А знаете ли Вы о том, что прямо сейчас бактерии готовятся совершить апокалипсис? А то, что мы им в этом всячески помогаем? Заинтригованы? Читайте дальше, будет интересно! Статья получилась не маленькая, но разве не интересно хоть чуть-чуть приблизиться к пониманию биологических механизмов, окружающих нас?
Кстати апокалипсис в переводе с греческого ’αποκάλυψις означает "откровение". Но это к статье не имеет отношения, это я в целях повышения общего уровня грамотности. 😁
Медики уже очень давно говорят о резистентности (синонимы: нечувствительность, устойчивость) бактерий к антимикробным препаратам. Устойчивость бактерий к первому антибиотику - пенициллину, обнаружили еще в 1940 году, аж за три года до введения его в массовое производство.
Согласно отчёта о росте устойчивости патогенных возбудителей к противомикробным препаратами Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), к 2050 году, если существующий тренд сохранится, инфекционные заболевания будут забирать до 10 млн жизней в год. Для сравнения: от ишемической болезни сердца, самой частой причины смерти, в прошлом году умерли 8,8 млн человек.
ВОЗ назвала проблему развития устойчивости к противомикробным препаратам одной из 10 стоящих перед человечеством глобальных угроз здоровью населения!
В данной статье мне хотелось бы попробовать простым языком рассказать вам о сложном: какими именно способами бактерии получают так "желанную" ими невосприимчивость.
Основных способов два - это мутации и горизонтальный перенос генов.
В рамках данной статьи я расскажу вам о ГОРИЗОНТАЛЬНОМ ПЕРЕНОСЕ ГЕНОВ у бактерий (далее я буду использовать сокращение ГПГ) как одном из способов их видоизменения и эволюции. ГПГ - это по своему уникальная способность получения новой генной информации, которую человечество уже сейчас использует в генной инженерии. Изучение механизмов такого переноса без сомнений способно принести множество открытий! Но прежде чем я начну, нам стоит определиться с основными терминами и понятиями, которые я буду использовать в тексте.
Вспоминаем биологию:
Геном — это совокупность наследственной информации одной клетки, он включает в себя все гены организма. У человека например, геном составляет около 3 млрд пар ДНК.
ДНК- это молекулы, содержащие биологическую информацию, так называемый генетический код. ДНК в том или ином виде имеется в каждом живом организме.
Мутация - (от латинского mutatio - изменение) это стойкие изменения последовательности ДНК, которые будут передаваться по наследству в следующих поколениях клеток.
Мобильные генетические элементы - это последовательности ДНК, которые могут перемещаться внутри генома (например плазмиды, бактериофаги и пр.).
Бактериофаг - это вирус, заражающий бактериальные клетки.
Патогенность - это способность микроорганизма вызывать инфекционный процесс у организма хозяина.
Итак, с терминологией определились. Теперь разберёмся зачем же бактериям нужен ГПГ и чем он отличается от мутаций. Если не вдаваться в подробности, то мутации обеспечивают обмен генетической информацией внутри одного вида (то есть к организму, являющемуся прямым потомком), тогда как при ГПГ возможен обмен между организмами не имеющими родства или даже разных видов.
Для нас важно, что именно ГПГ позволяет бактериям разного вида обмениваться генами, в том числе генами устойчивости к антибиотикам. Причём такой обмен генов может происходить от непатогенных (не болезнетворных) к патогенным (болезнетворным) формам.
Использование антибиотиков увеличивает давление отбора на популяцию бактерий: выживают только самые устойчивые, которые к тому же "охотно" делятся генами.
Перенос генов резистентности может осуществляться несколькими вариантами:
- Захватом и встраиванием в собственный геном свободных фрагментов "чужеродной" ДНК из внешней среды. Фрагменты ДНК могут попасть во внешнюю среду в результате разрушения бактерий под действием иммунного ответа или антибактериального препарата.
- Переносом генов путём прямого физического контакта между различными бактериальными клетками.
- Переносом генов через "посредников": те самые мобильные генетические элементы (плазмиды, бактериофаги) и вирусы.
Онако, из всего количества переносимых такими способами генов включит в свой геном бактерия немногих. Чужеродные гены априори являются "нежелательными гостями", нарушающими так называемый баланс генов. Поэтому принимают таких гостей только с "дарами" (то есть с каким-то полезным свойством или признаком). Механизмы ГПГ судя по всему очень древние и ведут свое начало задолго до появления человека.
Теперь вы знаете чуть больше и, я надеюсь, не будете больше бездумно принимать антибиотики без консультации врача!
Берегите себя!