Механизмы обеспечивающие разнообразие антител (иммуноглобулинов)
Объем информации, кодируемой ДНК человека, определяется необходимостью вместить информационный пакет ДНК в границы, заданные размером клетки. Количество ДНК, достаточное для кодирования миллиардов различных лимфоцитарных рецепторов, не смогло бы поместиться в столь малом пространстве, если бы гены кодировались по отдельности.
Адаптироваться к такому ограничению лимфоцитам позволили специальные механизмы, на несколько порядков увеличивающие число возможных рецепторов антигенов. Каждый клон В-клеток вырабатывает идентичные рецепторы антигенов (т.е. антитела), обладающие уникальной специфичностью. По приблизительным подсчетам у человека имеется порядка 109 различных В-клеточных клонов и, следовательно, 109 специфичных антигенов. Главным механизмом, генерирующим столь огромное разнообразие, является реаранжировка (перестройка) генов, в ходе которой сегменты ДНК в лимфоците подвергаются соматическим рекомбинациям.
Гены легких цепей содержат три участка: (1) V (от англ, «variable» — вариабельный), (2) J (от англ, «joining» — присоединяющий) и (3) С (от англ, «constant» — константный). Гены тяжелых цепей включают в себя четыре участка: V, D (от англ, diversity—разнообразие), J и С. Каждый такой участок подразделяется на множество генных сегментов, которые могут быть использованы в производстве антитела. В итоге в строении антитела присутствует по одному генному сегменту от каждого участка.
Начальным этапом в образовании антитела является присоединение одного D- и одного J-сегмента от гена тяжелой цени с последующей делецией ДНК между двумя данными сегментами. Затем осуществляется выбор V-сегмента для присоединения к сегменту DJ, при этом все оставшиеся D-сегменты стираются. Комплекс VDJ прикрепляется со стороны 3r-конца к любым остающимся J-сегментам и к С-участку. Неиспользованные J-сегменты удаляются во время процессинга РНК.
Аналогичный процесс происходит и в локусах легких цепей; однако поскольку там отсутствуют D-сегменты, вместо комплекса VDJ в данном случае образуется комплекс VJ. Рекомбинация VJ, особенно в κ-локусе, может возникать посредством несколько иного механизма, вовлекающего инверсию ДНК без удаления вставочной последовательности, но с сохранением функционального результата.
Способность выбирать лишь один конкретный сегмент из множества сегментов на участках V, D и J, приводит к резкому увеличению репертуара возможных антител. Дополнительное разнообразие обеспечивается комбинацией перестроенных легких и тяжелых цепей, а также добавлением, стиранием или транспозицией нуклеотидов в местах соединений между сегментами V и D, D и J и V и J. Такое явление называется соединительным разнообразием, кроме того, разнообразие вариантов определяется соматической гипермутацией после антигенной стимуляции.
- Рекомендуем далее ознакомиться со статьей "Механизмы и этапы созревания В-лимфоцитов"
Оглавление темы "Гуморальный иммунитет и антитела при болезнях кожи.":