Horizontale overdracht van bacteriële genen en de betekenis voor antibioticaresistentie en pathogeniteit

- Sexual reproduction does not occur in bacteria. The point of departure in bacterial reproduction is always that one individual divides itself into two identical descendants.

- In the bacterial world, however, there is certainly exchange of hereditary characteristics (DNA). This type of exchange is called horizontal gene transfer.

- There are 3 basic ways for the exchange of DNA between bacteria: conjugation, transduction and natural transformation. Each of these has its specific impact on the species.

- During conjugation, a piece of DNA is copied in one bacterium and transferred to another via a temporary connection, a conjugative pilus. In this way, for example, a particular gene that codes for resistance against antibiotics can be transmitted.

- In transduction, the transfer of DNA takes place with the aid of bacteriophages. The gene that codes for the toxin produced by Vibrio cholerae is spread by transduction.

- In transformation, DNA that is located outside the cell is fragmented and imported into the cell, after which, via recombination, the DNA replaces a piece of original DNA in the chromosome of the host. Transformation is responsible for, among other things, antigen variation in the pneumococcal capsule. Antigen variation helps the pneumococci to resist the immune response leading to the forming of antibodies and adequate opsonisation.

Ned Tijdschr Geneeskd. 2007;151:2709-14

Samenvatting

- Bij bacteriën komt geslachtelijke voortplanting niet voor. Het uitgangspunt bij bacteriële voortplanting is altijd één individu dat zich in twee identieke nakomelingen deelt.

- In de bacteriële wereld komt echter wel degelijk uitwisseling van erfelijke eigenschappen (DNA) voor. Dit wordt ook wel horizontale genoverdracht genoemd.

- Er zijn 3 basisvormen van uitwisseling van DNA tussen bacteriën: conjugatie, transductie en natuurlijke transformatie. Deze hebben elk een verschillende invloed op de soort.

- Bij conjugatie ontstaat er een tijdelijke verbinding tussen twee bacteriën, een conjugatieve pilus. In de ene bacterie wordt een stuk DNA gekopieerd en dit wordt getransporteerd naar de andere bacterie. Op deze wijze wordt bijvoorbeeld een bepaald gen dat codeert voor resistentie tegen antibiotica doorgegeven.

- Bij transductie vindt er overdracht van DNA plaats met behulp van bacteriofagen. Het gen dat codeert voor het toxine dat door Vibrio cholerae wordt geproduceerd, wordt via transductie verspreid.

- Bij transformatie wordt buiten de cel gelegen DNA gefragmenteerd en binnengehaald in de cel, waarna het DNA via recombinatie in het gastheerchromosoom een oorspronkelijk stuk DNA vervangt. Transformatie zorgt onder meer voor antigene variatie in de kapsels van pneumokokken. Deze antigene variatie helpt de pneumokokken om weerstand te bieden aan de immuunrespons die leidt tot antilichaamvorming en goede opsonisatie.

Ned Tijdschr Geneeskd. 2007;151:2709-14