Клональная теория

Рис. В.9. Клонально-селекционная теория М.Ф.Бернета.

Путь от антигена к синтезу антитела-индуцируемый процесс. Однако этот феномен может быть объяснен и без ссылки на ламаркизм при помощи клональной селекционной теории, основные положения которой суммированы на рис. 39.2. Рекомбинация V- и С-генов, приводящая к образованию функционального гена, происходит в популяции незрелых В-лимфоцитов. Каждая клетка образует антитело только одной специфичности, что предполагает только одну перестройку в генах легких цепей и одну перестройку в генах тяжелых цепей. Разные клетки продуцируют разные антитела, поскольку при каждом новом акте реконструкции соединяются разные V- и С-гены. При появлении антигена клетка, вырабатывающая антитело, специфичное к данному антигену, стимулируется к делению, возможно, благодаря какому-то сигналу, поступающему с клеточной поверхности, где происходит взаимодействие антитела с антигеном. В результате последующих клеточных делений появляется большое число новых лимфоцитов, секретирующих данное антитело в таких огромных количествах, что оно может стать доминирующим в популяции антител. Следует заметить, что весь этот процесс происходит исключительно в соматических клетках и не затрагивает клетки зародышевой линии таким образом, ответ организма на антиген по наследству не передается. [c.504]

Во второй половине XX в. в физиологии растений все явственнее намечается тенденция слияния в единое целое биохимии и молекулярной биологии, биофизики и биологического моделирования, цитологии, анатомии и генетики растений. Становится все очевиднее, что явления жизни невозможно понять только в рамках одной биохимии или одной биофизики вне конкретных биологических структур. Физиология вступает в период синтеза. В связи с этим наряду с углублением исследований на субклеточном и молекулярном уровнях возрастает интерес к изучению систем регуляции и механизмов, обеспечивающих целостность растительного организма (А. Л. Курсанов, М. X. Чайлахян). Резко ускоряются исследования механизмов реализации наследственной информации, роли мембран в системах регуляции, механизма действия фитогормонов, развивается электрофизиология растений. Всему этому способствует быстрый прогресс в разработке методов культуры органов, тканей и клеток, который имеет большое значение и для практики (селекция, клональное микроразмножение, поддержание без-вирусных элитных культур растений). Большие перспективы открывает для физиологии и биохимии растений новая, быстро развивающаяся отрасль промышленности — биотехнология. В интенсивном сельском хозяйстве находят широкое применение теория минерального питания и водного обмена, химические регуляторы роста растений, гербициды и фунгициды. [c.11]

Один иэ центральных вопросов иммунологии — каким образом организм включает биосинтез антител определенной специфичности, комплементарных введенному антигену,— был решен Ф. Бернетом. разработавшим так называемую теорию клональной селекции. Согласно этой теории, существует множество клонов лимфоцитов, каждый из которых несет на своей поверхности рецептор уникальной специфичности. Попадающий в организм антиген связывается с комплементарным ему рецептором, в результате чего клеточный клон размножается и начинает секретировать антитела той специфичности, которую имел рецептор. [c.209]

Таким образом, согласно теории клональной селекции, иммунную систему по принципу ее работы можно сравнить скорее с фабрикой готовой одежды, чем с ателье, где шьют по мерке. Вопрос о том, как организм животного может вырабатывать такое множество разных антител, становится поэтому проблемой генетики, а не белковой химии. [c.12]

Иммунная система служит для борьбы с болезнетворными микроорганизмами. Этим, однако, дело не ограничивается — иммунитет обеспечивает контроль за генетическим постоянством клеток организма. Главной задачей иммунной системы является устранение мутантных (в частности, раковых) клеток из организма животного. В ответ на появление антигена организм вырабатывает специфические реактивные клетки (клеточный иммунный ответ) и специфические антитела (гуморальный иммунный ответ). И реактивные клетки, и АТ циркулируют в организме и специфически взаимодействуют с АГ. В результате чужеродный материал может быть инактивирован, разрушен или фагоцитирован клетками ретикуло-эндотелиальной системы. Современные лредставления об иммунитете основываются на клонально-селекционной теории Бернета (1949). В организме производятся лимфоциты, каждый из которых чувствителен к одному АГ или к дескольким родственным АГ. Возникают лимфоциты, чувствие тельные практически к любым АГ, в том числе и к таким, с которыми организм никогда не встречался в биологических условиях. Это определяется налич Еем на мембранах лимфоцитов специ- [c.578]

Рис. 18-5. Теория клональной селекции. Антиген активирует только те клоны Т- и В-клеток, которые уже способны на него отвечать. Предполагается, что иммунная система состоит из миллионов различных клонов лимфоцитов, из которых сотни могут быть активированы данным антигеном. В дальнейшем мы увидим, что индивидуальные клоны лимфоцитов редко отвечают на антиген автономно, как это показано на схеме и как первоначально предполагалось в теории клональной селекции. Их ответы обычно регулируются путем взаимодействий с другими клонами лимфоцитов (разд. 18.6.12). Кроме того, Т-клетки не отвечают на свободный антиген, как это показано на схеме, они отвечают только на антиген,

Как и предсказывает теория клональной селекции, все молекулы антител, производимые какой-то одной В-клеткой, имеют одинаковый антиген-связывающий участок. Первые антитела, синтезированные вновь образовавшейся клеткой, не секретируются вместо этого они встраиваются в плазматическую мембрану, где служат рецепторами для антигена. Каждая В-клетка имеет на своей плазматической мембране приблизительно 10 таких молекул. [c.228]

Глава 4 КЛОНАЛЬНО-СЕЛЕКЦИОННАЯ ТЕОРИЯ [c.93]

Если старение и гибель клетки были бы предопределены генетически, то это значило бы, что позитивная дифференциация является логическим следствием роста и развития клетки, достигшей высшей стадии специализации, и она завершается смертью Согласно все более подтверждающейся на практике клонально-селекционной (стохастической, от греч sto hasti os — случайный, вероятностный) теории смерть клетки происходит вследствие по- [c.148]

Очень принципиален вопрос о числе клонов антителообразующнч клеток Согласно клональной теории, оно должно быть равно числу различающихся по специфичности антител, поскольку каждое из них синтезируется в отдельном клоне. К сожалению, до настоящего времени нет возможности ответить на этот вопрос. Согласно мнению ряда ученых. [c.7]

Большинство исследователей предполагает, что клетки каждого отдельного элемента этой мозаики являются потомками одной клетки, т. е. составляют клон клеток. Особый импульс изучению этого вопроса был дан появлением клональной теории Бернета (Burnet, 1957 Бернет, 1971), согласно которой эта мозаичность возникает до и независимо от действия антигена. [c.135]

Открытие мобильных генетических злементов Разработка клонально-селекционной теории иммунитета Разработка методов получения моиоклоиальиих антител с помощью гибридом Раскрытие механизма регуляции холестеринового обмена в организме Открытие и исследование факторов роста клеток и органов [c.781]

Инструктивная гипотеза в 50-х годах уступила место теория клональной сеиекцян, которая ныне пользуется всеобщим признанием. Согласно этой теории, каждый лимфо1шт в ходе своего развития приобретает способность реагировать с определенным антигеном, хотя раньше он никогда не подвергался его воздейстаию. Это обусловлено тем, что на поверхности клетки появляются белки-рецепторы, которые специфически соответствуют данному антигену Связывание антигена с этими рецепторами активирует клетку, вызывая ее размножение и созревание ее потомков Таким образом, чужеродный антиген селективно стимулирует те клетки, которые несут комплементарные ему специфические рецепторы и уже поэтому неизбежно будут реагировать именно на этот антиген-вот почему иммунные ответы антигенспецифичны (рис. 17-6). [c.12]

Такую селекцию называют клональной потому, что иммунную систему, согласно этой теории, образуют миллионы различных клеточных семейств , или клонов, каждый из которых состоит нз Т- или В-лимфоцитов, происходящих от обшрго предка. Поскольку каждая клетка-предшественница уже детерминирована (или, как говорят, коммитирована) к выработке одного определенного антигенспецифического белка-рецептора, все клетки клона имеют одинаковую антигенную специфичность. [c.12]

Получены убедительные подтверждения теории клональной селекции. Например, если лимфоциты животного, которое не было иммунизировано, инкубировать в пробирке с любым из нескольких меченых антигенов, например А, Б, В и Г, то только очень малая доля (< 0,01%) лимфоцитов будет связывать данный антиген. Это означает, что лишь немногие клетки несут специфичес- [c.12]

Ряс. 17-7. Два типа экспериментов, подкрепляющих теорию клональной селекции. Для простоты рецепторы клеточной поверхности показаны только на лимфоцитах, способных отвечать на антиген А на самом деле все Т- и В-лимфо-Щ1ТЫ имеют на своей поверхности антиген-специфические рецепторы. [c.13]

Эти два эксперимента показывают, что 1) лимфоциты коммитнруются к реакции на определенный антиген еще до того, как они подвергнутся воздействию этого антигена 2) лимфоциты обладают поверхностными рецепторами, специфически связывающими тот нли иной антиген. Таким образом, подтверждаются два основных предсказания теории клональной селекции Хотя в большинстве экспериментов такого рода изучались В-клетки н ответы, связанные с выработкой антител, сходные эксперименты с Т-клетками позволяют предполагать, что гипотеза клональной селекции справедлива н в отно-шеинн ответа с участием Т-лимфоцитов. [c.14]

Теория клональной селекции составляет концептуальную основу для понимания клеточного механизма иммунологической памяти. В периферических лимфоидных тканях взрослого животного популяции Т- и В-лимфоцитов одновременно содержат клетки, находящиеся по меньшей мере на трех дискретных стадиях дифференцировки клетки-предшественники, клетки памяти и клетки-эффекторы. Когда клетки-предшествеишоа впервые встречаются с антигеном, некоторые нз ннх стимулируются к размножению и становятся клетхама-эффекторама, т.е. клетками, активно участвующими в создании иммунного ответа (Т-клетки-эффекторы реализуют клеточные ответы, а В-клет-ки-эффекторы секретируют антитела). Другие Т- и В-клетки-предшественники [c.15]

Антигены главного комплекса гистосовместимости (МНС) примечательны по меньшей мере в двух отношениях. Во-первых, они занимают совершенно особое место среди антигенов-мишеней по своему значению при Т-клеточных трансплантационных реакциях, хотя Т-лимфоциты узнают также множество других антигенов на поверхности клеток. Во-вторых, узнавать чужеродные МНС-антигены может необычно большая доля Т-лим(1юцитов если на какой-либо обычный антиген иного типа отвечает менее 0,1% Т-клеток организма, то на МНС-антигены любого другого индивидуума реагируют уже около 5-10% Т-клеток Этот последний факт очень трудно объяснить с помопц>ю теории клональной селекции, которая предсказывает, что на любой антиген нли даже на любую группу антигенов должна реагировать лишь очень малая доля всех лимфоцитов. [c.58]

Био синтез и получение индивидуальных иммуноглобулинов. Иммуноглобулины синтезируются в лимфоцитах, которые образуются при диф( ренциации лимфоидной стволовой клетки. В настоящее время общепринятой является так называемая теория клональной селекции, согласно которой каждый лимфоцит может синтезировать, вероятно, только один иммуноглобулин. Групйа лимфоцитов, специализировавшихся на синтезе какого-либо иммуноглобулина, называется клоном. При обычном иммунном ответе (действие нормальной микробной флоры или заражение) про- исходит образование многих различных лимфоцитов, иммуноглобулины которых направлены на различные участки молекулярной структуры антигена. Такой ответ называется поликлональным. В некоторых случаях при гиперстимуляции иммунизации—продолжительной инъекции антигена—наблюдается преобладание относительно небольшого числа клонов это так называемый ограниченный ответ. При ограничении числа клонов практически возможно выделить чистые иммуноглобулины. Еще большие возможности возникают при моноклональном типе ответа. Такой ответ редко наблюдается при обычной иммунизации, но имеет место при дезорганизации размножения клеток — опухолях плазменных клеток. Такие опухоли можно легко трансплантировать нормальным животным, где они продолжают продуцировать большие количества гомогенного иммуноглобулина. Возможно у популяции мышей индуцировать опухоли плазменных клеток частыми внутрибрюшинными инъекциями минерального масла или рентгеновским облучением. [c.103]

Это центральное положение клонально-селекционной теории иммунитета долгие годы вызывало большие дискуссии. Была понятна предтерминированность к антигенам, с которыми организм встречался в процессе филогенеза, но возникали сомнения действительно ли есть Т-лимфоциты с рецепторами к новым (синтетическим и химическим) антигенам, возникновение которых в природе связано с развитием технического прогресса в XX веке. Однако специальные исследования, проведенные с помощью наиболее чувствительных серологических методов, выявили у человека и более чем у 10 видов млекопитающих нормальные антитела к ряду химических гаптенов — динитрофенилу, З-йод-4-оксифенилуксусной кислоте и т. д. [118]. По-видимому, трехмерные структуры рецепторов действительно весьма разнообразны, и в организме всегда может найтись несколько клеток, рецепторы которых достаточно близки к новой детерминанте. Возможно, что окончательная притирка рецептора к детерминанте может происходить после их соединения в процессе дифференцировки Трлимфоцитов в Тг-лимфоциты после встречи со своим антигеном Тр клетка путем одного — двух делений превращается в ан-тигенраспознающую и активированную (коммитирован-ную, примированную по терминологии разных авторов) антигеном долгоживущую Тг-клетку. Тг-лимфоциты способны к рециркуляции, могут повторно попадать в тимус, чувствительны к действию анти-0-, антитимоцитарных и антилимфоцитарных сывороток. Эти лимфоциты составляют центральное звено иммунной системы. После образования клона, т. е. размножения путем деления в морфологически идентичные, но функционально неоднородные клетки, Т-лимфоциты активно участвуют в формировании иммунного ответа. [c.8]

Как было показано в предыдущих главах, классическая генетика извлекла истинную сущность генетической теории из глубин неизвестного , в которых, по выражению Мёллера, ее оставила классическая генетика. Такая спасательная операция стала возможной благодаря исследованиям микроскопических бактерий и вирусов, структура и функция генетического материала которых изучены в настоящее время достаточно подробно, чтобы удовлетворить любопытство большинства исследователей, интересующихся основными механизмами биологического самовоспроизведения. Так что если бы биологическая эволюция не пошла дальше структурной организации клеток прокариотов, то наше повествование можно было бы считать законченным. (Следует, однако, отметить, что если бы эволюция действительно остановилась на уровне прокариотов, то эта книга, по всей вероятности, вообще не могла бы быть написана.) Но поскольку животное и растительное царства населены сложными макро--скопическими клональными организмами, состоящими из мириад высокодифференцированных эукариотических клеток, было бы неразумно закончить эту книгу, не рассказав о том, каким образом и в какой степени то, что мы узнали, изучая молекулярную генетику прокариотов, относится также к высокоорганизованным организмам. [c.497]

Такую селекцию называют клональной потому, что иммунную систему, согласно этой теории, образуют миллионы различных клеточных семейств , или клонов, каждый из которых состоит из Т- или В-лимфоцитов, происходящггх от общего предка. Поскольку каждая клетка-предшественница уже детерминирована (или, как говорят, коммитирована) к выработке одного определенного антиген-специфического белка-рецептора, все клетки клона имеют одинаковую антигенную специфичность. Таким образом, согласно теории клональной селекции, иммунную систему по принципу ее работы можно сравнить скорее с фабрикой готовой одежды, чем с ателье, где шьют по мерке. Вопрос о том, как организм животного может вырабатывать такое множество разных антител, становится поэтому проблемой генетики, а не белковой химии. [c.221]

Основные положения теории клональной селекции получили убедительные подтверждения. Например, если лимфоциты животного, которое не было иммунизировано, инкубировать в пробирке с любым из несколькггх меченых антигенов, например А, В, С и В, то только очень малая доля (<0,01%) лимфоцитов будет связывать данный антиген Это означает, что лишь немногие клетки несут специфические рецепторы для А, В, С или В. Такую интерпретацию подтверждает другой эксперимент. Антиген А делают столь высокорадиоактивным, что любая связавшая его клетка получает летальную дозу облучения оставшаяся после этого популяция лимфоцитов уже не способна реагировать на антиген А, в то время как она продолжает нормально реагировать на В, С и В. Тот же эффект можно получить, если наполнить аффинную колонку (разд. 4.4.3) стеклянными шариками, покрытыми антигеном А, а затем пропускать через эту колонку лимфоциты. В таком опыте клетки с рецепторами для А связываются с шариками, тогда как остальные клетки проходят через колонку клетки, прошедшие через колонку, не взаимодействуют более [c.221]

Рис. 18-6. Два типа экспериментов, подкрепляющггх теорию клональной селекции. Для простоты рецепторы клеточной поверхности показаны только на лимфоцитах, способных отвечать на антиген А на самом же деле все Т- и В-лимфоциты имеют на своей поверхности антиген-специфические рецепторы. Схематически представленные здесь эксперименты проводились главным образом с В-клетками. так как Т-клетки

Среди множества проблем иммунологии, одну из них, если иметь в виду прежде всего чисто познавательный аспект этой области биологических знаний, следует отнести к самой фундаментальной, поскольку во многом она определяет возможность решения остальных. Эта проблема связана с изучением на атомно-молекулярном уровне механизмов узнавания и ответных реакций иммунной системы на появление в организме инфекционных антигенов - чужеродных белков, вирусов, бактерий, патогенных веществ. Важный шаг в познании принципов функционирования иммунной системы был сделан в 1959 г. Ф. Бер-нетом, разработавшим так называемую теорию клональной селекции, которая и по сей день пользуется всеобщим признанием [265]. Первоначально теория имела сугубо гипотетический характер. Однако заложенные в ней идеи оказались плодотворными и она вскоре смогла стать для экспериментальных исследований не только системой основополагающих научных принципов, но и конкретной программой поиска. В настоящее время эта программа выполнена и сегодня теория клональной селекции представляет собой скорее констатацию надежно установленных фактов, чем концептуальную основу дальнейшего развития иммунологии [266]. Специфичность антигенной реакции лимфоцитов, согласно теории Бернета, обусловлена наличием на поверхности Т- и В-клеток рецепторных белков, избирательно взаимодействующих с определенными антигенами. Связывание с ними рецепторов активирует клетку и вызывает ее эффективное размножение. Таким образом стимулируется пролиферация лимфоцитов, содержащих на своих поверхностях именно те рецепторы, которые, с одной стороны, комплементарны чужеродному антигену, а с другой - могут адекватно сигнализировать клетке о необходимости антиген-специфцч-ного ответа. По теории клональной селекции иммунную систему образуют миллионы различных клеточных семейств или клонов, каждый из которых состоит из Т- или В-лимфоцитов, имеющих общих предшественников. Так как во всех случаях клетка-предшественница детерминирована к синтезу определенного антиген-специфичного белка рецептора, то все клетки одного клона имеют одинаковую антигенную специфичность и, следовательно, могут ответить на сигнал рецептора только одним, присущим клеткам лишь данного клона, способом. Антигенами, как правило, являются белки и полисахариды. На поверхности этих молекул имеются участки, называемые антигенными детерминантами или эпитопами, которые предрасположены к взаимодействиям с антигенсвязывающим участком антитела В-лимфоцита или 3 67 [c.67]

Новый этап развития иммунологии связан в первую очередь с именем вьщающегося австралийского ученого М.Ф. Бернета. Именно он в значительной степени определил лицо современной иммунологии. Рассматривая иммунитет как реакцию, направленную на дифференциацию всего своего от всего чужого , он поднял вопрос о значении иммунных механизмов в подцержании генетической целостности организма в период индивидуального (онтогенетического) развития. Именно Вернет обратил внимание на лимфоцит как основной участник специфического иммунного реагарования, дав ему название иммуноцит . Именно Вернет предсказал, а англичанин Питер Медавар и чех Милан Гашек экспериментально подтвердили состояние, противоположное иммунной реактивности — толерантности. Именно Вернет указал на особую роль тимуса в формировании иммунного ответа. И, наконец. Вернет остался в истории иммунологии как создатель клонально-селекционной теории иммунитета. Формула такой теории проста один клон лимфоцитов способен реагаровать только на одну конкретную, антигенную, специфическую детерминанту. [c.8]

Каждый В-лимфоцит содержит на поверхности около 100 тыс. рецепторов одинаковой специфичности. Антиген, встречаясь в кровотоке с комплементарным ргецептором, проводит отбор )(селек-цию) соответствующего В-лимфоцита, который затем, трансформируясь в плазматическую клетку и многократно делясь, образует клон клеток. Эта теория биосинтеза антител, впервые сформулированная П. Эрлихом (1897), а затем модифицированная в соответствии с уровнем развития науки Ф. Бернетом (1941), получила название клонально-селекционной. Важно отметить, что каждый клон плазматических клеток секретирует гомогенные по своей структуре антитела. Однако так как антиген активирует в крови сразу несколько типов В-лимфоцитов, которые содержат рецепторы различной степени специфичности по отношению к исходному антигену,, такой иммунный ответ называется поликлональным, а антитела — поликлональными. [c.11]

Хотя ранние работы, казалось, поддерживают эту теорию, более недавние исследования внесли значительные сомнения в ее обоснованность. Наиболее серьезные возражения отсутствие стойкой связи между туморогенностью и продукцией энзимов ФА тканевыми фрагментами и первичными культурами, приготовленными из тканей in vivo нормальный или онкогенный статус клеточных линий, использованных в ранних экспериментах, скорее предполагался, чем устанавливался пробами in vivo клональная вариабельность и плотностная зависимость игнорировались в большинстве сравнительных исследований многие нормальные ткани обладают высокими уровнями энзимов ФА и активатора плазминогена. [c.47]

Эрлих предположил, что соединение антигена с уже имеющимся рецептором на поверхности В-клетки (теперь известно, что это мембраносвязанный иммуноглобулин) заставляет ее синтезировать и секрети-ровать повышенное количество таких рецепторов. Хотя, как показано на рисунке, Эрлих считал, что одна клетка способна производить антитела, связывающие более чем один тип антигена, тем не менее он предвосхитил и клонально-селекционную теорию иммунитета, и фундаментальное представление о существовании рецепторов к антигену еще до контакта с ним иммунной системы. [c.130]

Сформулирована клонально-селекционная теория приобретенного иммунитета, предсказывающая дарвиновский отбор антигенами клеток, продуцирующих специфические антитела. (М. Вернет, Д. Талмейдж, Н. Ерне) [c.39]

Первой среди них была теория, предложенная Нильсом Ерне (Jerne) в 1955 г. Несмотря на ошибочные представления об антителах как основных единицах отбора, его вклад в проблему был плодотворен. Его теория переместила интересы иммунологов с инструктивньк теорий, по которым антитела принимают любую форму в зависимости от формы антигена, на селекционные. В 1957 г. Макфарлейн Вернет предположил, что основной единицей отбора антигеном является клетка, и что одна клетка отвечает за образование антител только одного типа. Именно Вернет придумал термин клональная селекция [1]. В основе этой теории лежит представление о том, что одна клетка производит только одно антитело (точнее, антитела одной специфичности). Существует много разных клеток (лимфоцитов), образующих и несущих на поверхности разные антитела. Клетка отбирается антигеном, форма которого соответствует антителам, производимым данной клеткой. Именно она начинает размножаться и дает клон идентичных клеток, причем все клетки [c.93]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология