Antibiotikaresistenz und Evolution?

5 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Als Zusatz zu Kindra's sehr guter Antwort gibt es noch einen Punkt:

Antibiotikaresistenz-Gene können, einmal evolviert, durch horizontalen Gentransfer zwischen verschiedenen Bakterienstämmen und sogar -arten(!) ausgetauscht werden. Das erhöht noch die Wahrscheinlichkeit, dass Antibiotika über weite Pathogenklassen hinweg ihre Wirksamkeit verlieren. Auch dieser Mechanismus verläuft nicht "gerichtet", ebenso wie die auf zufälliger Mutation basierende Evolution.

Demzufolge müsste man doch soviel Antibiotika nehmen können wie man will, da eine Anpassung nur zufällig durch Mutation und Rekombination entstehen kann und man deshalb keinen Einfluss darauf hat?

Antibiotika stellen einen starken Selektionsdruck für die Pathogene dar. Bakterien, die durch zufälliger Mutation eine Resistenz entwickelt haben, werden selektiert (alle anderen sterben) und können sich nun superexponentiell vermehren. Ihre Häufigkeit nimmt also stark zu und damit auch die Gefahr einer Verbreitung durch Infizierung neuer Wirte. Die Wahrscheinlichkeit, durch horizontalen Gentransfer die Resistenzgene an andere Pathogene weiterzugeben, steigt ebenso stark an.

Normalerweise ist Antibiotikaresistenz kein evolutionärer Vorteil, deswegen sind Bakterien "von Haus aus" auch nicht resistent. Wenn sie aber regelmäßig mit Antibiotika in Kontakt kommen ist die Resistenz natürlich von Vorteil, und das Merkmal breitet sich aus.

Natürlich geschieht die Entwicklung von Resistenzen "zufällig". Aber bei weiß ich wie vielen Milliarden Bakterien in einem Körper, die sich alle paar Minuten teilen, da sind Mutationen an der Tagesordnung.

Ja, das stimmt, aber nur teilweise. Die Bakterien, die zufällig mutiert sind und deswegen resistent sind, sterben nicht durch das Antibiotikum und vermehren sich damit weiter. Dadurch wird die Resistenz weitervererbt. Also gibt es jetzt einen Stamm Bakterien, der resistent ist. Ein weiteres Problem ist es, wenn das Antibiotikum zu früh abgebrochen wird. Dann sterben auch nicht alle, sondern die stärksten überleben.

Zunächst wird das Gen erworben oder entsteht; dies geschieht entweder durch Mutation, oder durch Horizontalen Gentransfer, etwa durch Konjugation, Transduktion oder Transformation; die Erklärungen dazu sind leicht im Internet aufzutreiben, da das ganz aber etwas komplex ist, werde ich es hier nicht erklären.

Nachdem diese Gene nun vorhanden ist, kommt es zur natürlichen Selektion: Die Bakterien, die resistent sind, überleben, und vererben das Gen weiter; die Bakterien, die nicht resistent sind, sterben ab. Dadurch vermehren die resistenten Bakterien sich noch besser, und mit der Zeit werden nahezu alle Bakterien resistent.

Diese Vorgänge lassen sich übrigens auch beobachten; damit wäre dann wohl auch die Evolutionstheorie bewiesen.

Demzufolge müsste man doch soviel Antibiotika nehmen können wie man will, da eine Anpassung nur zufällig durch Mutation und Rekombination entstehen kann und man deshalb keinen Einfluss darauf hat?

Darauf hat DarkSepia schon gut genug geantwortet; wie er sagte, die Wahrscheinlichkeit ist schon durch die schiere Anzahl sehr groß, und durch die Regeln der Selektion wird der Anteil der resistenten Bakterien immer größer, sobald welche vorhanden sind.

Die Antwort auf deine Frage ist also eine klares Nein.

Es gibt zwei wichtige Mechanismen, wie ein Bakterium gegen Antibiotika resistent werden kann:

1) Mutation

2) Horizontaler Gentransfer (zum Beispiel Aufnahme freier DNA, die nach der Aufnahme Antibiotikaresistenz bewirkt)

Die Nachkommen des Bakteriums erben die DNA und damit die Antibiotikaresistenz. Sie überleben, während die nicht imunen Bakterien sterben. Dieser Vorgang lautet natürliche Selektion.

Zusammengefasst also: Mutation oder HGT und anschließende Selektion.

Einen Einfluss darauf müssen Bakterien nicht haben. Durch ihre enorme Anzahl und Mutationsrate ist die Entwicklung von Antibiotikaresistenz sehr wahrscheinlich.

Crossing over/Stammbaumanalyse?

Hallo zusammen!

Ich habe eine kleine Frage zur Stammbaumanalsyse, genauer gesagt zum Crossing over in Stammbäumen.

http://www.mallig.eduvinet.de/bio/Re...ly1.html#cross

Auf dieser Seite gibt es eine Aufgabe zum Thema Crossing over in Stammbäumen, die mir ein wenig Schwierigkeiten bereitet. Ich kann die Genotypen des Stammbaums recht problemlos bestimmen, jedoch bereiten mir die Personen 12, 19 und 21 Probleme.

Unten in der Lösung heißt es, dass man die Erkrankungen von Person 19 und 21 damit erklären kann, dass bei Person 12 ein Crossing over stattgefunden hat. Und genau da komme ich nicht mit.

Das kann doch gar nicht stimmen, da Person 12 (Frau/Mutter) gar keine Veranlagung zur Bluterkrankheit hat. Wie soll sie denn die Bluterkrankheit an 19/21 vererben, wenn sie selbst diesen Gendefekt gar nicht in sich trägt? Crossing over löst dieses Problem doch nicht, weil Crossing over voraussetzt, dass Person 12 den Gendefekt in sich trägt und diese Info dann z.B. im Falle von Person 21 per Crossing over auf das selbe Chromosom übertragen wird, auf welchem auch die Rot-Grün-Blindheit sitzt.

Person 12 bekommt doch aber von ihrem Vater ein X-Chromosom mit der Rot-grün-Blindheit und von ihrer Mutter ein "gesundes" X-Chromosom. Wo kommt also das Allel der Bluterkrankheit her?

Wenn, dann müsste es bei Person 4 zum Crossing over gekommen sein, denn Person 4 vererbt ihrer Tochter ein "gesundes" X-chromosom, trägt aber das Gen für die Bluterkrankheit in sich. Durch Crossing over wäre es dann ja möglich, dass sie ihrer Tochter das ehemals "gesunde" X-chromosom überträgt, auf dem sich aber durch Crossing over bei Person 4 zuvor der Gendefekt eingeschlichen hat. Wobei dann Person 12 krank sein müsste. Konduktorin kann man mit einem Gendefekt auf jedem X-Chromosom ja wohl schlecht sein...?!

Meine Erklärung wären Mutationen, wodurch Person 12 die Bluterkrankheit zumindest in vereinzelten Eizellen in sich tragen- und daher auch vereinzelt weitergeben würde. Das würde die Krankheiten von Person 19 und 21 aus meiner Sicht jedenfalls erklären.

Naja, ihr seht, dass ich mich da total festgerannt habe. Ich bin mir sicher, dass ich auf dem Schlacuh stehe und vor lauter Bäumen den Wald nicht sehe, aber mir fällt mein Fehler einfach nicht auf.

Ich wäre wirklich dankbar, falls mir jemand erklären könnte, wo ich falsch liege. Sonst schlaf' ich heute Abend unruhig

...zur Frage

Was möchtest Du wissen?