Генетика імуноглобулінів

Для структури молекул Ig характерно унікальне генетичне кодування. Методами молекулярної генетики було доведено, що структура молекули Ig контролюється великим числом генів, які мають фрагментарну організацію, утворюють три групи, розташовуються в трьох різних хромосомах і успадковуються незалежно.

Перша група генів кодує первинну структуру легкого ланцюга λ-типу, друга – легкого ланцюга κ-типу, а третя – всіх типів важких ланцюгів (α, δ, ε, γ і μ). Гени, що відносяться до кожної групи, знаходяться на відповідній хромосомі в безпосередній близькості один від одного, розташовуються послідовно (рис. 11.3) і розділені интронами.

Ділянка ДНК, що кодує будова легкого ланцюга λ-типу, містить 2 V-сегмента (контролюють структуру V-доменів) і 4 C-сегменту (контролюють структуру C-доменів). Між C- і V-сегментами розташовується J-сегмент (від англ. Join – з’єднує). Легка ланцюг κ-типу кодується кількома сотнями V-сегментів ДНК, 4 J-сегментами і одним C-сегментом. Група генів, що контролює структуру важких ланцюгів, має ще більш складну будову. Поряд з V-, C- і J- сегментами ДНК до їх складу входять 20 D-сегментів (від англ. Divercity – різноманітність). Крім того, є M-сегмент, який кодує біосинтез мембраноасоційова ділянки молекули рецепторного Ig.

Дозрівання пре-В-лімфоцитів супроводжується перебудовами в їх генетичному апараті. Відбуваються довільне зближення окремих фрагментів ДНК та збирання в межах відповідних хромосом єдиних функціональних генів. Цей процес називається сплайсинг (від англ. Splicing – зрощування, состиковиваніе). Пропущені ділянки ДНК виключаються з подальшого зчитування. З функціональних генів надалі транскрибується про-мРНК, а потім остаточна мРНК, що кодує первинну амінокислотну послідовність L- і H-ланцюгів молекули Ig. Паралельно зі сплайсингом в окремих ділянках V-сегментів генів імуноглобулінів можуть відбуватися точкові мутації і нематрічная добудова олігонуклеотидів. Ці ділянки ДНК отримали назву гіпермутабельних областей.

Сплайсинг і мутаційний процес в генах Ig носять випадковий характер. Вони відбуваються в кожному лімфоцит незалежно один від одного і унікальні, що в нескінченну кількість разів підвищує різноманітність V-доменів і в кінцевому рахунку структури паратопов і ідіотіпіческіх антигенних детермінант молекули Ig. Тому в організмі завжди існують або в будь-який момент можуть з’явитися В-лімфоцити, специфічні практично до будь-якого антигену. Ця теза становить основу молекулярно-генетичної теорії походження різноманіття специфичностей антитіл, розробленої С. Тонегави (1983).

У процесі первинного імунної відповіді розмноження В-лімфоцитів також супроводжується рекомбінаційними перебудовами в межах іммуноглобулінових генів, але вже в межах С-сегментів. Це проявляється послідовною зміною класу Ig: на ранніх етапах диференціювання В-лімфоцити синтезують Ig класів М і D, на більш пізніх – класів G, A або E (рідко).

Посилання на основну публікацію