Ген иммуноглобулинов, перестройка

Рис. 16.24. Организация семейств генов тяжелых цепей в ДНК единичной хромосомы. В результате двойной перестройки ДНК представитель семейства генов Уд соединяется с одним из генов семейства О и с одним из генов семейства 1н. Образуется транскрипционная единица, считываемая в виде гяРНК, содержащей участки а также участки и С . При альтернативном сплайсинге такого транскрипта могут возникать мРНК, кодирующие Яц- и Яз-цепи. Третья перестройка ДНК, включаю1цая рекомбинацию по сайтам переключения классов (помечены серым), приводит к тому, что данный В-лимфоцит начинает продуцировать иммуноглобулины определенного класса. При этом тот же самый участок VJ D д, который исходно примыкал к участку Сц, объединяется с одним из представителей семейства С а (в данном случае с геном С. ).

Кластеры У-генов, кодирующих иммуноглобулины,-не единственные примеры громадных (с молекулярной точки зрения) генных областей, предназначенных для синтеза однотипных белков. Главный комплекс гистосовместимости также связан с образованием белков, участвующих в иммунном ответе. Он охватывает очень протяженную область ДНК, в пределах которой расположено много генов, имеющих родственную структуру и функции. (Однако для экспрессии этих генов не требуется перестройка последовательностей ДНК.) [c.503]

Перестройка генов иммуноглобулинов [c.121]

В процессе развития В-клеток происходят перестройка генов иммуноглобулинов и фенотипические изменения, сходные с описанными выше [c.229]

Некоторые интересные генетические перестройки происходят в клетках млекопитающих в ходе нормального развития и дифференцировки. Например, в клетках зародышевой линии мыши гены и С , кодирующие единичную цепь молекулы иммуноглобулина (см. гл. 41), разнесены в геноме на значительное расстояние. В ДНК зрелых иммуноглобулин-продуцирующих (плазматических) клеток эти же гены оказываются на более близком расстоянии и транскрибируются в составе единого первичного транскрипта. Однако и после перестройки ДНК в ходе дифференцировки последовательности этих генов непосредственно не смыкаются. Между ними располагается промежуточная некодирующая последовательность (интрон) длиной около 1200 пар оснований, которая удаляется из первичного транскрипта при процессинге в ходе созревания мРНК (см. гл. 39 и 41). [c.73]

Вторичная перестройка генов иммуноглобулинов [c.270]

Каждая легкая цепь детерминирована тремя отдельными сегментами—вариабельным (VJ, соединительным (Jl) и константным (С ). Гаплоидный геном млекопитающих содержит около 500 различных V,-сегментов, 5—6 Д -сегментов и, вероятно, 10 или 20 L-сегментов. При дифференцировке лимфоидных В-клеток VL-сегмент переносится с дистального участка данной хромосомы ближе к J - и С -сегментам. Такая перестройка хромосомной ДНК позволяет осуществить транскрипцию всех трех сегментов в виде единого первичного транскрипта РНК-предшественника, образующего после процессинга зрелую молекулу мРНК легкой цепи иммуноглобулинов данного вида. Перестановка различных Vl-, Jl- и l- tm htob в геноме позволяет иммунной системе организма создать чрезвычайно разнообразную библиотеку антигенспецифических молекул иммуноглобулинов. Такие перестановки при образовании генов легких цепей называют V— J-соединением. [c.121]

Усатая акула-нянька, как недавно установлено, обладает ранее неизвестной молекулой иммуноглобулинового суперсемейства, которая, возможно, эволюционно предшествовала появлению иммуноглобулинов и ТкР. Эта молекула (получившая название нового антигенного рецептора. НАР, англ. — NAR) состоит из одного вариабельного и пяти константных доменов и присутствует в сыворотке в виде димера. Кодирует НАР генный локус, который подвергается перестройке и соматическому мутированию. В настоящее время у хрящевых рыб выявлен новый класс химерных антител это позволяет усомниться в том, что первичным изотипом Ig является IgM. [c.289]

J-Гены. Группы генных сегментов, входящие в состав генов тяжелых и легких цепей иммуноглобулинов и цепей Т-клеточного рецептора. При перестройке ДНК во время дифференцировки лимфоцитов J-гены соединяются с другими сегментами генов, кодирующих вариабельные домены. Гетерологичный. Термин, обозначающий межвидовые антигенные различия. [c.557]

Иммуноглобулиновые гены цис-элементы. Отличительным свойством генов иммуноглобулинов (Ig) и рецепторов Т-клеток (T R) является то, что их //wi-действующие регуляторные элементы далеко отстоят друг от друга в геноме клеток зародышевой линии и сближаются в результате рекомбинации на определенных стадиях развития лимфоидных клеток (разд. Ю.б.в). Такие перестройки приводят к перемещению сигналов транскрипции, находящихся на 5 -концах каждого гена Ig, к элементам энхансера, расположенным в интронах, в случае генов как тяжелых (IgH), так и легких (IgL) цепей Ig (рис. 10.67 и 10.68). Аналогичные перестройки приводят к сближению в процессе онтогенеза Т-клеток соответствующих промоторов и энхансеров, которые регулируют транскрипцию генов, кодирующих две полипептидные цепи T R (рис. 10.74). Таким образом, специфичность экспрессии генов Ig и T R регулируется с помощью двух механизмов. Один из них определяет, когда и в каких клетках должны произойти перестройки этот этап является важной предпосылкой активации транскрипции. Второй механизм зависит от взаимодействий между перестроенными элементами и факторами транскрипции, доступность и активность которых дифференциально регулируются в ходе созревания В- и Т-клеток. Здесь мы остановимся на втором способе регуляции генов IgH и IgL(x) в В-клетках. Мы рассмотрим природу и организацию элементов, участвующих в регуляции транскрипции генов Ig, факторы транскрипции, которые связываются с этими элементами, и те молекулярные особенности, которые обусловливают способность факторов активировать транскрипцию. Аналогичные элементы и факторы участвуют в регуляции транскрипции генов а- и Р-цепей T R в Т-клетках. [c.61]

Первые прямые данные о перестройке ДНК в процессе развития В-клеток были получены в 1976 г. в экспериментах, в которых ДНК из ранних мышиных эмбрионов, неспособных к выработке антител, сравнивали с ДНК из клеток мышиной миеломы, вырабатывающих антитела. Эти два вида ДНК переваривали рестрикционной нуклеазой и полученные фрагменты гибридизо-вали с радиоактивными последовательностями ДНК, приготовленными путем копирования in vitro V- или С-последовательности молекул информационной РНК для L-цепей, выделенной из клеток миеломы (см. разд. 4.5.3). Как показали результаты этих опытов, специфические V- и С-кодирующие последовательности находились у эмбрионов в разных рестрикционных фрагментах ДНК, а в клетках миеломы-в одном и том же рестрикционном фрагменте (рис. 17-39). Таким образом, у зародыша, где гены иммуноглобулинов не экспрессируются, последовательности ДНК, кодирующие V- и С-области той или иной цепи, локализуются в различных участках генома между тем в клетке миеломы, где уже образуются цепи иммуноглобулинов, эти две последовательности соединены вместе. [c.37]

Сейчас известно, что для каждого типа цепей иммуноглобулинов-легких цепей и, легких цепей X и тяжелых цепей-существует отдельный пул (обширная группа) генов, которые могут быть использованы при синтезе каждой отдельной полипептидной цепи. Каждый такой пул содержит набор ра> личных V-генов, расположенных на сотни тысяч нуклеотидов выше (т.е. ближе к 5 -концу кодирующей цепи ДНК) одного или нескольких С-генов. В процессе развития В-клеток любой из V-геиов может быть транслоцирован таким образом, что он окажется рядом с определенным С-геном. Тогда, после того как произойдет такая перестройка ДНК, может синтезироваться цепь иммуноглобулина. [c.37]

Непродуктивные перестройки часто происходят в миеломах и в плазмацитомах. Согласно стохастической модели, они типичны не только для опухолевых клеток, а отражают общую картину перестройки последовательностей ДНК. В каждой клетке первоначально присутствуют два локуса, конфигурация которых соответствует эмбриональной и обозначается как Ig°. Любой из этих локусов может перестроиться и образовать продуктивный ген Ig" или непродуктивный Ig . В том случае, если перестройка оказалась удачной, синтез функциональной цепи не позволяет другому аллелю перестраиваться. Активные клетки имеют генотип Ig /Ig" . Если перестройка непродуктивна, то образуется клетка Ig°/Ig . Однако это не служит препятствием для перестройки другого аллеля, характерного для клеток зародышевой линии. Если эта перестройка продуктивна, клетка, образующая иммуноглобулин, имеет генотип Ig Дg . И в этом случае образование активной цепи подавляет возможные дальнейшие перестройки. [c.512]

На рис. 16.24 показана общая организация группы генов Н-цепи. Семейства генов Ju, D, и Vu расположены перед семейством генов Сд. Каждый из генов ц содержит собственную промоторную последовательность. Выбор экспрессии данного V-участка тяжелой цепи сопровождается двумя перегруппировками генов в ДНК объединением генов Уд и D с удалением промежуточной области ДНК и объединением VfjD и Jи, также с удалением промежуточной последовательности. Таким образом, возникает транскрипционная единица, с которой за счет альтернативного сплайсинга могут считываться ц- и 5-варианты тяжелой цепи данного типа. В сочетании с продуктами экспрессии образовавшихся транскрипционных единиц типа L,, или экспрессия генов и Я5 обеспечивает продукцию IgM и IgD. В дальнейшем на стадии терминальной дифференцировке В-лимфоцитов происходит так называемое переключение классов, которое настраивает клетку на продукцию того или иного из перечисленных в табл. 16.5 класса иммуноглобулинов. Это переключение сопряжено с третьей перестройкой ДНК, в ходе которой экспрессируемая область VaDJu объединяется с определенным Сн-участком, при этом удаляется промежуточная область ДНК. Каким образом в В-лимфоцитах происходит регуляция таких сложных перестроек ДНК, пока неизвестно. [c.244]

Участвуют ли онкогены в канцерогенезе, обусловленном хромосомными перестройками При рассмотрении результатов изучения онкогенов (особенно данных о том, что инсерция онкогенов рядом с сильными промоторами приводит к их активации) возникает вопрос может быть при хромосомных перестройках, специфичных для определенных неоплазий (раздел 5.1.6.4), решающую роль играют перемещения онкогенов в области, соседние с промоторно/энхансер-ными участками (и, возможно, в области, примыкающие к другим регуляторным генам) Поэтому в настоящее время многие группы исследователей занимаются изучением онкогенов и их активности в опухолях при локализации в нормальных и перестроенных хромосомах (рис. 5.39). При лимфоме Беркитта, например, может происходить 20-кратное увеличение транскрипции гена с-тус [1704]. В плазмацитомах мышей обнаружена транслокация, сходная с той, которая у людей приводит к лимфоме Беркитта, между терминальным участком хромосомы 15, несущим с-тус, и хромосомой 12. Точка разрыва совпадает с константным участком гена тяжелой цепи иммуноглобулина. Сходная ситуация, по-видимому, имеет место в случае лимфомы Беркитта у человека. Онкоген с-аЫ человека локализуется в терминальном диске длинного плеча хромосомы 9-в том самом диске, который расположен в точке разрыва, происходящего при транслокации 9 22 (она сопряжена с хроническим миелоидным лейкозом). Пока слишком рано делать окончательные выводы однако предварительные данные свидетельствуют в пользу гипотезы о том, что активация онкогенов действительно может играть определенную роль в канцерогенезе, обусловленном хромосомными перестройками Протоонкогены обнаружены также в виде [c.216]

ТТХ-связывающие белки выделены из различных объектов головного мозга, клеток нейробластомы, нейронов моллюсков, аксонов кальмара и др. С помощью моно- и поликлональных антител.показано наличие общих антигенных детерминант у белков каналов, вьщеленных с помощью тетродотоксина, Им-мунохимические данные наряду с результатами офаниченного протеолиза и химической модификации молекул свидетельствуют в пользу трансмембранной модели потенциал-независимого натриевого канала. Доступность некоторых участков белка для иммуноглобулинов в липидных мембранах или липосомах подтверждает гипотезу о значительных конформационных перестройках молекулы натриевого канала под действием электрического поля. [c.250]

Предполагают, что для прочного связывания lq необходима определенная конформационная перестройка IgG. Это предположение базируется на том, что IgG в форме комплекса с антигеном, а также IgG, агрегированный иными способами (прогреванием при 63°С, сшивкой бифункциональными реагентами), прочно связывает lq. IgM прочно связывает lq также после его агрегации. Но это условие не является обязательным. Как убедительно показали Х.-Ч. Чианг и М. Кошланд (Н.— h. hiang, М. Koshland, 1979), даже комплекс IgM-антител с одновалентным гаптеном имеет высокое сродство к lq. Хотя агрегации IgM не происходит, наблюдаются вызванные гаптеном изменения конформации иммуноглобулина, в том числе F -участка молекулы. Все эти данные позволяют предполагать лишь, что связывание lq — кооперативный процесс, и прочная фиксация достигается скорее всего в случае соединения lq с иммуноглобулинами по нескольким точкам. Так как в молекуле IgG два центра для связывания lq, но стерически доступен, по-видимому, только один, для связывания lq по нескольким точкам необходимо сближение в пространстве нескольких эффекторных центров. Это достигается при агрегации IgG или его фиксации на нерастворимом носителе. В молекуле IgM пять доступных для lq центров. Поэтому кооперативный эффект при взаимодействии может быть достигнут даже при формировании эквимолекулярного комплекса, но при условии, что все центры для связывания lq в молекуле IgM будут располагаться в пространстве наиболее благоприятным образом для фиксации лиганда. Этому, очевидно, способствует гаптен, связывающийся с IgM-антителами. [c.136]

Высвобождению аминов (гистамин, серотонин, так азываемая медленно реагирующая субстанция анафилаксии— SRS-A), предшествует взаимодействие фиксированных на поверхности тучных клеток цитотропных JgE- или IgG-антител с антигеном (аллергеном). Те же процессы возникают при реакции фиксированных на клетках цитотропных иммуноглобулинов указанных классов с антителами против IgE и IgG. Активация метаболических процессов в тучных клетках, предшествующая высвобождению вазоактивных аминов, происходит лишь в том случае, когда антиген поливалентен, а анти-иммуноглобулиновые антитела — бивалентны. Так, фрагмент aнти-IgE-aнтитeл не вызывает высвобождения аминов (дегрануляция) тучных клеток, сенсибилизированных IgE. Причины того, что сшивание нескольких молекул IgE или IgG цитотропных антител необходимо для активации клетки, связаны как с влиянием этого процесса на цитоплазматическую мембрану, так и с конформационной перестройкой молекулы фиксированного антитела и появлением эффекторного центра. Этот центр обозначен Д. Стенвортом (D. Stanworth, 1971) как активирующий ткани центр. Центр возникает под влиянием антигена в молекуле IgE-антитела, отличаясь по структуре и локализации от центра, отвечающего за фиксацию IgE на клетке-мишени. [c.146]

Клонотеки на основе синтетических последовательностей V-генов. В отличие от клонотек, составленных на основе природных последовательностей, синтетические клонотеки позволяют использовать весь потенциал генной и белковой инженерии при их конструировании и дальнейшем применении. Первые клонотеки такого рода были построены на основе 49 Ун-сегментов генома человека клеток зародышевой линии, которые собирали случайным образом в полные V-гены с помощью ПЦР, что имитировало V-D-J-рекомбинацию, происходящую ш vivo в процессе созревания генов иммуноглобулинов. Это приводило к появлению Ун-генов, кодирующих иммуноглобулины со случайной или частично случайной последовательностью из 4-15 а.о. в DR3-области. Такие Ун-гены объединяли в одну последовательность с одной из семи VL-последовательностей, претерпевших перестройки в природных условиях. В подобных клонотеках удалось обнаружить последовательности, специфичные в отношении многих антигенов, но соответствующие антитела обладали низкой (микромолярной) аффинностью [253-256]. [c.424]

В-клетки-предшественники в костном мозге примыкают к эндосту костной пластинки. Каждая В-клетка-предшественник на стадии перестройки генов иммуноглобулинов может давать до 64 клеток-потомков, и эти клетки мигрируют [c.227]

Большинство созреваюших в костном мозге В-клеток (более 75%) не попадает в кровоток, а подобно тимоцитам погибает в результате апоптоза и поглошения костномозговыми макрофагами. Предполагается, что при взаимодействии В-клеток с клетками стромы происходит своего рода положительная селекция, которая спасает от запрограммированной гибели небольшую часть В-клеток с продуктивной перестройкой генов иммуноглобулинов. Отрицательная селекция аутореактивных В-клеток может происходить в костном мозге или селезенке — органе, в который мигрирует большинство новообразованных В-клеток в период внутриутробного развития. [c.228]

Лимфоидные стволовые клетки, экспрессирую-шие терминальную дезоксинуклеотидилтрансфе-разу (ТдТ), пролиферируют, дифференцируются и претерпевают перестройку генов иммуноглобулинов (см. гл. 8), что приводит к образованию [c.228]

Из лимфоидных стволовых клеток образуются девственные (нестимулированные) В-клетки. которые под действием антигена могут превращатьзся в клетки иммунологической памяти или в плазматические клетки. Желтым цветом показана локализация иммуноглобулинов в клетке. В процессе созревания клеток-предшественников происходит перестройка генов, кодирующих антитела. Пре-В-клетки экспрессируют только цитоплазматическую ц-цепь. Некоторые из них могут экспрессировать свои ц-цепи в ассоциации с суррогатными легкими цепями (рис. 12.13). Незрелые В-клетки несут на поверхности IgM, а зрелые - иммуноглобулины других изотипов. При антигенной стимуляции В-клетки пролиферируют и после фазы пролиферации, активации и бласттрансформации превраща- [c.229]

У большинства В-клеток по завершении продуктивной перестройки генов иммуноглобулинов дальнейшей их перестройки не происходит. Однако у мышей, несущих искусственно перестроенные трансгены, потенциально аутореактивные В-клетки избегают делеции или состояния анергии благодаря тому, что подвергаются вторичной перестройке генов иммуноглобулинов. Такое изменение специфичности рецепторов (называемое также редактированием рецепторов) [c.270]

Гаметный локус легких цепей иммуноглобулинов у курицы имеет длину менее 30 т.п.н. ДНК. ин-ственный функциональный /-ген ( /ь) расположен на 2 т.п.н. выше от единственного элемента и-С к нему примыкает кластер из 25 псевдогенов (Р) длиной 19 т.п.н. Перестройка происходит в течение короткого срока на ранней стадии развития В-клеток. Разнообразие антител обеспечивается генной конверсией между Р и перестроенной последовательностью. Показанная перестройка (Р1, Р2 и Р24) лишь иллюстрирует процесс в преобразованном /-генном сегменте псевдогены необязательно располагаются именно в таком порядке. [c.290]

Идеи генной инженерии in vivo почерпнуты из природных молекулярно-генетических явлений, связанных с перемещением отдельных генов, их групп или сегментов. Эти явления можно отнести к природной генетической инженерии. Они встречаются на разных иерархических уровнях — от генных сегментов до клеток. Напомним о внутригенных перестройках генов иммуноглобулинов при дифференцировке лимфоцитов, что обусловливает образование разнообразных антител о транспозонах — подвижных генетических элементах, переносящих адаптивно полезные признаки и вызывающих внутригеномные перестройки о транслокации отдельных клеточных генов в вирусные геномы, что придает вирусам онкогенные свойства о переносе бактериальных генов плазмидами и фагами о саит-специфических инверсиях ДНК, контролирующих выражение генов и приводящих к изменению фенотипа клеток и т. д. [c.13]

Перестройка генов — явление, наиболее отчетливо наблюдаюшееся при формировании разнообразия иммуноглобулинов (1 ). В организме каждого человека имеется около 10 клонов В-лимфоцитов. Клетки одного клона синтезируют 1 или антитела только одного вида, поэтому в организме число разных 1 достигает порядка 10 . Существование такого многообразия белков обеспечивают специальные механизмы рекомбинаций и мутирования. [c.85]

Перестройки, приводящие к образованию генов, кодирующих различные антитела. Эти перестройки осуществляются в В-лимфоцитах путем соединения сегментов ДНК, далеко отстоящих друг от друга в ДНК клеток зародышевой линии и различных соматических клеток. В качестве примера рассмотрено образование гена легкой цвпи иммуноглобулина из трех сегментов ДНК (V, J и С), которые вместе кодируют данный полипептид. Каждый из множества сегментов V и J генома соединяется с единственным сегментом С. Гены иммуноглобулинов отличаются друг от друга сегментами V и J. В данном примере с С соединены Vj и. Разнообразие белковых антител отчасти обусловливается различием аминокислот, кодируемых разными и (вариабельная область). [c.14]

Задолго до того, как появилась возможность исследовать гены и геномы на молекулярном уровне, генетики высказывали предположение, что некоторые загадочные биологические явления можно объяснить специфическими перестройками генов. Одно из таких явлений - наличие разных типов жгутиков у разных особей Salmonella typhimunum. Другое, еще более замечательнее явление- необычайное разнообразие антител, которые могут вырабатываться у млекопитающих. Как показал молекулярный анализ, в основе всех этих явлений лежат программируемые перестройки последовательностей ДНК (пример с иммуноглобулином схематически представлен на рис. II 1.7). В обоих случаях реорганизация генома предпринимается для защиты организма от опасности. Меняя жгутики. Salmonella отражает иммунологическую атаку организма хозяина. Создавая новые антитела, организм защищается от действия чужеродных агентов. [c.15]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология