WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 30 | 31 || 33 | 34 |   ...   | 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 32 ] --

Наиболее важный механизм, приводящий к разнообразию антиген-связывающих участков антител, - это комбинационное разнообразие, возникающее при сборке унаследованных V-, J- и D-генных сегментов Рис. 18-32. У мыши пул генных сегментов для Н-цепи содержит, по-видимому, около 1000 V-сегментов, по меньшей мере 12 Dсегментов, 4 J-сегмента и упорядоченное скопление С-сегментов, каждый из которых кодирует Н-цепь своего класса. D-сегмент кодирует от I до аминокислот в третьем гипервариабельном участке V-области. Единый масштаб на рисунке не выдержан, а многие детали опущены. Например:

1) имеются четыре С-сегмента (С1, С2a, С2b) и С3);

2) каждый С-сегмент составлен из многих экзонов (см. рис. 18-27);

3) JH1- и С-сегменты отделены друг от друга примерно 200 000 пар нуклеотидов; так же как и в случае V-сегментов, Vн-сегменты собраны на хромосоме в группы гомологичных семейств. В образовании Н-цепи участвуют те же генетические механизмы, что и в образовании Lцепей (как показано на рис. 18-31), за исключением того, что вместо одной перестройки ДНК необходимы две: сначала D-сегмент соединяется с Jсегментом, а затем к ним присоединяется V-сегмент.

в различных сочетаниях. Как мы уже видели, у мыши один лишь этот механизм дает возможность вырабатывать по меньшей мере 1000 разных VLобластей и порядка 50000 разных Vн-областей. Те и другие затем могли бы образовать 5107 комбинаций, т.е. разных антиген-связывающих участков. В дополнение к этому сам по себе механизм соединения, как мы увидим, намного увеличивает число комбинаций - вероятно, более чем в 1000 раз. В результате это число будет значительно больше общего числа В-лимфоцитов у мыши (~ 108).

18.4.3. Неточное соединение генных сегментов увеличивает разнообразие V-областей [21] Генные сегменты, которые могут быть удалены друг от друга на сотни тысяч пар нуклеотидов, соединяются, образуя функциональные последовательности, кодирующие VL- или Ун-области. Детали этого механизма неизвестны. К каждому генному сегменту примыкают консервативные последовательности ДНК, которые, вероятно, служат участками узнавания для ферментов сайт-специфической рекомбинации (разд. 5.4.7); благодаря этому рекомбинируются только подходящие друг к другу сегменты. Например, V-сегмент всегда соединяется только с Jили D-сегментом, но не с другим V-сегментом (рис. 18-33).

В большинстве случаев сайт-специфической рекомбинации соединение ДНК бывает точным, но это не относится к соединению генных сегментов для антител. На концах рекомбинирующих сегментов часто теряется различное число нуклеотидов; в случае Н-цепей может также Судьба промежуточного участка ДНК при соединении двух генных сегментов Ig зависит от ориентации сегментов. Если транскрипционная ориентация этих двух сегментов одинакова, то промежуточная ДНК, как показано на рисунке, освобождается в виде кольца и отбрасывается (делеционное соединение); если же сегменты ориентированы противоположно, эта ДНК сохраняется в перевернутом положении (инверсионное соединение). В биохимическом отношении процессы в обоих случаях одинаковы.

Рис. 18-33. Два типа сигналов для узнавания, используемых при соединении генных сегментов V-области в пулах генных сегментов L- и Н-цепей. А. Локализация сигналов. Для простоты показаны только по два генных сегмента каждого типа. Сигналы обоих типов состоят из консервативных последовательностей (приведенных внизу) длиной в 7 и 9 пар нуклеотидов (п. н.), разделенных неконсервативным спейсером; в одном случае () длина спейсера 21-23 п. н. (примерно два витка двойной спирали ДНК), в другом () 11-12 п.н. (примерно один виток).

Соединяются только подходящие друг к другу генные сегменты: это происходит лишь при сочетании «одновиткового» спейсера с «двухвитковым»

(так называемое правило 12/23). Б. Как полагают, сигналы узнавания в свою очередь узнаются ферментом сайт-специфической рекомбинации (рекомбиназой), катализирующим соединение.

произойти вставка одного или нескольких случайно выбранных нуклеотидов. Такие случайные выпадения или вставки нуклеотидов в местах соединения сегментов в огромной степени увеличивают разнообразие кодирующих V-область последовательностей, образующихся путем рекомбинации, особенно в третьей гипервариабельной области. В данном случае увеличение разнообразия обходится дорого, так как во многих случаях оно приводит к сдвигу рамки считывания и, как следствие, к возникновению нефункционального гена. В процессе развития В-клеток такое «непродуктивное» соединение происходит очень часто.

18.4.4. Направляемое антигеном соматическое гипермутирование осуществляет тонкую подстройку образования антител [22] После иммунизации с течением времени обычно происходит постепенное увеличение сродства антител к тому антигену, которым проводилась иммунизация. Этот феномен называют созреванием сродства, и он обусловлен накоплением соматических мутаций в последовательностях, кодирующих V-области, после антигенной стимуляции В-лимфоцитов. Это было наиболее убедительно показано при изучении выработки олигоклональных антител (разд. 18.1.6) у инбредных мышей, у которых V-области L-цепей или Н-цепей кодируются в основном какой-то одной комбинацией генных сегментов. Поскольку изначально последовательности, кодирующие V-область, одинаковы, происходящие в них со временем мутации можно легко обнаружить. В такого рода исследованиях активированные В-клетки, взятые от индивидуальных мышей в разное время после иммунизации, гибридизуют с клетками миеломы, не секретирующими антитела; в результате получают клетки-гибридомы, каждая из которых продуцирует один-единственный вид антител (разд. 4.5.4). Эти бессмертные клетки представляют собой неограниченный источник РНК и ДНК, кодирующих V-области антител. Нуклеиновые кислоты можно затем секвенировать и выявлять изменения в исходных последовательностях, кодирующих V-область. Было показано, что после повторной иммунизации в таких последовательностях со временем быстро накапливаются точечные мутации. Частоту соматических мутаций в этих последовательностях оценивают в 10-3 на одну пару нуклеотидов за одну клеточную генерацию, что примерно в миллион раз больше частоты спонтанного мутирования в других генах. Поэтому такой процесс получил название соматического гипермутирования. Полагают, что этот процесс происходит во время активации В-клеток антигеном с превращением их в клетки памяти, а не при активации с образованием клеток, секретирующих антитела. В-клетки памяти образуются главным образом в лимфоидных фолликулах вторичных лимфоидных органов (см. рис. 18-8).

Поскольку пролиферация В-клеток стимулируется связыванием антигена, любая происходящая в процессе иммунного ответа мутация, увеличивающая сродство мембраносвязанной молекулы антитела, будет вызывать предпочтительную пролиферацию В-клетки, синтезирующей такое антитело, особенно тогда, когда с течением времени после иммунизации концентрация антигена будет снижаться. Таким образом, созревание сродства - это результат повторяющихся циклов соматического гипермутирования, за которыми следует направляемая антигеном селекция в процессе гуморального ответа.

теория клональной селекции, каждая отдельная В-клетка вырабатывает антитела с антигенсвязывающим участком только одного типа, т.е. В-клетки моноспецифичны.

Моноспецифичность В-клеток может быть важна по меньшей мере по двум причинам. Вопервых, если бы каждая клетка могла вырабатывать более одного вида антиген-связывающих каждое со своим антиген-связывающим участком. В действительности, однако, каждая Вклетка использует лишь два из шести пулов: один из четырех генных пулов для L-цепей и генными пулами. Экспрессия только материнского или только отцовского аллеля какоголибо гена в данной клетке называется аллельным исключением; этот феномен, повидимому, свойствен только генам, кодирующим антитела (и еще генам, кодирующим Рис. 18-34. Последовательный выбор активируемых генов Ig, который должен происходить в развивающихся В-клетках, для того чтобы они выработали антитела только с одним типом антиген-связывающего участка.

Клетка должна отобрать один из четырех пулов генных сегментов для L-цепей и один из двух пулов генных сегментов для Н-цепей. В ходе из трансгенных мышей с перестроенным геном L-цепи, перестройка эндогенных генов Lразвития в клетке-предшественнице сначала активируется один генный пул Н-цепей, и она становится пре-В-клеткой, вырабатывающей только свободные тяжелые цепи класса µ.

После периода интенсивной пролиферации в пре-В-клетке активируется один пул легких цепей г или X, и она становится В-клеткой, вырабатывающей уникальную молекулу IgM.

Сборка последовательностей, кодирующих V-область, в развивающейся В-клетке происходит, по-видимому, в строгом порядке, начиная с пула для Н-цепи и с шагом в один сегмент. Сначала на обеих родительских хромосомах D-сегменты объединяются с Jн-сегментами. Затем в одной из этих хромосом происходит соединение VH с DJH. Если такая перестройка дает функциональный ген, последующий синтез полной µ-цепи (которая всегда образуется первой из Н-цепей) выключает дальнейшие перестройки генных сегментов, кодирующих Vн-область, и подает сигнал для включения перестроек VL. Сначала происходит соединение VL с JL в -пуле генных сегментов. Если оно неудачно, перестраивается другой -пул. Если и эта перестройка оказывается неудачной, происходит объединение в одном, а затем и в другом -пуле. Наконец, если все-таки на каком-либо этапе происходит удачное соединение и образуются L-цепи, то они объединяются с предшествующими µ-цепями молекулы антител IgM, которые выключают дальнейшую сборку последовательностей, кодирующих область VL.

Для того чтобы выключить дальнейшую сборку последовательностей, кодирующих VH, достаточно, видимо, образования интактной µцепи. Однако для того, чтобы остановить сборку последовательностей, кодирующих VL, требуется, вероятно, построение полной молекулы антитела. Если развивающейся В-клетке не удается собрать функциональные последовательности, кодирующие как VH-, так и VL-области, она оказывается неспособной вырабатывать молекулы антител и, вероятно, погибает.

Хотя никаких биологических различий между легкими цепями и не было обнаружено, наличие двух отдельных пулов генных сегментов, кодирующих L-цепи, явно имеет смысл: оно увеличивает вероятность того, что пре-В-клетка, успешно собравшая последовательность, кодирующую VH, успешно соберет также и последовательность для VL и превратится в В-клетку.

18.4.6. Переключение синтеза с мембраносвязанной на секретируемую форму одного и того же антитела происходит путем изменения РНК-транскриптов для Н-цепи [24] Рассмотрев генетические механизмы, от которых зависит структура антиген-связывающего участка, мы перейдем теперь к механизмам, определяющим биологические свойства антитела, т.е. тип константной области тяжелой цепи. Если сделанный однажды выбор определенных генных сегментов для кодирования антиген-связывающего участка является окончательным и для самой В-клетки, и для ее потомков, то тип синтезируемой Сн-области изменяется в процессе развития В-клеток. Изменения могут быть двух типов: переход от мембраносвязанной формы к секретируемой форме одной и той же Сн-области и изменение класса этой области.

Антитела всех классов могут синтезироваться как в мембраносвязанной, так и в растворимой, секретируемой форме. Мембраносвязанная форма служит рецептором для антигена на поверхности В-клеток. Растворимая форма вырабатывается только после того, как клетка будет стимулирована антигеном и должна будет секретировать антитела. Две формы антител различаются только С-концевым участком Н-цепи:



Pages:     | 1 |   ...   | 30 | 31 || 33 | 34 |   ...   | 88 |
 


Похожие работы:

«РОССИЯ ПОСЛЕ РИО: ТЕНДЕНЦИИ ПОЛЯРИЗОВАННОГО РАЗВИТИЯ А.Ю.Ретеюм Географический факультет, МГУ, Москва, Россия Настоящая задача: сообразовать все социальные учреждения с безусловною нравственно-общественной нормой, в борьбе со злом. В.С.Соловьев Вводные замечания Конференция ООН в Рио-ди-Жанейро служит общей точкой отсчета для экологоэкономических оценок изменений ситуации в разных странах. Признание принципа равноправия нынешнего и будущих поколений людей для обеспечения устойчивого развития...»

«ПОДСЕКЦИЯ ЭКОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ Экология эндемика Западного Забайкалья Astragalus chorinensis Bunge Бусоева М.В. (Улан-Удэ) Республика Бурятия (РБ) – один из уникальных регионов России. В географическом отношении она находится на стыке Центральной и Северной Азии и на пограничном рубеже взаимного влияния Атлантики и Тихого океана. Весь комплекс природных факторов обусловил большое разнообразие, оригинальность и неповторимость её флоры и растительности. Астрагал хоринский (Astragalus chorinensis...»

«Практики общественного участия по вопросам охраны окружающей среды Руководство для жителей сел Кыргызстана Составители: Ветошкин Д.А., Никулина А.А. Бишкек 2013г. СОДЕРЖАНИЕ: Введение Программа Фонда Ханнса Зайделя Экологическое воспитание на местном уровне Почему населению важно заниматься вопросами экологии Раздел 1. Как население может определить качество окружающей среды 1.1.Определение качества среды с помощью живых организмов • Что такое биологическая индикация • Биологическая индикация...»

«БИОСФЕРА История термина • Биосфера (греч. bios жизнь, sphaira шар) сфера жизни. Ввёл это понятие немецкий учёный, профессор Лейпцигского университета Ф.Ратцель (1845-1904) в книге Органический мир и его происхождение (1869). В этой книге органическое население Земли в целом он рассматривал как живой покров планеты, а её поверхность называл пространством жизни - der Lebensraum. Это слово в современном немецком языке понимается как синоним биосферы • Сам же термин биосфера создал австрийский...»

«Посвящается памяти Владимира Рафаиловича Кабо ТЕОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ АРХАИКИ ЛИДЕРСТВО В АРХАИКЕ: УСЛОВИЯ И ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ Санкт-Петербург 2011 Электронная библиотека Музея антропологии и этнографии им. Петра Великого (Кунсткамера) РАН http://www.kunstkamera.ru/lib/rubrikator/02/978-5-88431-225-8/ © МАЭ РАН УДК 316.46“-” ББК 63.3+60.5 Т33 Утверждено к печати Ученым советом МАЭ РАН Рецензенты: д-р филол. наук Я. В. Васильков, д-р ист. наук А. Ю. Алексеев Теория и методология архаики. Лидерство в...»

«Глава 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОЗЕЛЕНЕНИЯ ГОРОДОВ LANDSCAPE PLANNING ON (IN) THE RIVER – ON VISIONS AND THEIR REALISATION Raderbauer HansJorg Freiland Umweltconsulting Ziviltechniker GmbH Graz, the capital of Styria, has undergone a dynamic transformation. A comparison of old maps reveals the rapid expansion of the city centre. If the settlement growth seen hitherto continues, we can expect Graz and the towns in the surrounding area to have merged together by 2050. The River Mur...»

«The Gifford Lectures 1 9 8 9 - 1 9 9 1 Volume 2 Ian G. Barbour HarperSanFrancisco An Imprint of HarperCoUinsPublisher О Г О С Л О В И Е И Н А У К А Б ИЕН БАРБУР ЭТИКА В ВЕК ТЕХНОЛОГИИ БИБЛЕЙСКО-БОГОСЛОВСКИЙ институт св. лпостолл АНДРЕЯ к в ISBN 5-89647-020-7 Иен Барбур Этика в век технологии Научный редактор: Николай Мусхелишвили Перевод с английского: Александр Киселев Корректор: Тамара Горячева Оформление: Антон Бизяев Верстка: СветланаТочкина.Татьяна Савина Книга издана при поддержке...»

«ОГЛАВЛЕНИЕ ОБЩАЯ ЧАСТЬ РАЗДЕЛ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Глава 1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ Статья 1. Основные понятия, используемые в настоящем Кодексе 1. В настоящем Кодексе используются следующие основные понятия: 1) биологическое разнообразие - разнообразие объектов животного и растительного мира в рамках одного вида, между видами и в экологических системах; 2) биологические ресурсы - генетические ресурсы, организмы или их части, популяции или любые другие биотические компоненты экологических систем,...»






 
© 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.