - die zowel een antibioticumresistentiegen als een gen van belang dragen. Antibioticaresistentie is een integraal onderdeel van DNA claan de hand waarvan een onderzoeker cellen kan identificeren die een interessant DNA hebben geabsorbeerd.

Het interessante DNA van de onderzoeker wordt in bacteriële cellen geïntroduceerd met behulp van een proces dat transformatie wordt genoemd. Bacteriële transformatie omvat het tijdelijk creëren van kleine gaatjes in de bacteriële celwand om opname van extern DNA, zoals een plasmide, mogelijk te maken. Slechts enkele bacteriecellen nemen nieuw DNA op. Omdat het plasmide zowel het DNA van belang als een gen bevat dat resistentie tegen een specifiek antibioticum verleent, kan het toepassen van het antibioticum op de bacteriële cellen (dwz selectie van antibiotica) helpen bepalen welke cellen genetisch gemodificeerd zijn.

De onderzoeker verspreidt de bacteriecellen op een kweekplaat met een gekozen antibioticum. Alleen bacteriën die het antibioticumresistentiegen bevatten, overleven en groeien op de plaat. Na een paar dagen kan de onderzoeker een bacteriekolonie selecteren om te kweken voor verdere experimenten, zoals genexpressieonderzoeken. Na selectie van antibiotica, zal de onderzoeker de bacteriën verder testen met behulp van andere methoden (bijv. PCR) om te bevestigen dat het betreffende DNA correct is. Er treden vaak fouten op, zoals het plasmide dat het gen van belang helemaal niet bevat.

Bacteriën kunnen van nature antibioticaresistentie verkrijgen

Bacteriën kunnen antibioticaresistentie krijgen door spontane DNA-mutaties die de door de cel geproduceerde eiwitten veranderen. Resistente bacteriën kunnen eiwitten produceren die ervoor zorgen dat het antibioticum wordt afgebroken, uit de cel wordt gepompt of geen interactie heeft met het doelwit. Zo remt het antibioticum vancomycine de synthese van de bacteriële celwand. Sommige bacteriën hebben resistentie tegen dit antibioticum ontwikkeld door de soorten eiwitsubeenheden - aminozuren - die worden gebruikt bij de montage van hun celwand, te veranderen in soorten die niet worden beïnvloed door vancomycine.

Zodra antibiotica-resistentiegenen tevoorschijn komen, kunnen bacteriën deze doorgeven aan hun nakomelingen. Bacteriën kunnen ook antibioticaresistentie krijgennen van andere bacteriën van dezelfde of een andere soort via een proces dat horizontale genoverdracht (HGT) wordt genoemd. Er zijn drie mechanismen van HGT: transformatie, conjugatie en transductie. Antibioticumresistentiegenen worden vaak aangetroffen in plasmiden of transposons - stukjes DNA die gemakkelijk tussen bacteriën kunnen worden overgedragen - die tijdens HGT worden uitgewisseld. Als gevolg hiervan kunnen nieuwe soorten antibioticaresistentie zich snel verspreiden naar meerdere soorten infectieuze bacteriën.

Klinisch overmatig gebruik en misbruik van antibiotica produceert "Superbugs"

Antibiotica zijn een cruciale behandeling voor bacteriële infecties. Het gebruik ervan kan er echter voor zorgen dat bacteriën resistent worden en het antibioticum ondoeltreffend maken, wat leidt tot onbehandelbare en mogelijk dodelijke infecties. Overmatig gebruik en misbruik van antibiotica - bijvoorbeeld het gebruik van antibiotica om virale (in plaats van bacteriële) infecties te behandelen of om de groei van de veestapel te verhogen - is problematisch omdat het de resistentie bevordert.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter