Bakterien steuern ihre Mutationen!?

Hallo zusammen,

auf ARTE ist gerade so eine Dokumentation über Bakterien gelaufen.
Und da hat mal jemand nur kurz gesagt dass Bakterien anscheinend über so einen Mechanismus verfügen dass sie nur bei ca. 1 von 10 Mio. Fortpflanzungen mutieren.
Wenn jetzt aber die Bakterien bekämpft werden zB. mit Antibiotika dann können die Bakterien anscheinend ihre Mutationsrate erhöhen so dass schon bei ca. 1 zu 1000 oder 10000 (weiß nicht mehr genau) eine Mutation auftritt.
Das erhöht dann logischerweise ihre Chancen eine positive Mutation zu erhalten welche wieder kopiert und vermehrt wird und so können sie überleben.

Jetzt hab ich mich aber gefragt: Wie soll das funktionieren?
Wie kann das Bakterium wissen dass es bekämpft wird? Wie wird dann die Fortpflanzung beeinflusst, was kann ein Bakterium dafür tun (bzw. was für ein chemischer Ablauf oder was auch immer geschieht da) dass eine Mutation häufiger auftritt?

Das find ich höchst interessant aber leider haben sie nichts mehr darüber gesagt.
Nicht zufällig irgendwelche Mikrobiologen unter uns die mir das ein bisschen genauer erklären können? :)

Es gibt eine Untersuchung, dass Antibiotikagaben zur Bildung von reaktiven Sauerstoffradikalen führen. Bei hoher Konzentration dieser Radikale kommt es zu einem Einsetzen der DNA-Reparaturfunktion. Diese ist ja sozusagen eine Notlösung, die sehr schnell und unkontrolliert vor sich geht. Dadurch entstehen dann natürlich viele Ablesefehler, also Mutationen, und die Chance steigt, dass irgendeine dabei ist, die den Bakterien hilft resistent gegen Antibiotika zu werden.
Gibt dazu nen wissenschaftliches Paper, falls dich das interessiert muss ich mal suchen :D

@kastanislaus
nabend
lang nicht gesehn :)

zuallererst kann ich mir nicht vorstellen wie Mutation aktiv gesteuert werden können soll!
Die reine Mutation, also zb das Auswechseln eines Basenpaars geschieht rein zufällig!
Ebenso alle anderen Mutationen!

Was mir spontan einfällt wäre die Möglichkeit dieses aber über Reaparase-Enzyme (das sind diejenigen Enzyme die die DNA reparieren und solche Mutationen meist!!!! wieder rückgängig machen können stark erhöht sind...
Dadurch wären dann dauerhafte! Mutationen die sich dann in den Nachkommen fortpflanzen würden ja stark unwahrscheinlicher^^

Wenn nun Stress im Überlebenskampf kommt - könnten die ausgeschaltet werden:
die Mutationsrate steigt zwar nicht effektiv - aber die Anzahl der wvererbten mutationen steigt stark an....

kastanislaus schrieb:Das erhöht dann logischerweise ihre Chancen eine positive Mutation zu erhalten welche wieder kopiert und vermehrt wird und so können sie überleben.

Was der springende Punkt ist :D
Ich weiss weder wie wo welche Mutationen genau gemeint sind.. die gesamte DNA?
etc Assserdem steigt die Wahrscheinlichkeit der negativen mutationen natürlich genauso an....
was das Spiel interessant macht

Soviel zu meinen ersten gedanken dazu...

@verde
Hm ok leider kenn ich mich da nicht wirklich aus, aber wenn das so wäre dann könnte man doch "ganz einfach" bei den antibiotika irgendetwas mit einbauen was diese Erhöhung der Sauerstoffradikale unterbindet, dann könnten sich die Bakterien nicht so schnell anpassen. Oder!?
Ich weiß schon ist nicht alles so einfach in echt wie hier im Forum :)

@Thermometer
Stimmt,
bin in letzter Zeit ziemlich Forumsfaul :)

Thermometer schrieb:zuallererst kann ich mir nicht vorstellen wie Mutation aktiv gesteuert werden können soll!

Genau das dacht ich mir eben auch aber gut das kann ja auch automatisch über irgendwelche Zellen, Hormone oder frag mich nicht was geschehen.

Ja das kann sein, aber warum werden sie abgeschaltet?
Ich meine irgendwie muss das Bakterium dann merken dass es angegriffen wird.

Thermometer schrieb:Ich weiss weder wie wo welche Mutationen genau gemeint sind.. die gesamte DNA?

Gute Frage ja, keine Ahnung, wurde nicht gesagt ich schätze mal schon.

Thermometer schrieb:Assserdem steigt die Wahrscheinlichkeit der negativen mutationen natürlich genauso an....
was das Spiel interessant macht

Nein das ist ja egal. Je öfter ein Bakterium mutiert desto öfter gibt es negative Mutationen das ist klar, aber die sterben natürlich noch schneller aus als die normalen.
Aber gleichzeitig steigt logischerweise auch die Anzahl der besseren Mutationen weil das Verhältnis von schlechten zu guten Mutationen ja immer gleich bleibt.
Vondaher ist es im Überlebenskampf auf jeden Fall ein Vorteil wenn mehr Mutationen auftreten.
Evolution, ich habs verstanden ;)

@kastanislaus

kastanislaus schrieb:Hm ok leider kenn ich mich da nicht wirklich aus, aber wenn das so wäre dann könnte man doch "ganz einfach" bei den antibiotika irgendetwas mit einbauen was diese Erhöhung der Sauerstoffradikale unterbindet, dann könnten sich die Bakterien nicht so schnell anpassen. Oder!?
Ich weiß schon ist nicht alles so einfach in echt wie hier im Forum

Genau das wird momentan auch entwickelt :D. Die Antibiotika können dann beispielsweise Stoffe enthalten, die die Sauerstoffradikale einfach binden.

@verde

verde schrieb am 15.10.2010:Gibt dazu nen wissenschaftliches Paper, falls dich das interessiert muss ich mal suchen

Es sind hunderte!

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19647477

Das hier ist von Oktober 2009 und deckt schonmal einiges ab.

@Dr.Shrimp
umso besser:)

@verde

Aber in dem Paper steht auch, dass sie nicht wissen, wie es vom Antibiotikum zum Anstieg von ROS kommt. Es ist nämlich echt egal, welches Antibiotikum man nimmt.

Es wurde lediglich gezeigt, wo man potentielle Angriffspunkte hat, wenn die ROS Produktion längst begonnen hat. Beispielsweise Veränderungen der Komplexe der Atmungskette oder ein nichtspaltbares LexA oder die Einschränkung der Reparatur von Eisen-Schwefel-Clustern, was die Bakterien weniger anfällig für Antibiotika gemacht hat.

Es muss also ein total primitiver Mechanismus sein, der zwangsläufig anspringt, wenn die Zelle arretiert ist.

Sorry..... Stärkung der Reparatur der Eisen-Schwefel-Cluster..... Stärkung! ^^

Nebenbei sollte der Thread besser heißen: "Bakterien steuern ihre Mutationsrate!"

@kastanislaus

Man hat den Eindruck daß es eine Reaktion des Bakteriums ist, also daß es merkt, daß es angegriffen wird, und somit seine Genarbeit ändert.
So wie man bei allen evolutionären Anpassungen den Eindruck hat, als sei es eine direkte Reaktion auf die Umstände, nicht reiner Zufall.

Kennst du das Beispiel mit den Birkenspinnern?
Also, Falter-alle weiß- tarnen sich auf Birken. Dann wurden Fabriken gebaut, durch den Ruß wurden die Birken schwarz und die Birkenspinner auch....ich meine, da ist iwo ein Logikfehler- ich meine- Wo sind all die gelben, roten, blauen Mutationen, müßte doch wenigstens einer ne andere Farbe haben. Gab es all diese Mutationen, und nur die schwarze überlebte, alle anderen starben so schnell aus?? Warum werden dann nie iwelche komischen mutierten Tiere(tot) gefunden??

Es gibt einen Baum, wenn er von Schädlingen angegriffen wird, informiert er seine Verwandten, welche dann Abwehrstoffe bilden können, bevor der Schädling sie erreicht.

Ich habe den Eindruck, daß Tiere und Pflanzen viel mehr Kontrolle über ihre Körperfunktionen haben, als wir - da gibt es auch unzählige verblüffende Beispiele für.