WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 29 | 30 || 32 | 33 |   ...   | 88 |

«МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ 2-Е ИЗДАНИЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ В 3 томах 3 Перевод с английского канд. биол. наук В. П. Коржа, канд. биол. наук Н.В. Сониной, ...»

-- [ Страница 31 ] --

(Каждая µ- и -цепь содержит один вариабельный и четыре константных домена.) Вариабельные домены ответственны за связывание антигена, а константные домены Н-цепей (за исключением CN1) образуют Fc-область, определяющую другие биологические свойства антител.

Гомология между доменами позволяет предположить, что цепи Ig возникли в ходе эволюции в результате ряда последовательных дупликаций одного исходного гена, который кодировал один-единственный домен с неизвестной функцией, состоявший из 110 аминокислот (разд.

18.6.20). Эту гипотезу подкрепляют данные о том, что каждый домен константной области Н-цепи кодируется отдельной последовательностью ДНК (экзоном) (рис. 18-27).

Рис. 18-26. Каждая из легких и тяжелых цепей в молекуле Ig свернута в повторяющиеся домены, сходные друг с другом. Вариабельные домены тех и других цепей (VL и VH) образуют антиген-связывающие участки (см. рис. 18-25), тогда как константные домены тяжелых цепей (главным образом СН2 и СН3) определяют другие биологические свойства молекулы. Тяжелые цепи антител IgM и IgE имеют дополнительный константный домен Рис. 18-27. Организация последовательностей ДНК, кодирующих константную область тяжелой цепи. Последовательности, кодирующие каждый из доменов и шарнирный участок (экзоны), разделены некодирующими последовательностями (нитронами). Интроны удаляются путем сплайсинга первичных РНК-транскриптов при образовании мРНК. ДНК, кодирующая вариабельную область тяжелой цепи, не показана. Возможно, что наличие интронов в последовательности ДНК облегчало возникновение случайных дупликаций в ДНК, приведших к появлению генов антител в 18.3.4. Рентгеноструктурные исследования выявили трехмерное строение доменов и антиген-связывающих участков иммуноглобулинов [19] Даже тогда, когда известна полная аминокислотная последовательность белка, из нее невозможно вывести его трехмерную структуру для этого необходим рентгеноструктурный анализ кристаллов данного белка (разд. 4.1.14). В кристаллическом виде уже получены несколько фрагментов миеломных белков и один интактный IgG. Данные рентгеноструктурного анализа этих белков подтвердили предсказания иммунохимиков. Еще важнее то, что эти исследования позволили понять, как на основе одной и той же структурной схемы конструируются миллионы различных антигенсвязывающих участков.

Как показано на рис. 18-28, все домены Ig имеют очень сходную пространственную структуру, в основе которой лежит так называемая иммуноглобулиновая укладка. Каждый домен представляет собой, грубо говоря, цилиндр размером 4 х 2,5 х 2,5 нм, построенный как «сэндвич»

из двух белковых слоев, где один слой образован тремя, а другой - четырьмя отрезками полипептидной цепи. В каждом слое прилегающие друг к другу отрезки антипараллельны и образуют -слой (разд. 3.3.2). Два таких слоя расположены приблизительно параллельно и соединены одной внутрицепочечной дисульфидной связью.

Вариабельные домены уникальны в том отношении, что каждый из них имеет свой особенный набор из трех гипервариабельных областей, уложенных в три гипервариабельные петли (см. рис. 18-28). Гипервариабельные петли L- и Н-вариабельных доменов собраны в группу и образуют антиген-связывающий участок, как это и было предсказано. Важный принцип, раскрытый в результате проведенных исследований, состоит в том, что вариабельная область молекулы антитела состоит из весьма консервативной жесткой структуры, к одному из концов которой прикреплены гипервариабельные петли. Поэтому огромное разнообразие антиген-связывающих участков может создаваться путем изменения одних только гипервариабельных петель - их длины и аминокислотной последовательности - без нарушения общей пространственной структуры, необходимой для функционирования антитела.

Рентгеноструктурный анализ фрагментов антител, связанных с антигеном или антигенной детерминантой (гаптеном), позволил установить, как именно (в ряде конкретных случаев) гипервариабельные петли LРис. 18-28. Пространственная структура молекулы антитела IgG (по данным рентгеноструктурного анализа). А. Каждый аминокислотный остаток молекулы белка изображен здесь в виде маленького шарика. Одна из тяжелых цепей показана белым цветом, другая - темно-серым. Домены легких цепей показаны цветными. Молекула антитела гликозилирована: олигосахаридная цепь, прикрепленная иомену СН2, изображена светлосерой. Б.

Пространственная укладка всей легкой цепи. Как вариабельный, так и константный домены состоят из двух -слоев (один из них составлен из трех отрезков цени, а другой из четырех). Полипептидные цепи в этих двух слоях показаны разными цветами; слои соединены между собой дисульфидной связью. Обратите внимание, что все гипервариабельные области образуют петли на дальнем конце вариабельного домена, где они сближаются и формируют часть антиген-связывающего участка (А - по Е. W. Silverton et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74, 5140, 1977; Б - no M.

и Н-вариабельных доменов совместно образуют одну антиген-связывающую поверхность. Размеры и форма каждой такой поверхности варьируют в зависимости от конформации полипептидной цепи в гипервариабельных петлях, которая в свою очередь определяется последовательностью боковых цепей аминокислот в этих петлях. Таким образом, сейчас уже понятны общие принципы структуры антител.

Каждая L- и Н-цепь иммуноглобулина состоит из вариабельной области длиной примерно в ПО аминокислотных остатков на N-конце и следующей за нею константной области, которая имеет такую же длину в L-цепи и в три или четыре раза длиннее в Н-цепи. Каждая цепь составлена из повторяющихся, сходным образом свернутых доменов: у L-цепи имеется один домен в вариабельной области (VL) и один в константной области (CL), а у Н-цепи - один домен в вариабельной области (VH) и три или четыре в константной области (Сн). Изменчивость аминокислотной последовательности в вариабельных областях L- и Н-цепей ограничена в основном несколькими небольшими гипервариабельными областями, которые пространственно сближены друг с другом и образуют антиген-связывающий участок. Этот участок имеет размеры, достаточные для того, чтобы контактировать с антигенной детерминантой, соответствующей по величине пяти или шести остаткам сахара.

18.4. Как создается разнообразие антител По имеющимся оценкам, даже в отсутствие антигенной стимуляции у мыши может вырабатываться много миллионов разных молекул антител, - это ее преиммунный репертуар. Поскольку антиген-связывающие участки многих антител могут перекрестно реагировать со множеством близких, но различающихся антигенных детерминант, преиммунный репертуар, видимо, достаточно велик для того, чтобы почти для каждой потенциальной антигенной детерминанты нашелся подходящий антиген-связывающий участок.

Антитела представляют собой белки, а белки кодируются генами. Поэтому разнообразие антител ставит сложную генетическую проблему: каким образом число видов вырабатываемых в организме антител может превышать число генов в его геноме? (Полагают, например, что Рис. 18-29. Трехмерная структура комплекса антиген-антитело (по данным рентгеноструктурного анализа). Антиген - в данном случае это фермент лизоцим выделен цветом. Антиген-связывающий участок Fab-фрагмента антитела образуют совместно две цепи - легкая и тяжелая (на рисунке светло-серая и темно-серая соответственно). Б. Здесь модели антигена и антитела разделены, чтобы показать их комплементарные контактирующие поверхности. Выступ на комплементарной поверхности антигена представляет собой остаток глутамина. В ряде других антител, исследованных тем же методом, антиген-связывающий участок (для небольшого гаптена) образует гораздо более глубокую щель. (A. Amit et al., Science, 233, 747-753, Рис. 18-30. Эксперимент, который прямо показал, что в ходе развития В-клеток ДНК подвергается перестройке. Была экстрагирована ДНК из мышиной опухоли плазматических клеток (миеломы). синтезирующей специфическую легкую цепь Ig, и из 13-дневного мышиного эмбриона, у которого антитела еще не вырабатываются. Ту и другую ДНК Когда изучили последовательности ДНК, кодирующие V- и С-области, расщепляли рестрикционной зндонуклеазой и полученные оказалось, что С-область той или иной цепи Ig кодируется лишь одним фрагменты подвергали электрофорезу в агаровом геле.

Затем выявляли фрагменты, в которых имелись последовательности, кодирующие С-область L-цепи, и фрагменты с кодом для определенной V-области L-цепи (для этого использовали гибридизацию по Саузерну с двумя радиоактивными ДНК-зондами: один из них был комплементарен кодирующей последовательности для Vобласти, а другой - для С-области мРНК для специфической L-цепи миеломы) (разд. 18.3). В ДНК клеток миеломы последовательности, кодирующие С - и V-области, были обнаружены в составе одних и тех же фрагментов ДНК, тогда как в ДНК из эмбриона они оказались в разных фрагментах (так же как и в ДНК из другой миеломной опухоли, вырабатывавшей другую L-цепь; на схеме не Рис. 18-31. Процесс соединения V-J, с которым связано образование -легкой цепи у мыши. В ДНК первичных половых клеток (где гены иммуноглобулинов не экспрессируются и поэтому не перестраиваются) группа из четырех J-генных сегментов отделена от С-генного сегмента коротким интроном, а от примерно 300 V-генных сегментов - тысячами нуклеотидных пар. J-сегмент кодирует около 15 С-концевых аминокислот V-области; участок соединения V- и J-сегментов совпадает с третьей гипервариабельной областью. V-сегменты на хромосоме часто бывают собраны в группы гомологичных семейств, которые, по-видимому, распределены по области длиной более 50000 нуклеотидных пар. В ходе развития В-клеток определенный V-сегмент (в представленном здесь случаеV3) перебрасывается точно в положение рядом с одним из J-сегментов (в данном случае J3). «Лишний» J-ген (74) и интрон транскрибируются (вместе с соединенными VЗ-, J3- и С-сегментами), а затем вырезаются путем РНК-сплайсинга. В результате образуются молекулы мРНК, в которых последовательности VЗ, J3 и С расположены рядом. Эти мРНК затем генным сегментом (С-сегментом), тогда как каждая V-область- более чем одним сегментом. V-область каждой L-цепи кодируется последовательностью ДНК, собираемой из двух генных сегментов - длинного V-сегмента и короткого соединительного J-сегмента (не путать с белковой J-цепью, которая кодируется в другой части генома, - см. разд. 18.2.5). На рис. 18-31 показаны генетические механизмы, участвующие в образовании L-цепей.

V-область каждой Н-цепи кодируется последовательностью ДНК, собираемой из трех генных сегментов: V-сегмента, J-сегмента и Dceгмента (diversity gene segment). Организация генных сегментов, участвующих в синтезе Н-цепей, показана на рис. 18-32.

Большое число наследуемых V-, J- и D-сегментов, кодирующих цепи Ig, само по себе вносит существенный вклад в разнообразие антител. Однако этот вклад еще больше увеличивается путем комбинирования разных сегментов (так называемое комбинационное разнообразие).

Например, у мыши каждый из примерно 300 V-сегментов пула для легкой цепи может соединиться с любым из четырех J-сегментов (см. рис.

18-31), и в результате этот пул может кодировать по меньшей мере 1200 (300 • 4) разных V-областей -цепи. (Пул для легкой цепи у мыши содержит лишь два V-сегмента; у человека - значительно больше.) Аналогично, любой из 1000 (или около того) V-сегментов пула для Н-цепи мыши может соединиться с любым из четырех J-сегментов и из по крайней мере 12 D-сегментов, так что могут быть закодированы минимум (1000-4-12) разных V-областей тяжелой цепи. Эти оценки весьма приблизительны, поскольку точное число V-генных сегментов в этих пулах неизвестно.



Pages:     | 1 |   ...   | 29 | 30 || 32 | 33 |   ...   | 88 |
 


Похожие работы:

«СХЕМА КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ОХРАНЫ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ (СКИОВО) БАССЕЙНА РЕКИ НЕВА в 6-х книгах Общая характеристика речного бассейна реки Нева Книга 1 г. Санкт-Петербург, 2010 г. КНИГА 1 СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ Научный руководитель д.г.н., профессор, И.А. Шикломанов академик РАЕН Ответственные д.г.н, гл.н.с. В.Ю. Георгиевский исполнители к.г.н., вед.н.с. Т.П.Гронская к.г.н., вед.н.с. А.Л.Шалыгин Исполнители д.г.н., зав. лаб. Б.Г.Скакальский к.г.н., зав. лаб. В.Ф.Усачев д.т.н., зав. лаб....»

«ТИХООКЕАНСКИЙ ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЙ А. В. Поддубный Экологические проблемы и устойчивое развитие регионов ВЛАДИВОСТОК 2002 г. РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА МОДУЛЬ 1. ВВЕДЕНИЕ В ПРОБЛЕМАТИКУ 1.1. Классификация экологических проблем, ее условность 1.2. Глобальные социально-экологические проблемы 1.2.1. Проблемы охраны недр, обеспечения сырьем и экологические проблемы, возникающие в процессе добычи полезных ископаемых. 10 1.2.2 Комплекс проблем, связанных с охраной подземных...»

«ЧТО ТАКОЕ СЕМЕНА Селекция — это наука о выведении новых и улучшении существующих сортов растений. В переводе с латинского слово селекция означает отбор, выбор. Однако современные селекционеры не ограничиваются только отбором уже существующих форм растений, они владеют научным методом направленного воздействия на растения, что позволяет активно создавать новые ценные сорта. Теоретической базой селекции является наука о наследствености и изменчивости — генетика. Мы говорим: Селекционеры создали...»

«Рабочая программа Раздел Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники 5-6 классы (70 часов – 1 час в неделю) Учебник: Трайтак Д.И. Биология. Бактерии, Грибы, Лишайники. 5-6 классы : учеб. для общеобразов. учреждений: в 2 ч. / Д.И.Трайтак, Н.Д.Трайтак. – 8-е изд., перераб. – М.: Мнемозина, 2012 136 с.: ил. Рабочая программа по биологии 5-6 классы по биологии линии учебников Трайтака Д.И. издательства Мнемозина для основной школы разработана на основе Фундаментального ядра содержания общего образования и...»

«2 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА В проходящих реформах во всех сферах жизни большая роль отводится становлению новой экологической культуры. Ситуация, характеризующая современное состояние окружающей среды, убедительно свидетельствует, что никакие позитивные изменения в экологии невозможны без изменений в культуре природопользования, без того чтобы уже сегодняшних детей и подростков научить жить в созвучии с окружающим миром. Одним из действенных средств является искусство фитодизайна, способствующее...»

«Проект ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПО СОЗДАНИЮ РЕГИОНАЛЬНОГО ЗАКАЗНИКА ТУЛОС Карельский научный центр РАН Институт биологии Ответственный исполнитель О.Л. КУЗНЕЦОВ Петрозаводск 2014 This project is co-funded by the European Union, the Russian Federation and the Republic of Finland ВВЕДЕНИЕ Сохранение ландшафтного и биологического разнообразия любого региона на базе рационального природопользования и путем создания сети особо охраняемых природных территорий (ООПТ) различного статуса является...»

«Александр Васильевич МАСЛОВ Хабаровск Издательство ДВГМУ 2013 УДК 61 (092 Рос):378.661(571.6) ББК 5 Г Б 772 Александр Васильевич Маслов / сост. Т. А. Бойко, Б772 П. С. Посохов ; под ред. профессора В. П. Молочного. – Хабаровск : Изд-во ДВГМУ, 2013. – 152 с. ISBN 978-5-85797-304-2 Книга посвящена известному ученому-биологу Александру Васильевичу Маслову и дает представление о нем как о яркой творческой личности с широким кругом интересов, прекрасном специалисте и светлом, самобытном человеке,...»

«Массаж при заболеваниях органов пищеварения Светлана Чабаненко 2 Книга Светлана Чабаненко. Массаж при заболеваниях органов пищеварения скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! 3 Книга Светлана Чабаненко. Массаж при заболеваниях органов пищеварения скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! Светлана Чабаненко Массаж при заболеваниях органов пищеварения 4 Книга Светлана Чабаненко. Массаж при заболеваниях органов пищеварения скачана с jokibook.ru...»

«Трудные годы советской биологии: Записки современника. СПб.: Изд. Наука, 1993 г. К ЧИТАТЕЛЮ Задачи предисловий бывают разные. Чаще всего автор стремится объяснить, почему он затратил время и труд на создание своего произведения. Этим он одновременно и оправдывается перед читателем, затратившим время и труд на его прочтение. Что побудило меня на восьмидесятом году жизни, когда времени впереди осталось так мало, а недоделанного по научной работе так много, отвлечься от нее и обратиться к...»

«К концу ХХ века мировое сообщество осознало, что благополучие человечества во многом зависит от обеспечения жителей Земли питьевой водой и безопасными условиями доступа к ней. Проблем накопилось так много, что их необходимо было решать срочно и всем вместе. Организацией Объединенных Наций уже в последние десятилетия минувшего века предпринималось множество усилий для решения проблем на глобальном уровне (провозглашение международной поддержки обеспечения питьевой водой и санитарными условиями в...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.