Генетическая при образовании антител

Участие необычных генетических механизмов в образовании антител было очевидным задолго до того, как стало ясно, какой вклад вносят эти механизмы в разнообразие антиген-связывающих участков. Как уже говорилось [c.36]

В 1960-е и начале 1970-х годов среди ученых, придерживающихся этих двух принципиально различных мнений, происходили кратковременные, но частые теоретические сражения. Тем не менее к концу 1970-х годов благодаря молекулярно-генетическим работам Сусуми Тонегава (Tonegawa), получившего в 1987 г. Нобелевскую премию, эта проблема была в основном решена. Сейчас мы знаем, что часть разнообразия создается генами зародышевой линии, но случайные соматические процессы (рекомбинация и мутация) также необходимы для образования гигантского разнообразия антител и рецепторов Т-клеток. То есть, в течение жизни наш организм учится бороться с многочисленными захватчиками и создает в лимфоци- [c.78]

Все это можно выразить несколько более современным языком при помощи понятий, с которыми мы познакомились, изучая регуляцию белкового синтеза (стр. 273). Генетическая информация во всех способных к образованию антител клетках в отсутствие инфекции блокирована, подавлена с помощью репрессора. Антиген снимает это подавление (дерепрессия), действуя при этом точно так же, как индуктор в синтезе ферментов. Итак, антиген служит индуктором в синтезе антител, инактивируя репрессор. [c.350]

Фактор как долго может определяться са.мопроизвольно с помощью молекулярного механизма транскрипции и трансляции ДНК для нас же особый интерес представляют факторы сколько и где . Если сайт (т. е. клеточное окружение развивающейся козетки на пути от нервной пластинки к специализированному органу-мишени) влияет на экспрессию гена, то это предполагает ограничение генетической детерминированности организма. В самом деле, имеются доказательства того, что клетки влияют друг на друга в период развития. Это происходит либо при прямом контакте, молекулярный механизм которого не вполне ясен, либо при выделении химических сигналов, называемых факторами роста нервов. Последние мы будем обсуждать в связи с термином трофизм, а механизм прямого контакта будет показан на примере образования и стабилизации синапсов. Следует отметить, что не только генетическая программа определяет окончательную структуру нейрональной сети, существенно также положение отдельной клетки в пространстве и времени. Именно последнее и помогло сделать следующий вывод геном человека содержит >10 генов, а число синапсов >10 (10 ° нейронов, каждый из которых имеет 10 синапсов, см. выше), так что маловероятно (хотя и нельзя считать совсем невозможным вследствие огромного разнообразия антител, продуцируемых ограниченным числом генов), чтобы специфичность каждого отдельного синапса программировалась определенным участком гена. Мы еще вернемся к этому важному вопросу при рассмотрении синаптогенеза, т. е. процесса образования и стабилизации специфических синапсов. Представляется вполне допустимым, что развитие нервной системы контролируется несколькими факторами генетическим, трофи- [c.319]

В действительности селекционная теория образования антител вовсе не требует, чтобы клетки крови, размножение которых стимулируется антигеном, отличались друг от друга генетически. В принципе можно допустить, что хромосомы каждой клетки содержат по миллиону генов, кодирующих первичную структуру вариабельных участков легких и тяже- [c.521]

Большой интерес представляет использование трансгенных растений в целях получения съедобных вакцин для повышения устойчивости организма человека к опасным заболеваниям. Для этого предлагается достаточно простая схема. В генетический материал растения переносят небольшой фрагмент ДНК какого-либо патогена (чаще всего вируса). В результате в плодах такого трансгенного растения образуется определенный протеин, характерный для патогена (сам по себе он не может вызвать заболевание). При поедании этот протеин может достигать тонкого кишечника, где происходит его всасывание в кровь. Здесь он выступает в качестве чужеродного агента — антигена, к которому организм вырабатывает благодаря естественному механизму иммунитета соответствующие антитела. Теперь в случае попадания в организм активных вирусных частиц их ждет уже созданная система обороны, которая способна их обезвреживать. Используя описанную стратегию, удалось, например, получить растения бананов, поедание плодов которых индуцирует образование антител к вирусам папилломы, которые могут вызывать у людей некоторые формы рака. [c.57]

Набор генетических элементов, обеспечивающих образование множества разных Н-цепей антител человека, включает около 95 Уд-доменов, 30 Dj -доменов, 6 Т -доменов и 5 основных константных (Са, Су, С5, Се, Сц) доменов. Локус к-генов содержит примерно 76 Ук-доменов, 5 jK-доменов и один константный (Ск) участок (рис. 19.9). Размер Н-локусов и к-генов - от 1 до [c.429]

Рассмотрим теперь более подробно, каким образом гены выделяют, вводят в клетки-хозяева, клонируют и осуществляют трансляцию с целью получения тех или иных продуктов. Слово клон имеет греческое происхождение и означает побег или черенок, применяемый для размножения растения. Оно используется в двух смыслах. Во-первых, под термином клонирование клеток понимают образование группы генетически идентичных клеток, развившихся из одной клетки, как это имеет место в случае линии иммуноцитов, настроенных на синтез определенного типа антител. Под термином же молекулярное клонирование или клонирование генов имеют в виду образование множества идентичных копий гена, полученных в результате репликации одного гена, введенного в клетку-хозяина. [c.983]

Известно свыше 12 различных сахаров, способных участвовать в качестве отдельных кирпичиков в построении полисахаридной части капсулы. Обычно, правда, капсулу образуют не более 3—5 из них они объединяются в группы, которые затем регулярно повторяются. Каждой такой комбинации из 3—5 субъединиц соответствует свой специфический вид антител. А поскольку замещение даже одной-единственной молекулы сахара другой, несколько иначе построенной, означает изменение детерминантной группы и, следовательно, вызывает образование других антител, то должны существовать сотни различных антител, т. е., как говорят, сотни серотипов . Исследование их родства, позволяющее распознать генетические и эволюционные взаимоотношения между организмами, само по себе могло бы послужить темой целой книги — здесь мы вынуждены оставить все это в стороне. [c.334]

Резус-состояние (как и группа крови в системе ABO) обусловлено генетически, причем присутствие Rh (Rh+) является доминантным признаком, а его отсутствие (Rh ) — рецессивным. Практическое значение этого фактора становится очевидным, когда резус-отрица-тельная мать беременна резус-положительным плодом. На поздних сроках беременности фрагменты резус-положительных эритроцитов плода могут проникать в кровяное русло матери и вызывать у нее образование резус-антител. Эти антитела в свою очередь способны проникать через плаценту и разрушать эритроциты плода. При первой резус-положительной беременности в организме матери обычно не успевает образоваться достаточно большого количества антител, и у плода не возникает серьезных [c.184]

Генетически чужеродные вещества, попадая в организмы высших животных и человека, способны вызывать в них ряд специфических процессов, направленных на их удаление из организма. Система организма, выполняющая эту функцию, называется иммунной системой, а сами процессы — иммунологическими. К важнейшим из них следует отнести образование специфических белков крови— антител (иммуноглобулинов). Вещества, способные вызвать специфические иммуно- [c.9]

И в настояшее время наиболее эффективные вакцины — ослабленные штаммы (например, против желтой лихорадки и полиомиелита). Сейчас для создания вакцин используются моле-кулярно-генетические методы. Этими методами в ослабленные вирусные или бактериальные штаммы вводят ДНК-последовательности, кодирующие нужные антигены, и получают чистые белковые антигены, используемые для вакцинации. Некоторые из таких вакцин нового поколения уже используются в клинике. Сейчас мы знаем, что вакцинация стимулирует образование активированных Т-лимфоцитов и защитных антител, которые [c.69]

Полного понимания молекулярного механизма образования антител пока не существует. По матричной теории Полинга каждая клетка, образующая антитела, может синтезировать неограниченное число различных структур, а по теории выбора клона, предложенной Бурнетом, генетическая информация о числе и структуре молекул антител содержится в ДНК. Современные представления о структурных основах образования и действия антител изложены в работе [255]. [c.427]

Помимо нарушений гемопоэтической активности селезенки, развивающихся в результате описанных выше повреждений, при нейтронном облучении изменяется и ее иммунная функция, что проявляется в снижении продукции гуморальных антител при иммунизации мышей эритроцитами барана. При количественной оценке такого угнетения антителогенеза учитывалось образование антител определенным числом облученных клеток селезенки, которые вводили смертельно облученной мыши той же генетической линии, что и донор ОБЭ нейтронов деления по этому показателю составила 4—5 (Gottlieb, Gengozian, 1970). По данным, полученным с помощью другой методики, — по оценке выработки антител клетками селезенки в культуре, — ОБЭ нейтронов близкой энергии оказалась существенно люньше — 2.3+0.2. Однако и эта [c.96]

Образование антител и их функции. Живые организмы постоянно подвергаются атаке как извне-со стороны бактерий и вирусов, так и изнутри-со стороны клеток, которые в результате случайных событий приобретают способность неограниченно делиться и формировать опухоли. В ходе эволюции выработалась сложная защитная система, состоящая из ряда клеточных и гуморальных факторов. Эта система называется иммунной, а изучающая ее наука-иммунологией [100]. На рис. 4.61 представлена сильно упрощенная схема иммунологической защиты и ее основные компоненты. Указаны также те компоненты, для которых обнаружены генетические дефекты. Важнейшие структуры иммунной системы-лимфоциты-обладают рецепторами к антигенам. Рецепторы лимфоцитов (и Т-, и В-клеток) закодированы в геноме и сходны по своей структуре, однако гены для этих двух типов рецепторов различны и локализуются в разных хромосомах. Секрети-руемые рецепторы В-клеток (антитела) представлены иммуноглобулинами. Рецепторы Т-клеток не секретируются. [c.100]

Тем не менее использование мутаций Н-2 позволило совершенно по-новому подойти к решению проблемы соотношения между аллоантигенами (Н-2) клеточной мембраны, которые определяются серологически (при помощи антител), и теми, которые могут активировать клетки Т. Активность последних выявляется в реакциях отторжения трансплантатов, а также в других реакциях клеточного иммунитета. Да недавнего времени казалось, что те же самые антигены (специфичности) Н-2 выявляются как антителами, так и в реакциях клеточного иммунитета, поскольку обычно отторжение трансплантата сопровождается образованием гуморальных антител. Углубленный генетический анализ комплекса Н-2 с применением мутантов и усовершенствование иммунологических методик вызвали сомнения в правильности этого положения трансплантационной иммунологии (Ba h е. а., 1972, 1976 Egorov, 1974). Теперь известно, что отторжение трансплантатов по сильному типу в случае несовместимости по мутациям типа I (а также другие сильные реакции клеточного иммунитета) не связано с образованием антител, хотя небольшие изменения серологически определимых антигенов у му тантов все же обнаруживаются. Следовательно, специфичность рецепторов клеток Т и В, распознающих трансплантационные антигены, не идентична. [c.212]

Способность ряда энхансеров взаимодействовать со специфическими белками дифференцированной клетки, вероятно, обеспечивает их важное свойство — тканевую специфичность. Тканеспецифический энхансер впервые был выявлен в генах, кодирующих тяжелую полипептидную цепь иммуноглобулинов. При образовании функционирующего гена иммуноглобулина происходит программированная в развитии перекомбинация генетического материала. Один из нескольких сотен геномных сегментов, кодирующих варьирующую часть молекулы антитела (У-гены), в результате последовательных рекомбинационных процессов соединяется с О- и -J-элe,мeн- [c.204]

Для исследования спектра И. используют ионообменную хроматографию, гель-фильтрацию, электрофорез и изоэлектрофокусирование, а также иммунохим. методы с использованием антител. Наиб, широко используется диск-электрофорез в полиакриламидном геле. Однако применение только этого метода для поиска И. недостаточно, т. к. он не позволяет выявить генетически разл. формы ферментов, не различающиеся по заряду. В связи с этим для более полной характеристики спектра И. необходимо применять иммунохим. аиализ и сравнивать спектры И. мутантов. При выявлении И. необходимо избегать условий выделения, при к-рых возможно возникновение артефактных форм. Так, для предотвращения частичного протеолиза в процессе выделения и хранения работу часто проводят в присут. ингибиторов протеаз. При разделении мембранных ферментов необходимо максимально снижать концентрацию детергента, что позволяет избежать появления новых форм в результате образования мицелл с разным содержанием искомого мембранного фермента. Процедура выделения И. должна быть максимально сокращена по времени. [c.202]

Перечислим вкратце другие биохимические процессы, в которых Н-связь играет, по-видимому, важную роль. Не претендуя на полноту, мы относим к таким процессам генетическую редупликацию [2143, 1928], функции антител с их предполагаемым строением типа ключ и скважина [1584, 1511], поверхностные явления как внутри, так и снаружи клетки [378], ферментативные процессы [1499], оптическую активность спиральных молекул [2216, 546], образование стероидных комплексов, существование которых недавно предположили Рич и Блоу [17116]. (См. также гл. И, где затронуты некоторые относящиеся сюда вопросы.) [c.277]

Один из наиболее необьиных типов генетической рекомбинации наблюдается в процессе образования генов, которые определяют синтез различных антител у позвоночных. Антитела или иммуно- [c.977]

ГИИ стали проводить с динитрофенильными соединениями. ДНХБ и его аналоги использовали для эпикутанной сенсибилизации, а комплексные антигены, состоящие из протеина, пептида или аминокислоты с ДНФ-группой, вводили в подушечки лапок морских свинок с адъювантом Фрейнда [147]. Эти исследования представляют большую ценность для изучения аллергии к химическим веществам в целом, так как именно на модели сенсибилизации к ДНФ-группам была начата разработка таких важных вопросов, как изучение первичных механизмов контактной аллергии, роли гаптена и носителя в индукции и подавлении аллергических реакций, механизма образования комплексных антигенов, толерантности к химическим веществам, иммунологической характеристики антигаптенных антител, морфологии кожных реакций замедленного типа, генетического контроля иммунного ответа и т.д. Динитрофенильные антигены широко используются в теоретических иммунологических исследованиях и в настоящее время наряду с искусственными полимерными антигенами из аминокислотных остатков. [c.90]

Молекулярная биология является одной из наиболее стремительно развивающихся наук. В настоящее время основные проблемы генетического кодирования и биосинтеза белка весьма интенсивно и с успехом решаются на бактериальных и вирусных объектах. Начались поиски принципиально новых, можно сказать, стратегических проблем. Намечаются две проблемы, которые выдвигаются биологией на передний план. Первая — это механизм клеточной дифференцировки. Вторая — это механизм нервной деятельности и память. Для перехода к этим проблемам необходимы новые идеи, новое научное мировоззрение, которое в свою очередь может возникнуть в процессе работы в контакте с морфологами, цитологами, эмбриологами, физиологами и т. п., владеющими всем запасо.м знаний по клеточной дифференциров-ке или по нервной деятельности. Молекулярная биология пока еще дает малый непосредственный выход в практику. На основании ее данных может быть интерпретирован лишь ряд фактов (в том числе практически значимых) в области бактериальных и вирусных мутаций, в понимании сущности некоторых вирусных инфекций, а также ряде наследственных заболеваний человека. Многие ученые считают, что возникновение злокачественного роста клеток связано с нарушением регуляции процесса биосинтеза белка. Познание этого важнейшего жизненного явления даст медикам более совершенные способы нормализации биосинтеза белка, а следовательно, и рациональные методы лечения многих заболеваний. В основе иммунитета лежит биосинтез белка и соответственно образование специфических антител (белков). Если овладеть по-настоящему процессом синтеза белка и научиться им управлять, то можно было бы повысить эффективность действия иммунизирующих веществ и тем самым повысить устойчивость организма к различным инфекционным заболеваниям. В настоящее время выдвинут ряд рабочих гипотез и теорий, которые еще требуют доказательств, но они освещают путь для дальнейших творческих исканий. [c.295]

Почему образуются опухоли Возможно из-за нарушения функций иммунной системы. Есть ряд лекарств, которые действуют как иммуподепрессапты, т. е. парализуют иммунную систему и предотвращают накопление антител. Замечено, что при длительном введении иммунодепрессивных средств у животных значительно чаще возникают так называемые спонтанные опухоли (спонтанными называются опухоли, образование которых не индуцируется канцерогенными агентами в естественных условиях или в опыте). У интактных, животных эти опухоли, вероятно, не развиваются из-за того, что опухолевые клетки погибают под влиянием выработанных антител. Следовательно, у организмов с нормальной иммунной системой рак возникает либо потому, что раковые клетки способны предотвращать иммунный ответ, либо потому, что в иммунной системе данного организма есть какой-то дефект, возможно генетический. В пользу первого предположения, несомненно, говорит факт существования злокачественных опухолей, которые можно перевивать от животного к животному. Клеткй этих опухолей, вероятно, утратили поверхностные антигены, так называемые антигены гистосовместимости, которые затрудняют или делают невозможной пересадку ткапей или органов от одного животного к другому. [c.254]

В заключение этого раздела необходимо подчеркнуть роль генетических факторов в возникновении аутоиммунных заболеваний. Их возникновение прямо связано с активностью Т-системы иммунитета и прежде всего тех ее механизмов, которые отвечают за генерацию Т-супрессоров. Дефгщит последних несомненно способствует возникновению аутоиммунной патологии, разумеется при наличии в том числе перекрестно реагирующих антигенов. Большую помощь в понимании этих важных вопросов оказывают работы по изучению аутоиммунных заболеваний лабораторных животных. В гл. 2 уже говорилось о новозеландских мышах (NZB и NZW) и некоторых других линиях мышей, у которых спонтанно возникает аутоиммунный процесс. При этом доминирует иммунный ответ против jXHK и собственных эритроцитов с образованием соответствующих по специфичности антител. Существенно, что эти мыши инфицированы вирусом мышиного лейкоза. Выделенный из мышей NZB переносит подобное заболевание нечувствительным реципиентам. Предположение, что вирус нарушает процесс генерации Т-супрессоров, представляется нам весьма перспективным для понимания патогенеза аутоиммунных заболеваний. [c.237]

РТПХ). Процесс, развивающийся в результате иммунной реакции аллогенных лимфоцитов донора против тканей реципиента, неспособного к иммунному ответу на антигены донорских клеток. Рекомбинация. Перераспределение генетического материала в процессе мейоза. Р. происходит также при соматической перестройке ДНК с образованием генов, кодирующих молекулы антител и Т-клеточных антигенных рецепторов. Рестрикция по МНС-антигенам классов I/II. Феномен, состоящий в том, что эффективная кооперация иммунокомпетентных клеток при многих иммунных реакциях возможна лишь в том случае, если эти клетки имеют общий МНС-гаплотип (локусов класса I или II). [c.562]

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]

Нужно ли соматическое мутирование современным позвоночным Конечно, соматическое гипермутирование можно продемонстрировать экспериментально. Однако в некоторых экспериментах с инбредными мышами и патогенными вирусами (гл. 3) показано, что в ходе антивирусного ответа соматические мутации или не происходят, или, если происходят, ничего не добавляют к иммунному ответу. В самом деле, в настоящее время соматическое гипермугирование само по себе кажется почти неуместным. Существующее в зародышевой линии разнообразие генетических элементов, кодирующих тяжелые и легкие цепи антител, и комбинаторные возможности соматических клеток, которые обеспечивают быстрое образование большого репертуара антител, достаточны для ответа на неожиданности. Поэтому у ныне живущих позвоночных соматическое гипермугирование, должно быть, излишне. Тем не менее, возможно, оно до сих пор дает селективное преимущество как источник новых успешных открытых рамок считывания, возвращающихся в зародышевую линию. Его действие может уменьшать вредный эффект случайного генетического дрейфа, который потенциально направлен на уменьшение репертуара У-генов зародышевой линии в результате появления стоп-кодонов в кодирующих участках из-за точковых мутаций или вставок/потерь нуклеотидов. Короче, роль обратной связи сомы и зародышевой линии у современных позвоночных, возможно. [c.165]

Эти наблюдения казались в высшей степени загадочными, пока не была открыта решающая роль гликопротеинов МНС в представлении антигенов Т-клеткам. Тепфь их можно объяснить, просто предполагая, что у особей, генетически не отвечающих на какой-либо простой антиген (обычно с одной антигенной детерминантой), нет такой молекулы МНС, которая могла бы связать антигенную детерминанту и эффективно представить ее соответствующей Т-клетке. Это предположение получило сильную поддержку в результате исследований in vitro, показавших, что очищенные молекулы МНС класса II отвечающего животного могут связать соответствующий антигенный пептид, а генетически не отвечающего - не могут. В дальнейших исследованиях было установлено, что у молекул класса II имеется лишь один антиген-связывающий участок (как и у молекул МНС класса 1-см. рис. 18-57), который может связывать весьма разнообразные пептиды со средней константой сродства (Ка) ОКОЛО Ю л/моль (ДО = — 8,5 ккал/моль, что эквивалентно энергии образования примерно восьми водородных связей см. разд. 3.1.1). При этом скорость связывания невелика (примфно в 10 раз меньше, чем при типичной реакции антитело-антиген), а будучи связанным, пептид освобождается со временем полужизни более суток. Возможно, что для освобождения пептида необходимо медленное конформационное изменение молекулы МНС. [c.280]

К атопическим болезням (от греч. atopia — странность) относят бронхиальную астму, аллергический насморк, аллергические дерматиты, уртикарии, детскую экзему, а также алиментарные (пищевые) и лекарственные аллергии. Атопические болезни имеют, как правило, местный характер. Механизм связан с образованием атопических антител в ответ на длительное воздействие неполноценных антигенов — гаптенов. Считают, что имеется генетическая предрасположенность к атопиям — повышенная способность клеток адсорбировать гаптены или вырабатывать IgE. Для лечения атопических болезней применяют принцип десенсибилизации (гипосенсибилизации), заключающийся в многократном введении того антигена, который вызвал сенсибилизацию. Механизм десенсибилизирующей терапии обусловлен снижением уровня IgE, увеличением числа Т-супрессоров, уменьшением числа Т-хелперов и В-лимфоцитов — продуцентов IgE. [c.162]

Теория Ф. Бернета объясняет многие иммунологические реакции (антителообразование, гетерогенность антител, толерантность, иммунологическую память), однако не объясняет предсуществования клонов лимфоцитов, способных отвечать на разнообразные антигены. По Ф. Бернету, существует около 10 ООО таких клонов. Однако мир антигенов намного больше и организм способен отвечать на любой из них. На эти вопросы теория не отвечает. Некоторую ясность в это представление внес американский ученый С. Тонегава, который в 1988 г. обосновал с генетической точки зрения возможность образования специфических иммуноглобулинов практически ко всем мыслимым антигенам. Эта теория исходит из того, что в организме человека и животных происходит перетасовка генов, в результате чего образуются миллионы новых генов. Этот процесс сопровождается интенсивным мутационным процессом. Отсюда из V- и С-генов, генов Н- и L-цепей может возникнуть офомное число генов, кодирующих разнообразные по специфичности иммуноглобулины, т.е. практически специфичные к любому антигену. [c.172]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология