Mutation Bakterium

Antibiotikum Resistenz Koloniezähltest Titer Mutationsrate

Zur
Bekämpfung bakterieller Infektionskrankheiten werden heute vor allem
Antibiotika eingesetzt. Antibiotika sind Stoffe, die schon in geringer
Konzentration Bakterien abtöten oder in ihrem Wachstum hemmen.

Um in einer Bakterienkultur den Umfang einer solchen Mutation zu
bestimmen, wendet man den Koloniezähltest an. Dazu wird eine Probe
entnommen und stufenweise verdünnt. Von der letzten Verdünnungsstufe
werden 0,1 ml auf eine Nährbodenplatte ausgestrichen. Schon nach 24
Stunden ist dann aus jeder vermehrungsfähigen Bakterienzelle durch
fortgesetzte Teilungen eine mit bloßem Auge sichtbare Kolonie
entstanden. Die Anzahl der Kolonien auf der Testplatte entspricht der
Zahl der lebenden Bakterien in den 0,1 ml der verdünnten Kultur, die
ausgestrichen wurde. Sind es z.B. 30 Kolonien, so befanden sich 300
Bakterien in 1 ml der letzten Verdünnungsstufe. Wurde insgesamt 1:10
hoch 7 verdünnt, errechnet sich, daß ein Milliliter der ursprünglichen
Bakterienkultur 300 x 107 = 3 x 10 hoch 9 Bakterien enthält. Diese Zahl
ist der sogenannte Titer der Bakterienkultur.

Streicht man in einem Parallelversuch 0,1 ml der unverdünnten
Bakterienkultur auf einen antibiotikumhaltigen Nährboden aus, so
vermehren sich dort von den 3 x 108 übertragenen Zellen nur die
resistenten Bakterien. Zählt man hier z.B. 60 Kolonien aus, so war auf
5 Millionen Bakterien eine resistente Mutante entstanden. Die
Wahrscheinlichkeit für das Eintreten eines Mutationsereignisses nennt
man Mutationsrate. Sie liegt in unserem Beispiel bei 2 x 10 hoch minus
7 (=1: 5.000.000). Der Nachweis von resistenten Bakterien auf
antibiotikumhaltigem Nährboden könnte als Anpassung an die
Kulturbedingung interpretiert werden. Die Weitergabe der Resistenz an
die Nachkommen wäre dann eineVererbung erworbener Eigenschaften. Eine
solche Erklärung des Auftretens von Resistenz ginge also von der
Annahme einer ,,gerichteten Mutation" aus.

Diese könnte dadurch entstehen, daß das Antibiotikum selbst die
Änderung des genetischen Materials bewirkt. Dem steht aber entgegen,
daß man grundsätzlich Mutationen als zufällige, ungerichtete Vorgänge
einstuft. Die Antibiotikumresistenz müßte demnach eine von vielen
anderen Mutationen sein und auch ohne Kontakt mit dem Antibiotikum
auftreten. Dieser Sachverhalt läßt sich durch den Fluktuationstest
nachweisen.

in Genetik