A resistência ocorre, principalmente, em virtude do surgimento de mutações que conferem às bactérias proteção contra os antibióticos. Essas mutações ocorrem ao acaso, entretanto, com o uso incorreto de medicamentos, elas acontecem com maior frequência, ou seja, o processo torna-se acelerado.
A resistência aos antibióticos ocorre através de um de quatro mecanismos possíveis: a inativação ou modificação do medicamento, alteração do local alvo do antibiótico, alteração da via metabólica inibida pelo antibiótico, e produção de mecanismos que diluem ou reduzem o acúmulo do antibiótico. A resistência que foi adquirida por um microorganismo é transmitida através dos genes à sua progênie. Essa resistência também pode ser transmitida de uma bactéria para outra que não é sua progênie por meio de fragmentos de cromossomos chamados plasmídeos. Os plasmídeos permitem que uma bactéria transmita sua capacidade de resistência, além de qualquer outra informação incluída no plasmídeo, mesmo para bactérias de espécies diferentes.
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