Механизмы передачи устойчивости к лекарственным препаратам

Смотрите — Устойчивость дизентерийной палочки из рода Shigella к некоторым антибиотикам

Стало ясно, что состоялось открытие нового вида передачи устойчивости к лекарственным препаратам. Каков же механизм этой передачи? В то время было известно три механизма передачи генетических свойств у бактерий, и поэтому следовало подумать о каждом из них.

Один из этих механизмов — трансформация. Она связана с передачей «голой» дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), т. е. с передачей самих генов в чистом, так сказать, виде. Можно выделить ДНК из штамма бактерий-доноров и ввести ее в культуру штамма бактерий-реципиентов. Часть генов, выделенных из клеток-доноров, может замещать гомологичные гены в хромосомах клеток-реципиентов, в результате чего мутация передается от донора к реципиенту (смотрите рисунок ниже).


Трансформация

Трансформация

При трансформации передача генов осуществляется в результате того, что дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) клетки-донора (верхняя) проникает в клетку-реципиент (нижняя) и включается в ее хромосому. Таким путем мутантный ген (показан пунктиром), контролирующий устойчивость к тому или иному лекарственному препарату, может быть передан чувствительной клетке. Он замещает гомологичный ген (черный), который уже не может реплицироваться и исчезает.


Таким путем, в частности, чувствительная к стрептомицину бактерия может стать устойчивой к нему.

Трансформация встречается у различных бактерий, она происходит самопроизвольно и может быть воспроизведена в эксперименте. Однако путем трансформации передаются только небольшие фрагменты ДНК, и потому передача одновременно более чем двух генов, определяющих устойчивость к двум различным лекарственным препаратам, событие чрезвычайно редкое. Кроме того, для того чтобы трансформация происходила с до-статочно большой частотой, в лаборатории специально создают оптимальные условия, которые вряд ли часто встречаются в природе.

Второй механизм передачи генов — трансдукция. При трансдукции гены переносятся от одной бактериальной клетки к другой заражающими их фагами (фаги — это вирусы бактерий). Фаг воспроизводится в бактериальной клетке, используя для этого ее синтетический аппарат. При этом фаг может «по ошибке» захватить кусочек бактериальной хромосомы, который оказывается заключенным в белковую оболочку фага. Когда такой фаг заражает вторую клетку, он привносит с собой бактериальные гены, которые могут рекомбинировать с гомологичными генами, расположенными в хромосоме этой клетки. По сути дела, фаг здесь действует как шприц, впрыскивающий ту ДНК, которая при трансформации проникает из клетки в клетку самостоятельно (смотрите рисунок ниже).

Смотрите рисунок — Трансдукция осуществляется через посредство бактериофага


«Молекулы и клетки», под ред. акад. Г.М.Франка

Вперед →