Lo que sucede es que cuando los antibióticos están borrando generaciones de E. coli, evoluciona para prevenir la acción de ese antibiótico. Los antibióticos funcionan interrumpiendo algunas “reacciones necesarias para la supervivencia” en la célula. Esta interrupción puede deberse a que el antibiótico se une a alguna enzima (las enzimas son proteínas) que desempeña un papel importante en esa reacción. Esta unión se debe a la interacción entre un tramo específico de secuencia de aminoácidos en la enzima que se une al antibiótico. Ahora bien, si esta secuencia de aminoácidos estirada cambia un poco, la unión no ocurrirá. Para que esto suceda tiene que haber alguna mutación (cambio en la secuencia) en el nivel de ADN que produce la proteína. La secuencia de proteína que incluye ese tramo de secuencia responsable de la unión de antibiótico está dictada por la secuencia de ADN. Ahora, para que la secuencia de ADN cambie, tiene que haber algún error en el proceso de replicación del ADN durante la división celular, de modo que la progenie tenga una secuencia ligeramente diferente de la progenitora. La replicación del ADN no es perfecta, la tasa de error es de aproximadamente 10 ^ -9.
Esto significa que durante las sucesivas replicaciones de ADN y la división celular siempre hay algunas diferencias leves entre las células hijas y el padre. Estas diferencias también pueden estar en el tramo de la secuencia de aminoácidos que se une al antibiótico. En el transcurso del tiempo, la secuencia cambiará de ser poco vinculante el antibiótico para no unirlo en absoluto. Incluso en ausencia del antibiótico, habrá algunas células que no se unirán al antibiótico adecuadamente si se proporcionan. En presencia de antibióticos, estas son las únicas células capaces de sobrevivir, por lo que serán seleccionadas porque sobreviven mejor que las células normales que se unen al antibiótico adecuadamente. Debido a esta selección pronto, todas las células presentes son aquellas que no se unen al antibiótico de forma efectiva. Y debido a errores durante la replicación de ADN, en el transcurso del tiempo habrá células que no se unen al antibiótico en absoluto, dejándolo inútil. Además, E.coli se replica cada 20 minutos, por lo que no le tomará mucho tiempo acumular diferencias en el tramo de la secuencia responsable de la unión del antibiótico.
Entonces, los principales actores aquí son los errores en la replicación del ADN y la selección natural. Además, acabo de considerar la tasa de error durante la replicación del ADN como la razón del cambio en la secuencia. En realidad, hay muchas otras cosas (mutágenos) que pueden cambiar la secuencia.
