Rozmanitosť lymfocytov
Špecifický imunitný systém (inými slovami súčet všetkých lymfocytov) dokáže rozoznať prakticky akúkoľvek komplexnú molekulu, ktorú vymyslela príroda alebo veda. Táto pozoruhodná schopnosť je výsledkom biliónov rôznych antigénnych receptorov, ktoré sú produkované B a T lymfocytmi. Každý lymfocyt produkuje svoj vlastný špecifický receptor, ktorý je štruktúrne usporiadaný tak, že reaguje na iný antigén. Keď sa bunka stretne s antigénom, ktorý rozoznáva, stimuluje sa množenie a zvyšuje sa počet lymfocytov nesúcich daný konkrétny receptor.
Ako je možné, že telo má takú neuveriteľnú rozmanitosť receptorov, ktoré sú vždy pripravené reagovať na napadajúce molekuly? Aby sme tomu porozumeli, bude užitočná rýchla kontrola génov a proteínov. Antigénové receptorové molekuly sú proteíny, ktoré sa skladajú z niekoľkých polypeptidových reťazcov (tj reťazcov aminokyselín spojených chemickými väzbami známymi ako peptidové väzby). Sekvencia, v ktorej sú aminokyseliny zostavené tak, aby vytvorili konkrétny polypeptidový reťazec, je špecifikovaná diskrétnou oblasťou DNA, nazývanou gén. Keby však boli všetky polypeptidové oblasti každého antigénového receptora kódované iným génom, ľudský genóm (všetky genetické informácie kódované v DNA, ktorá je prenášaná na chromozómoch buniek) by musel venovať bilióny génov na kódovanie práve pre tieto imunitné systémy. proteínov systému. Pretože celý ľudský genóm obsahuje približne 25 000 génov, jednotlivci nemôžu dediť gén pre každú konkrétnu zložku antigénového receptora. Namiesto toho existuje mechanizmus, ktorý generuje obrovskú škálu receptorov z obmedzeného počtu génov.
Zdedila sa skupina génových segmentov pre každý typ polypeptidového reťazca. Keď každý lymfocyt dozrieva, tieto génové segmenty sa spoja dohromady, aby vytvorili jeden gén pre každý polypeptid, ktorý tvorí špecifický antigénový receptor. Toto preskupenie alternatívnych génových segmentov sa vyskytuje prevažne, aj keď nie úplne, náhodne, takže môže dôjsť k enormnému počtu kombinácií. Ďalšia diverzita sa generuje nepresnou rekombináciou génových segmentov - procesom nazývaným spojovacia diverzifikácia -, prostredníctvom ktorého sa môžu konce génových segmentov skrátiť alebo predĺžiť. K genetickému preskupeniu dochádza v štádiu, keď sa lymfocyty generované z kmeňových buniek prvýkrát stanú funkčnými, takže každý zrelý lymfocyt je schopný vyrobiť iba jeden typ receptora. Teda zo súboru iba stoviek génov sa môže vytvoriť neobmedzená paleta rôznych antigénnych receptorov.
K diverzite receptorov prispievajú ešte ďalšie mechanizmy. Na mechanizme načrtnutom v zjednodušených pojmoch vyššie je ďalší proces nazývaný somatická mutácia. Mutácia je spontánny výskyt malých zmien v DNA počas procesu delenia buniek. Nazýva sa somatický, keď sa vyskytuje v bunkách tela (grécka soma znamená „telo“), a nie v bunkách zárodočnej línie (vajíčka a spermie). Hoci somatická mutácia môže byť náhodnou udalosťou v akejkoľvek bunke tela, vyskytuje sa pravidelne v DNA, ktorá kóduje antigénové receptory v lymfocytoch. Keď je teda lymfocyt stimulovaný na delenie antigénom, môžu byť v jeho potomkových bunkách prítomné nové varianty jeho antigénového receptora a niektoré z týchto variantov môžu poskytnúť ešte lepšie prispôsobenie antigénu, ktorý bol zodpovedný za pôvodnú stimuláciu.
Receptory a protilátky antigénu B-buniek
Antigénové receptory na B lymfocytoch sú identické s väzbovými miestami protilátok, ktoré tieto lymfocyty produkujú, keď sú raz stimulované, s výnimkou toho, že receptorové molekuly majú ďalší chvost, ktorý preniká bunkovou membránou a ukotvuje ich na bunkový povrch. Preto bude postačovať opis štruktúry a vlastností protilátok, ktoré sú dobre preštudované.
