Иммуноглобулины разнообразие

Перегруппировка генов, кодируюпщх тяжелые цепи Ig. Следует отметить, что тяжелые цепи иммуноглобулинов также состоят из вариабельных и константных областей. Вариабельная область кодируется тремя различными типами генов V -вариабельный фрагмент (150 генов), О -гипервариабельный (50 генов) и Jjj-соединяющий фрагмент (4 гена). Dj -фрагмент характерен для вариабельной области только тяжелых цепей diversity — разнообразие). Как известно, антитела разделяются на пять классов, причем принадлежность к тому или иному классу определяется константной областью тяжелой цепи. М-классу соответствует ц-цепь D-классу — 5-цепь G-классу — у-цепь Е-классу — 8-цепь и А-классу — а-цепь иммуноглобулина. В-клетки способны менять константные фрагменты тяжелых цепей без изменений их вариабельных участков. Это приводит к переключению классов — феномену, имеющему большое биологическое значение. Формирование функционально активного участка ДНК, кодирующего тяжелые цепи Ig, представлено на рис. 30.11. [c.487]

Огромное разнообразие антител неадекватно числу генов, локализованных в лимфоцитах. Например, в клетках человека содержится не более 10 генов, а число вырабатываемых антител на 1—2 порядка больще. Иммуноглобулины являются белками, следовательно, они кодируются соответствующими генами. Таким образом, разгадку феномена этого несоответствия следует искать в особенностях функционирования генома лимфоцитов. Оказалось, что синтез антител кодируется тремя различными семействами несцепленных генов, расположенных в различных хромосомах. Рассмотрим, как формируется функционально активный участок ДНК, ответственный за образование легкой цепи . Обнаружено около 300 генов, кодирующих вариабельные участки Ь-цепи (У ), один ген, кодирующий синтез константного участка (С ), и от одного до четырех генов, ответственных за синтез аминокислотных последовательностей, соединяющих константные и вариабельные участки легкой цепи (1 ). [c.486]

ДНК гаплоидного набора хромосом клетки человека содержит 3,8 10 нуклеотидных пар, т. е. на три порядка больше, чем Е. соИ. Такого количества ДНК хватило бы для кодирования 2,5 млн белков. В клетках человека (и других эукариот) доля ДНК, занятая структурными генами, значительно меньше, чем у прокариот. По примерным оценкам, в организме человека синтезируется около 50 ООО разных белков (в 20 раз больше, чем у Е. соИ). В это число не входят иммуноглобулины, разнообразие которых обеспечивается механизмами, отличающимися от синтеза всех других белков (см. гл. 20). [c.162]

Необычная структура lq-компонента комплемента объясняется характером выполняемых им функций. Глобулярные области ответственны за связывание с F -фрагментами иммуноглобулинов, причем для активации каскада необходимо, чтобы произошло связывание с участием как минимум двух головок . Структурное разнообразие и полифункциональность характерны и для других компонентов комплемента. [c.224]

Основной вопрос, на который очень долго не удавалось получить ответ, состоит в следующем. Что обеспечивает реакцию организма на самые разные антигены Ведь каждый организм готов к выработке антител в ответ практически на любой чужеродный белок, В то же время иммуноглобулины очень специфичны — одна молекула, как правило, узнает только вполне определенный белок и теряет способность узнавать, если в молекулу белка внести минимальные изменения. Чтобы обеспечить одновременно и огромную специфичность и разнообразие иммунных реакций, организм держит наготове массу лимфоцитов, способных вырабатывать различные антитела. Их в каждом организме великое разнообразие — многие миллионы. [c.83]

Кардинальный факт состоит в том, что при этом перебираются все (или почти все) комбинации У и У генов. Это — первый шаг к созданию на базе сравнительно скромного набора исходных генов несметного разнообразия иммуноглобулинов, Ведь, если имеется п У-генов и т У-генов, то различных пар из них может получиться пт. Таким образом, [c.85]

Для каждого из трех семейств иммуноглобулиновых цепей-каппа, лямбда и тяжелых-только один из многих У-генов может присоединиться к одному из нескольких С-генов. Это возможно благодаря соматической рекомбинации соответствующих последовательностей ДНК, происходящей в В-лимфоцитах, экспрессирующих антитела. В большинстве случаев число У-генов очень велико и, по-видимому, составляет несколько сотен последовательностей, организованных в огромный генный кластер. (Исключением является цепь лямбда-типа мыши, состоящая всего из нескольких генов.) Исходное разнообразие У-ге-пов частично определяет разнообразие иммуноглобулинов. Однако оно объясняется не только набором последовательностей, запрограммированных в геноме определенный вклад вносят изменения, происходящие при создании функционального гена. [c.503]

Каждая легкая цепь иммуноглобулина—это продукт по крайней мере трех отдельных структурных генов гена вариабельной области (V,), гена соединяющей области (J) (не имеющей отношения к J-цепи IgA или IgM) и гена константной области (С ). Каждая тяжелая цепь является продуктом по крайней мере четырех различных генов гепа вариабельной области (Vn), гена разнообразия (D), гена соединяющей области (J) и гена константной области (Сц). Таким образом, классическая схема один ген— один белок в данном случае не применима. Молекулярные механизмы, ответственные за синтез отдельных цепей иммуноглобулинов несколькими структурными генами, обсуждаются в гл. 38 и 41. [c.324]

Так же как в случае с иммуноглобулинами и иммуноглобулиновыми рецепторами, вариабельность ТКР зависит от случайного взаимодействия генных сегментов в процессе рекомбинации генетического материала, кодирующего У-домены УJ — для и-цепей и УВ -для р-цепей. Расчет вариабельности У-доменов ТКР, который проводится так же, как и для иммуноглобулинов (см. гл. 2), показывает крайне высокий уровень разнообразия этих анти- [c.101]

Легкие цепи иммуноглобулинов кодируются генными сегментами V и и в кодировании тяжелых цепей также участвуют сегменты V и и, но дополнительное разнообразие вносят сегменты О. [c.129]

I Кроме простых перестановок генных сегментов V, О и и в создании разнообразия иммуноглобулинов и ТкР имеют значение вставки добавочных нуклеотидов ( М-региональная вариабельность), изменение позиций стыковки генных сегментов и рамок считывания сегментов О. [c.129]

Каждый из источников разнообразия антител может функционировать совместно с любым другим, поэтому возможности увеличения вариантов специфичности возрастают на каждом следующем этапе продукции иммуноглобулинов. [c.140]

Основная функция специфического иммунного ответа - это специфическое распо навание чужеродных антигенов. В распознавании участвуют молекулы двух разных типов — иммуноглобулины и Т-клеточные рецепторы антигенов (ТкР) (рис. 6.1). Структурное разнообразие этих молекул (см. гл. 8), благодаря которому они способны распознавать множество самых разных антигенов, возникает в результате многочисленных генных рекомбинаций. Т-клеточные рецепторы подробно рассмотрены в гл. 7. [c.97]

РАЗНООБРАЗИЕ ИММУНОГЛОБУЛИНОВ У ДРУГИХ ПОЗВОНОЧНЫХ [c.140]

Кроличьи иммуноглобулины всегда представляли собой загадку, особенно в отношении механизма, регулирующего экспрессию их аллотипов. У кролика имеется довольно много Ун-генов, однако более чем в 80 % В-клеток используется лишь один Ун-ген, расположенный ближе всего к О-сегменту. Как установлено недавно, в качестве источника разнообразия на основе этого единственного гена у кролика может действовать механизм генной конверсии. [c.141]

Порядок расположения генных сегментов в локусе у-цепей у мыши и человека весьма различен. Мышиный локус удивительно напоминает локус легких цепей иммуноглобулинов — он содержит четыре Су-гена (включая один псевдоген), каждый из которых может сочетаться с одним J-сегментом и присоединять от одного до четырех Vy-сегментов. В локусе у-цепей нет ни одного D-сегмента. У человека имеется восемь Vy-сегментов, за которыми по направлению вверх (5 ) следуют три Jy-сегмента, Су1-ген, два добавочных Jy-сегмента и Су2-ген. Существенный вклад в разнообразие у-цепей вносят погрешности соединений V- и J-сегментов между собой и [c.146]

Такой важный источник разнообразия иммуноглобулинов, как соматический мутагенез, не оставляет последствий в генах ТкР. Вероятно, это обусловлено тем, что Т-клетки должны распознавать продукты МНС и поддерживать толерантность к собственным антигенам организма. [c.146]

Дифференцировка В-клеток разнообразие классов иммуноглобулинов [c.233]

ТЕМА 3.8. РАЗНООБРАЗИЕ ИММУНОГЛОБУЛИНОВ [c.85]

Разнообразие этих рецепторов (и клонов лимфоцитов) огромно число различных рецепторов составляет величину порядка миллиона, так что практически на любой чужеродный биополимер (антиген) находится соответствующий ему рецептор. Зрелые В-лимфоциты, не соприкасавшиеся со своими антигенами (их называют девственными лимфоцитами), не делятся. Однако контакт с антигеном, например с бактериальным полисахаридом, служит сигналом для целой цепи событий. В-Лимфоцит после этого трансформируется в плазматическую клетку и начинает делиться. Общее количество клеток данного клона резко возрастает они начинают продуцировать и секрети-ровать в кровь и лимфу большие количества свойственных этому клону иммуноглобулинов, т. е. антител, специфичных к данному антигену. Антитела реагируют с соответствующими антигенами в растворе, что приводит к их осаждению, и с теми же антигенами на поверхности бактериальной клетки. Таким образом происходят удаление [c.157]

При действии нейраминидазы холерного вибриона и возбудителя газовой гангрены на группоспецифические вещества крови, последние теряют свою специфичность. Иммуноглобулины полностью утрачивают комплиментсвязывающую активность. Разнообразие тканей и органов человека и животных, содержащих сиаловые кислоты, определяют множественный характер возможных механизмов действия нейраминидазы в период инфекционного процесса. Диапазон этого действия включает в себя как физико-химическое состояние отдельных субстанций, так и функциональную активность самостоятельных структур. [c.353]

Впоследствии было установлено, что у мышей имеется несколько разных 1-сегментов в каждом пуле генов для иммуноглобулинов по одному ассоциировано с каждым С-геном в генном пуле А.-цепей и по четыре-в генных пулах и- и Н-цепей (каждый С-ген отделен от соседнего с ним 1-сегмента интроном). В период развития В-клеток в генных пулах и- и Н-цепей любой У-сегмент может объединиться с любым 1-сегментом, что увеличивает в четыре раза число У-областей, которые эти пулы могут производить. Кроме того, существуют некоторые различия в точном месте соединения У-), и это приводит к еще большему разнообразию аминокислотных последовательностей. Существенно то, что сайт соединения У-) кодирует часть третьей гипервариабель-ной области легкой цепи. [c.39]

Один простой, но весьма важный механизм, сильно увеличивающий разнообразие антител, состоит в комбинировании различных L- и Н-цепей, происходящем при сборке молекулы иммуноглобулина. Поскольку в антигеи-связывающий участок антитела вносят вклад как L-, так и Н-цепи, у животного с 1000 генов, кодирующих yL-области, и с 10000 генов, кодирующих Ун-области, продукты этих генов могли бы образовать 1000 х 10000 различных комбинаций, т.е. 10 разных антиген-связывающих участков (если предположить, что при этом любая L-цепь может сочетаться с любой Н-цепью). [c.40]

Все ОПЫТЫ по детальному изучению иммуноглобулинов были проведены с ИгГ, который составляет 90% общего количества иммуноглобулинов в нормальной сыворотке всех исследованных видов. Молекулярный вес ИгГ, определенный разными методами, колеблется от 140 ООО до 190 ООО, а по последним, более точным данным, от 140 ООО до 150 ООО [5, 6]. Предполагали, что определение К-копцевых аминокислот даст возможность подсчитать число полипептидных цепей в молекуле ИгГ, однако при исследовании ИгГ разных видов как по методу Сэнджера, так и по методу Эдмана были получены сильно варьирующие результаты, которые приведены в табл. 3. Из этих данных следует, что если в изученных полипептидах нет блокированных К-концевых аминокислот, можно считать, что белки разных видов содержат различное количество полипептидных цепей. Эдельман [7 показал, что восстановление человеческого ИгГ меркаптоэтанолом в присутствии 6 М мочевины приводит к снижению молекулярного веса примерно на 1/3 по сравнению с исходным. Эдельман и Поулик [8] и другие исследователи [9, 10] обнаружили, что ИгГ лошади, свиньи, кролика и коровы сходны между собой. Из этих данных следует, что ИгГ всех видов сходны но основной структуре и содержат по крайней мере три полипептидные цепи. Разнообразие К-концевых аминокислот, из которых часть содержится в незначительных количествах, свидетельствует о сложности состава всех препаратов ИгГ. [c.101]

Клонотеки фрагментов антител. Разнообразие природных антител возникает, прежде всего, в процессе рекомбинации шести DR-областей генов тяжелых и легких цепей иммуноглобулинов и соматического гипермутагенеза. Количество молекул иммуноглобулинов, различающихся по своей первичной структуре, которые теоретически могут возникнуть в отдельном организме, оценивается в 10 2-1 В реальной жизни это число ограничивается размером популяции В-лимфоцитов организма и принимается равным 108. Данные значения определяют верхний предел репрезентативности клонотек, при конструировании которых могут быть использованы два фундаментально различающихся первичных источника последовательностей нуклеотидов 1) природные V-гены, полученные из ДНК доноров, 2) синтетические V-гены, полученные in vitro. [c.422]

Природные источники V-генов иммуноглобулинов. При использовании природных источников последовательностей У-ге-нов имеется в виду, что сама иммунная система животных или человека создает требуемое разнообразие этих последовательностей, При таком подходе мРНК В-лимфоцитов доноров используют для получения кДНК с последующей амплификацией с помощью ПЦР соответствующих последовательностей. При этом как у человека, так и экспериментальных животных доноры могут быть двух типов предварительно иммунизированные (инфицированные) [246, 247] и не имевшие контакта с конкретным антигеном [248], Современные базы данных предоставляют полную информацию о всех последовательностях генов клеток зародышевой линии человека V , V , V , а также J- и D-сегментов [c.422]

Однако еще оставался без ответа вопрос об источниках разнообразия антител. Теоретическое допущение о существовании своего особого гена для антител каждой из множества специфичностей немедленно открыло другую проблему. Половина аминокислотной последовательности любой легкой и четверть любой тяжелой цепи иммуноглобулинов всегда вариабельна, а остальная часть константна. Каким образом в случае предполагаемого множества генов антител возможно сохранение неизменной последовательности в константных областях иммуноглобулиновых цепей На этот вопрос ответили Драйер и Беннетт, предположив, что вариабельные и константные области кодируются отдельными генами, причем существует множество генов для вариабельных (V) и один или весьма ограниченное число генов для константных (С) областей. Теперь оставалось только объяснить источник многообразия вариабельных областей Основой для этого стала идея соматического мутагенеза, согласно которой из относительно небольшого числа гаметных генов (гены зародышевой линии) в течение жизни индивида возникает множество модифицированных, т. е. подвергшихся мутациям генов. Кроме того, было высказано предположение, что полный У-ген может появляться в результате рекомбинации ряда генных сегментов. При разрезании и соединении фрагментов ДНК между ними могут встраиваться добавочные нуклеотиды, создавая дополнительную вариабельность, названную N-peгиoнaльнoй, поскольку новая нуклетидная последовательность отличается от гаметной. Вместо мутаций источником разнообразия вариабельных областей могла бы служить, как предполагалось, генная конверсия с участием набора [c.130]

Полиморфизм иммуноглобулинов проявляется как вариабельность разных частей их молекул рис. 8.4.). Рассмотрим вначале идиотипическую вариабельность, обусловленную разнообразием структуры антигенсвязывающих центров. [c.131]

Пять возможных источников структурного разнообразия /-областей Н- и Ьцепей иммуноглобулинов. [c.131]

В отличие от акул у курицы число генов, кодирующих иммуноглобулины, крайне ограниченно. Для легких цепей имеется лищь по одному V-, J-и С-сегменту и в кодировании тяжелых цепей участвуют также всего по одному V- и J- eгмeнтy. Правда, у этого вида найдено около 16 Он-сег-ментов, но все они весьма сходны по последовательности нуклеотидов и мало увеличивают разнообразие антител. Несмотря на столь жесткие ограничения, для курицы характерна способность к иммунному ответу на весьма щирокий спектр антигенов и к синтезу антител с разнообразной аминокислотной последовательностью. [c.141]

Переключение изотипа происходит главным образом в процессе пролиферации В-клеток. однако может иметь место и во время ранней клональной экспансии и созревания В-клеток, еще до их встречи с экзогенным антигеном (рис. 2. IS). Об этом свидетельствует тот факт, что некоторые потомки незрелых В-клеток синтезируют антитела, принадлежащие к другим классам иммуноглобулинов, в том числе IgG и IgA. Дальнейшая дифференцировка В-клеток приводит к синтезу поверхностных IgD — класса антител, присутствующего почти исключительно на мембране В-клеток. Разные классы sIg на одной и той же В-клетке обладают одинаковой антигенной специфичностью, т. е. представляют одну и ту же V-область генов, хотя позднее, уже после переключения, в результате соматических мутаций может формироваться и дополнительное разнообразие sIg в пределах одного и того же клона. Данные о том, что переключение класса иммуноглобулинов возможно и без воздействия антигена, были получены в опытах на позвоночных, развивающихся в гнотобиотической (практически стерильной) среде, т. е. в условиях, резко ограничивающих возможность попадания в организм экзогенных антигенов. [c.233]

Иммунные системы беспозвоночных, очевидно, не включают в качестве компонентов ни иммуноглобулинов, ни взаимодействующих субпопуляций лимфоцитов, ни лимфоидных органов. Тем не менее само существование огромного числа и разнообразия беспозвоночных свидетельствует о наличии у них эффективньгх систем защиты собственного организма. [c.278]

По сравнению с огромным разнообразием форм беспозвоночных организация позвоночных по общему плану довольно единообразна и все они принадлежат к одному типу хордовых. Хотя эволюционное древо позвоночных имеет многочисленные уровни и ветви, в том числе бесчелюстных, хрящевых рыб. костных рыб. амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих, основные клеточные и молекулярные компоненты врожденного иммунитета у всех современных челюстноротых удивительно консервативны. Однако усложнению строения тела соответствует возрастание специализации лимфоидной ткани и функций лимфоцитов, а также увеличение разнообразия классов иммуноглобулинов. Самой сложной по структуре и функциям иммунной системой обладают млекопитающие. [c.285]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология