Гены легкой А- цепи

\\

V " j с j Гены легкой н- цепи

J С

J С

Интрон

против антигена. Следовательно, гуморальный, как и клеточный, иммунитет обладает иммунологической памятью — способностью при повторном контакте с антигеном узнавать и отвечать на него иммунологической реакцией.

В определенных условиях возникает повышенная чувствитель­ность организма (гиперчувствительность) на повторное попада­ние данного антигена. Она проявляется в виде аллергии немед­ленного типа (астма, анафилаксия), т. е. патологической повы­шенной реакции на антиген, который у нормальных особей не вызывает болезненных явлений. Существует и повышенная чувствительность замедленного типа (при ту­беркулезе, бруцеллезе) — это клеточно опосредованный иммуно­логический способ повышенного реагирования на чужеродные вещества. Антитела участвуют в первой форме иммунного реаги­рования — гуморальном иммунитете. Вторая форма больше свя­зана с клеточным иммунным ответом в виде гиперчувствитель­ности замедленного типа.

Прфтолагают, что иммуноглобулин может иметь несколько антигенсвязывающих центров, комплементарных нескольким от­личным по структуре антигенам, а многие типы антител компле­ментарны к одной антигенной детерминанте. Антитело способно функционировать и как антиген. Высокоспецифическая популя­ция антител может состоять из иммуноглобулинов разной специ­фичности. Очень небольшие изменения в первичной структуре антител могут вызвать различия в их специфичности.

Генетика иммуноглобулинов

Гены иммуноглобулинов аутосомны, кодоминантны. Струк­турное разнообразие иммуноглобулинов определяется последова­тельностью аминокислот.

В биологии существовал принцип «один ген — одна полипептидная цепь», а также утверждалась неизменность генома в онтогенезе организма. Однако в случае Ig видно, что несколько генов кодируют одну полипептидную цепь.

Иммуноглобулины контролируются тремя семействами генов, расположенными в разных хромосомах. Одно семейство кодиру­ет синтез всех классов тяжелых цепей (Н), другое — синтез лег­ких к-цепей, третье — синтез легких 1-цепей.

У мыши вариабельная область легкой А,-цепи кодируется двумя V-генами, а константная область — четырьмя С-генами (рис. 50). V- и С-гены называются также V- и С-сегментами. Перед каждым С-геном находится короткий отрезок ДНК, кото­рый называется J-сегментом. Любой V-ген может соединиться с любой парой J-сегмент — С-ген. Следовательно, легкая А,-цепь кодируется сегментами'V, J, С. В эмбриональном геноме эти

232

20D

100-200 V-генов

Рис. 50. Гены Ig шали (1 — легкая Х-цеш»; 2 — легкая к-цепь; 3 — тяжелая цель; V—ген (сегмент); J—сегмент; D—сегмент; С—ген (сегмент)

сегменты удалены друг от друга, а в зрелых лимфоцитах в резуль­тате соматической рекомбинации они сближаются.

Для легкой к-цепи имеется несколько сот V-генов, четыре J-сегмента и один С-ген (см. рис. 50). В зрелом лимфоците Я,-цепь кодируется сегментами V, J и С (по одному из многих сегментов. V и J).

Для тяжелых цепей всех типов существует 100—500 V-генов, 20 D-сегментов, 4 J-сегмента и несколько тесно сцепленных С-генов. В плазматической клетке тяжелая цепь кодируется сег­ментами V, D, J, С (см. рис. 50).

Сбор генов Ig осуществляется в два этапа. В результате сома­тической рекомбинации соединяются V- и J-сегменты легкой цепи или V-, D- и J-сегменты тяжелой цепи. Часть V- и J-cer-ментов при этом выбрасывается. Затем происходит транскрип­ция, образуется пре-иРНК. При сплайсинге про-иРНК (удаляют­ся интроны и соединяются экзоны) вырезаются интроны и V-, J-, С-сегменты располагаются рядом. В цитоплазме происходит трансляция и образуется легкая к-цепь (рис. 51). Такой же про­цесс осуществляется и при образовании тяжелых цепей Ig. При иммунном ответе предшественники зрелых лимфоцитов сначала образуют филогенетически самый древний IgM, а потом в лим­фоцитах происходит переключение на синтез Ig других классов.

Аллотипы иммуноглобулинов. Это генетически детерминиро­ванные варианты белков (в данном случае иммуноглобулинов), по которым особи внутри вида отличаются друг от друга. Алло­типы представляют отдельные варианты генов иммуноглобули­нов и обусловливают их генетический полиморфизм. Каждая молекула иммуноглобулина имеет не один, а несколько аллоти-пических детерминант (или аллотипических маркеров). Из сель-

233

Ш:

Эмбриональная ДНК У; Уг Уз У,

j j₃ . Интрон

Соматическая рекомбинация

ДНК в В-клетке

Транскрипция

Сплайсинг РНК Трансляция

Белок

Рис. 51. Сборка гена иммуноглобулина из отдельных фрагментов на примере легких к-цепей (по Тонегам, 1985)

скохозяиственных животных наиболее изучены аллотипы кроли­ка (табл. 35).