Hoofdstuk 3 Mutatie en Resistentie
3.1 Definities
De definitie van 'mutatie' is "Verandering, wijziging in de erfelijke informatie"
De definitie van 'resistentie' is "Bacteriën die ongevoelig zijn voor antibiotica"
Antibiotica is letterlijk een middel tegen micro-organismen; geneesmiddel tegen bacteriën bij een infectie.
En nu ik toch aan het definiëren ben heb ik MRSA ook opgezocht; Bacteriën die bestand (resistent) zijn tegen vrijwel alle beschikbare antibiotica
In elke cel zit DNA. In het DNA ligt erfelijke informatie vastgelegd in genen. Wanneer de cel bepaalde genen nodig heeft, wordt er een eiwit gemaakt die de genen bevatten die de cel nodig heeft. Dat betekend dat als de cel bepaalde genen niet nodig heeft, hij er ook geen eiwitten van maakt. Maar de erfelijke informatie die in het DNA zijn opgeslagen blijft altijd bestaan.
3.2 Resistentie
Resistentie voor antibiotica blijkt ooit erfelijk vastgelegd te zijn in het DNA van sommige bacteriën. Deze resistentiegenen bestaan waarschijnlijk al miljoenen jaren, maar die resistentie lag altijd opgeslagen in het DNA van bacteriën en hoefde niet gebruikt te worden.
Totdat er door een arts een schimmel met de naam Penicillium werd ontdekt. De schimmel scheidt een stof uit waarmee deze omliggende bacteriën kan doden. Na elf jaar lukte het om penicilline op grote schaal te produceren. De mensen hadden eindelijk een geneesmiddel voor dodelijke micro-organismen.
De vreugde was helaas van korte duur. Er werd namelijk ontdekt dat bacteriën een enzym kunnen maken dat penicilline versneld afbreekt. De twee onderzoekers waarschuwden dat penicillinase waarschijnlijk niet een blijvend geneesmiddel was. Niemand wou naar ze luisteren, maar ze kregen helaas wel gelijk.
Sommige bacteriën, met name de stafylococcen, raakten na een paar jaar ongevoelig voor het wondermiddel.
In het begin waren bijna alle stafylococcen-stammen gevoelig voor het antibiotica penicilline. Maar dat veranderde snel. In Engeland waren er in 1946; 14% penicilline-resistente Staphylococcus aureus-stammen.
In 1948 was dat percentage 59% penicilline-resistente Staphylococcus aureus-stammen.
In de jaren zestig kwamen ongevoelige stammen meer voor in ziekenhuizen, dan erbuiten. Dat verschil is ondertussen ook verdwenen: negen van de tien stafylococcen-stammen is nu ongevoelig voor het wondermiddel penicilline.
Hoe dit kan?
Resistentie ontstaat op twee manieren.
1 Je hebt een populatie bacteriën waarvan één bacterie het resistentiegen bevat. (maar dat weet je niet) Je gaat deze bestrijden met een bepaald antibioticum. Eerst gaat het goed want de populatie krimpt. Maar vanaf het moment dat de bacteriën met het antibiotica in contact komen, wordt het resistente gen dat in het DNA van die éne bacteriecel ligt geactiveerd. Dat wil zeggen dat die bacteriecel eiwitten gaat maken die het resistentiegen bevatten. Om deze ongevoelige cel heen gaan alle bacteriën dood. Die ene ongevoelige bacterie worden dus niet aangevallen door de antibiotica en blijft zich vermenigvuldigen. Hierdoor heb je na een tijdje een nieuwe populatie bacteriën die allemaal ongevoelig zijn voor het antibioticum.
Ook heb je te maken met speciale vermogens van een bacterie;
3.2.1 transposons in het DNA
3.2.2 plasmiden
1 Transposons zijn speciale genetische elementen die in het DNA van de ene naar de andere plaats ‘springen’.
Ze zijn ook in staat om zich van het cel-DNA naar een los, cirkelvormig stukje DNA (een plasmide) te verplaatsen, en omgekeerd. Telkens wanneer ze zich uit het DNA losmaken, kunnen ze nieuw genetisch materiaal, zoals resistentiegenen, opnemen.
2 Plasmiden zijn ronde DNA-pakketjes die geen deel uitmaken van het normale DNA. Het zijn juist vaak plasmiden waarop resistentiegenen zich verzamelen. Dat maakt hen tot een soort survival kits. De clou is dat bacteriën hun plasmiden kunnen kopiëren en doorgeven en dan niet alleen aan soortgenoten, maar aan alle micro-organismen. Bacteriën kunnen dus aan alle genetische voorraad komen die andere organismen in hun rijk hebben. Dit ingewikkelde vermogen van bacteriën is de reden van hun speciale aanpassingsvermogen.
In het resistentiegen dat dus al eeuwen in het DNA van sommige bacteriën zat, zit informatie voor de aanmaak van een eiwit. Dit eiwit kan zich ongevoelig maken voor antibiotica. Het eiwit heeft daar verschillende manieren voor; Het eiwit kan een antibioticum inactiveren. Of het eiwit laat het antibioticum snel uit de cel pompen.
Daarnaast kan de bacterie die wordt aangevallen zijn moleculen vervangen door andere moleculen die minder gevoelig zijn voor de antibiotica.
3.3 Mutatie
Mutaties kunnen in elke cel plaatsvinden. Een mutatie is een blijvende verandering van de structuur van het DNA. Mutatie's worden veroorzaakt door beschadigingen in een DNA-molecuul. Door mutaties kan het DNA dus veranderen en nieuwe informatie gaan bevatten. Dit gebeurd dus ook met DNA in een bacteriecel. Er komt een gen tussen dat ongevoeligheid voor een antibiotica bevat. De plasmiden kopieëren dit actieve stukje erfelijk materiaal van het DNA en brengen het naar de ribosomen; die op hun beurt nieuwe eiwitten maken die allemaal dit nieuwe resistente gen bevatten.
