Контроль биосинтеза иммуноглобулинов. Гены иммуноглобулинов. Взаимодействие антител с антигенами. Аффинность и авидность
НАВИГАЦИЯ ПО СТРАНИЦЕ
легко понять и запомнить
Генетический контроль синтеза иммуноглобулинов
Структура молекулы иммуноглобулина характеризуется уникальным генетическим кодированием, основная особенность которого – фрагментарность расположения генов в хромосомах и независимость их наследования. Этот и другие механизмы обуславливают огромное разнообразие образуемых антител.
L-цепи кодируются тремя группами генов: V, J и C (всегда один ген). Гены цепей типа κ (каппа) находятся во 2-й хромосоме, причем всего имеется 250 V-генов и 5 J-генов, что обуславливает 1250 возможных комбинаций. Аналогично, для λ-цепей в 22-й хромосоме имеется 100 V-генов и 6 J-генов, что дает 600 возможных комбинаций.
Н-цепи кодируются четырьмя группами генов: V, D и J (все три – вариабельный домен), а также С (константный домен). Эти гены располагаются в 14-й хромосоме, их количество составляет 200, 50, 5 и 5 соответственно с числом комбинаций равным 250 000.
Соединение различных вариантов L- и Н-цепей происходит случайным образом, что увеличивает число возможных комбинаций до полумиллиарда ().
Однако, в конечном счете количество вариантов иммуноглобулинов может достигать , что обуславливается следующими процессами:
мутации в процессе пролиферации клеток, которые особенно часты в V-генах;
использование различных рамок считывания;
реаранжировка (перестройка) генов иммуноглобулинов.
В конечном счете, можно сказать, что в организме всегда существуют или в любой момент могут появиться В-лимфоциты, специфичные практически к любому антигену.
Взаимодействие антител с антигенами. Афинность и авидность
Взаимодействие антител с антигенами проходит в две фазы:
специфическая фаза:
эпитоп антигена комплементарно связывается с паратопом антитела;
протекает очень быстро;
требует определенных условий: pH~7, t~37 °С, осмолярность физраствора, наличие фосфат-, карбонат- и хлорид-ионов, достаточно малое расстояние между молекулами;
участвуют нековалентные связи (водородные, электростатические, гидрофобные);
в результате образуется иммунный комплекс, который при определенных условиях (большая t, высокие концентрации солей) может диссоциировать;
неспецифическая фаза:
укрупнение и, возможно, образование видимого комплекса антиген-антитело;
проявляется феноменами агглютинации (появление зерен или хлопьев при связывании нерастворимых антигенов), преципитации (помутнение при связывании растворимых антигенов), нейтрализации (прекращение биоактивности вирусов или токсинов) или лизиса клетки (взаимодействие с клеточными антигенами).
Продолжительность существования комплекса антиген-антитело определяется не только внешними условиями, но также и следующими свойствами антитела:
афинность – сила (энергия) связи одного активного центра антитела с антигеном; она увеличивается в процессе развития ГИО, т.к. более специфические В-лимфоциты успешнее проходят процесс селекции в процессе дифференцировки в плазмоциты; наибольшую афинность имеют IgG;
авидность – сила (энергия) связи всей молекулы антитела с антигеном; она прямо зависит от афинности, валентности антитела и пространственного расположения активных центров; наибольшую афинность имеют IgM (за счет большой валентности, равной пяти).