Antibiotikaresistenz durch Gentausch – der Mechanismus der Konjugation

Im letzten Blog-Beitrag ging es um das Bakterium Escherichia coli und wie dieses sowohl hilfreich als auch schädlich für unseren Körper sein kann. Es stehen verschiedene Antibiotika zur Verfügung, um eine Infektion durch E.coli zu behandeln, allerdings wird das Problem von sich zunehmend entwickelnden Antibiotikaresistenzen immer größer.

Was sind Antibiotikaresistenzen?

Antibiotikaresistenzen von Bakterien gehören zu den größten Herausforderungen der modernen Medizin, die sich auf unterschiedliche Art und Weise entwickeln. Einer der Mechanismen zur Entwicklung einer Antibiotikaresistenz macht das Problem besonders tückisch. Es handelt sich dabei um die sogenannte Konjugation, die es Bakterien möglich macht, sich gegenseitig Resistenzgene zu übertragen. Der Konjugation liegt der Mechanismus des horizontalen Gentransfers zu Grunde. Dieser funktioniert unabhängig davon, ob die Bakterien miteinander verwandt sind oder nicht.  

Was ist Konjugation? 

Die Konjugation ist eine Art „Gen-Tauschbörse“ unter Bakterien. Anders als beim vertikalen Gentransfer, bei der die Gene an die Nachkommen weitergegeben werden, ermöglicht die Konjugation einen horizontalen Gentransfer. Das bedeutet, die Gene werden direkt von einer Bakterienzelle zur nächsten weitergegeben.  

Der horizontale Gentransfer funktioniert über eine feine, röhrenartige Struktur namens Pilus, die eine Spenderzelle mit einer Empfängerzelle verbindet. Über diese „Brücke“ wird DNA, meist durch Plasmide, übertragen. Plasmide sind kleine, ringförmige DNA- Moleküle. Sie enthalten oft wichtige Gene für Bakterien, darunter zum Beispiel Resistenzgene gegen Antibiotika.   

Konjugation Schritt für Schritt 

1. Ein Bakterium (z. B. E. coli) besitzt ein Plasmid mit Resistenzgenen.
2. Es bildet einen Sex-Pilus, der sich an eine benachbarte Zelle anheftet. 
3. Die Zellen verbinden sich und eine Art molekulare Brücke entsteht. 
4. Das Plasmid wird kopiert und die Kopie durch die Brücke zur Empfängerzelle geschickt. 
5. Jetzt besitzen beide Zellen das Resistenz-Plasmid und können es wiederum an andere weitergeben. 

So wird aus einem einzigen resistenten Bakterium in kurzer Zeit eine ganze Population mit Abwehr gegen Medikamente. In Kliniken führt das häufig zu Infektionen, die kaum noch auf Antibiotika ansprechen – ein großes Risiko für Patient:innen. 

Warum ist das so gefährlich? 

• Schnelle Verbreitung: Ein einziger Resistenztausch kann ausreichen, um mehrere Antibiotika auf einmal unwirksam zu machen – viele Plasmide enthalten gleich mehrere Resistenzgene. 

• Artübergreifend: Die Konjugation funktioniert auch zwischen verschiedenen Bakterienarten, was die Verbreitung kaum kontrollierbar macht. 

• Weltweit verbreitet: Ob im Krankenhaus, in der Landwirtschaft oder im Boden – die Gene machen nicht halt vor Umweltgrenzen. 

Was hilft gegen die Verbreitung? 

Die Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen durch Konjugation ist schwer zu stoppen – aber nicht unmöglich. Wichtige Maßnahmen sind: 

• Sparsamer Einsatz von Antibiotika: Weniger Druck bedeutet weniger Anreiz für Bakterien, Resistenzgene zu behalten. 

• Strikte Hygiene in Kliniken: Um die Weitergabe resistenter Bakterien zu unterbinden. 

• Forschung fördern: Neue Medikamente und alternative Therapien sind dringend nötig. 

• Wissen verbreiten: Aufklärung in Medizin, Tierhaltung und Bevölkerung ist ein Schlüssel zur Prävention. 

Je besser wir verstehen, wie dieser Gentausch funktioniert, desto gezielter können wir ihn bekämpfen – durch Forschung, Vorsicht und verantwortungsvollen Antibiotikaeinsatz. Wichtig ist auch eine ausgeprägte Hygiene in Praxen und Krankenhäusern.  

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Quelle zum Text: https://www.visite-medizin.de/antibiotika/antibiotikaresistenz/evolution%C3%A4re-grundlagen/konjugation.html