Penicillin och bakteriers resistens

Peptidoglykankedjor

Sammanlänkning av sockermolekylerna NAG och NAM i långa polypeptidkedjor med varannan av varje.

• NAG (glukosamin)

• NAM (muraminsyra)

Pentapeptidkedjor

De tvärbindningar som finns mellan polypeptidkedjorna och sitter på NAM-molekylerna. Består av fem stycken aminosyror som binder till en annan parallell polypeptidkedja.

Penicillinbindande protein (PBP)

Protein/ enzym som reparerar cellväggen i friska bakterier. Sammankopplar pentapeptidkedjorna mellan långa peptidkedjorna.

Vad gör penicillin?

Penicillin tar platsen i det proteinbindande proteinets (PBP) aktiva säte (kompetitiv inhibering), då att den hindras från att fungera som vanligt och reparera cellväggen. Detta gör att vatten kan tränga in i bakteriecellen så att den lyserar och dör av det osmotiska trycket. Penicillin fungerar ENDAST på grampositiva bakterier som har tjock cellvägg.

Bakteriocidala antibiotika

Dödar bakterier

Bakteriostatiska antibiotika

Stoppar metabola processer som replikation och translation och hämmar därför tillväxten.

Hur verkar antibiotika på proteinsyntesen: replikation och translation?

Vid DNA kan det stoppa replikation så att cellen inte kan dela sig→dottercellerna får ingen DNA-kedja

Vid RNA stoppas transkription vilket förhindrar cellen proteinbildning då DNA inte kan skrivas om till mRNA.

Hur fungerar antibiotikaresistens? 

Bakterier har utvecklat ett försvarsenzym som kallas Beta-laktamas. Detta klipper sönder den verkande Beta-laktamringen i penicillin så att det inte kan hindra PBP från att reparera cellväggen längre.

Hur sprider bakterier sin resistens och sina egenskaper att skydda sig mot antibiotika?

Genom:

a) vertikal spridning

b) horisontell spridning:

1. Konjugation

2. Transduktion

3. Transformation

Vertikal spridning

Resistens sprids via celldelning/mitos från modercell till dottercell över generationer

Horisontell spridning

Inom samma generation då överföring sker från en bakterie till en annan. 

Konjugation (bakteriesex)

Plasmider som bär på gen för antibiotikaresistens kopieras i en bakterie och skickas över till en annan via f-pili som kopplar samman två bakterier.

Transduktion

Bakteriofager (virus) för med sig genetiskt material från en bakterie till en annan. Den sprutar in sitt DNA i en bakterie som kopierar det och tillverkar nya bakteriofager varav vissa får med sig bakterie-DNA:t. Därefter angriper dessa bakteriofager nya bakterier och sprutar in sitt DNA (med bakteriens). På så vis kan bakterier få resistens genom att plocka upp andra bakteriers DNA i sin kromosom genom bakteriofager.

Transformation

Bakterier kan transformeras och få nya egenskaper genom att plocka upp DNA från andra döda bakterier som släpper ifrån sitt DNA när de lyserar.

Vilka olika resistensmekanismer har bakterier?

Bakterierna kan:

• Pumpa ut antibiotika

• Minska permeabiliteten i cellmembranet

• Förstöra antibiotikan genom tex enzym

• Modifiera antibiotikan genom enzymer som kan koppla på saker

• Kamouflera antibiotikans mål så att den inte når fram till tex replikationen/ ribosomerna/ transkriptionen

• Uttrycka nya alternativa proteiner som utför samma eller liknande uppgifter som proteinet antibiotikan binder till.

Vad kan antibiotikabehandling ha för påverkan på individer?

• Döda patogena bakterier och göra individen frisk

• Påverka kroppens normalflora genom att döda eller hämma känsliga bakterier samtidigt som resistenta överlever→ selektion av resistenta bakterier då dessa kan tillväxa trots närvaro av antibiotika och konkurrensen minskar

• Fler resistenta kroppsegna bakterier som kan sprida resistens till patogena inkräktare