Иммуноглобулин гендерінің ұйымдастырылуы және экспрессиясы - Organization and expression of immunoglobulin genes

Антидене (немесе иммуноглобулин) құрылымы екі ауыр тізбектен және екі жеңіл тізбектен тұрады. Бұл тізбектерді бірге ұстайды дисульфидті байланыстар. Осы антидене молекуласының әр түрлі бөліктерін біріктіретін орналасу немесе процестер антиденелердің әртүрлілігінде және әр түрлі субкласстардың немесе антиденелердің кластарының пайда болуында маңызды рөл атқарады. Ұйымдастыру мен процестер дифференциалдау және даму барысында жүреді В жасушалары. Яғни, транскрипция және трансляция кезіндегі бақыланатын ген экспрессиясы иммуноглобулин ген сегменттерін қайта құрумен қатар, В клеткаларының дамуы мен жетілуі кезінде антидене репертуарының пайда болуына әкеледі.

В-жасушаны дамыту

В жасушаларының дамуы кезінде иммуноглобулин гені антиденелер репертуарының пайда болуына әкелетін қайта құрылымдау тізбегінен өтеді. Мысалы, лимфоидты жасушада ауыр тізбекті геннің ішінара қайта түзілуі жүреді, содан кейін ауыр тізбекті геннің толық қайта құрылуы жүреді. Мұнда осы кезеңде алдын-ала В клеткасы, mμ ауыр тізбек және суррогат жеңіл тізбек түзіледі. Жеңіл тізбекті геннің қайта құрылымы жетілмеген В клеткасы мен mIgM түзеді. Мұнда түсіндірілген процесс антиген болмаған кезде ғана жүреді. РНҚ-ны өңдеу кезінде түзілген жетілген В клеткасы сүйек кемігін қалдырады және антигенмен ынталандырылады, содан кейін IgM-жасырын плазма жасушаларына бөлінеді. Алғашында жетілген В клеткасы мембранамен байланысқан IgD және IgM-ді көрсетеді. Бұл екі класс мРНҚ-ны өңдеу кезінде секреторлық IgD және IgM-ге ауыса алады.

Сонымен, класты бөлу және дифференциациялау жалғасатын класты ауыстыру жалғасады. Мысалы, IgM IgG-ге ауысады, ал IgA-ға ауысады, ал соңында IgE-ге ауысады

Иммуноглобулин гендерінің мультигендік ұйымы

Драйер мен Беннетт сияқты зерттеулер мен болжамдардан жеңіл тізбектер мен ауыр тізбектер әртүрлі полигендер отбасыларымен кодталғанын көрсетеді. хромосомалар. Олар ген сегменттері деп аталады және кодталмаған аймақтармен бөлінеді. В жасушаларының жетілу кезеңінде осы ген сегменттерінің қайта орналасуы мен ұйымдастырылуы функционалды ақуыздарды шығарады. Осы гендік сегменттерді қайта құру мен ұйымдастырудың бүкіл процесі біздің организмнің иммундық жүйесі әртүрлі антигендерді тану және оларға жауап беру қабілеттерін алатын маңызды көзі болып табылады.

Жеңіл тізбекті мультигендік отбасы

Жеңіл тізбекті геннің үш ген сегменті бар. Оларға: жеңіл тізбектің айнымалы аймағы (V), қосылатын аймақ (J) және тұрақты аймақ (C) ген сегменттері жатады. Жарықтың айнымалы аймағы VJ сегменттерінің қайта реттелуімен кодталады. Жеңіл тізбек каппа, κ немесе лямбда, be болуы мүмкін. Бұл процесс мРНҚ-ны өңдеу деңгейінде жүреді. Бір каппа немесе лямбда жарық тізбегін қалыптастыру үшін ДНҚ деңгейіндегі ген сегменттерінің кездейсоқ қайта құрылуы мен рекомбинациясы ретімен жүреді. Нәтижесінде «жарық тізбегінің функционалды ауыспалы аймағының гені екі реттелмеген ұрық сызықты ДНҚ-да кодталмаған ДНҚ тізбегімен бөлінетін екі кодтау сегментін қамтиды» (Барбара және басқалар, 2007).

Ауыр тізбекті мультигенді отбасы

Ауыр тізбектің құрамында VH, JH және CH сияқты гендік сегменттер бар, сонымен қатар D (әртүрлілік) деп аталатын тағы бір гендік сегмент бар. Жеңіл тізбекті мультигенді отбасынан айырмашылығы, ауыр тізбектің айнымалы аймағы үшін VDJ ген сегменттері. Осы мультигенді отбасында ген сегменттерін қайта құру және қайта құру анағұрлым күрделі. Сегменттерді қайта құру және біріктіру әртүрлі түпкілікті өнімді шығарды, өйткені оларды әр түрлі РНҚ процестері жүзеге асырады. Сол себепті сол кезде IgM мен IgG неге генерацияланады.

Аймақты өзгерту

Аймақтың өзгермелі өзгерістері сүйек кемігінде реттілікпен жүреді. Әдетте, осы ген сегменттерінің ассортименті В клеткасының жетілуінде болады.

ДНҚ жарық тізбегі

Каппа және лямбда жеңіл тізбектері V және J ген сегменттерінің қайта құрылымдауынан өтеді. Бұл процесте функционалды Vlambda төрт функционалды Jλ –Cλ комбинацияларымен үйлесуі мүмкін. Екінші жағынан, Vk ген сегменттері Jk функционалды ген сегменттерінің біреуімен қосыла алады. Жалпы қайта құру нәтижесінде ген сегментінің реті 5-ден 3-ке дейін болады. Бұл қысқа көшбасшы (L) экзоны, кодталмайтын реттілік (intron), біріктірілген VJ сегменті, екінші интрон және тұрақты аймақ. Әр көшбасшы ген сегментінен жоғары промотор бар. Жетекші экзон РНҚ-полимеразаның жеңіл тізбектің транскрипциясында маңызды. Тек кодтау реттілігімен қалу үшін интрондар РНҚ-өңдеу және жөндеу кезінде жойылады.[1] Қысқаша,

Ауыр тізбекті ДНҚ

Ауыр тізбектердің қайта орналасуы жеңіл тізбектерден өзгеше, өйткені ДНҚ ауыр тізбектерде V-D-J ген сегменттерінің қайта түзілуіне ұшырайды. Гендік сегменттердің бұл қайта құрылуы 5 қарапайымнан 3 қарапайымға дейін гендер тізбегін тудырады, мысалы қысқа көшбасшы экзон, интрон, біріктірілген VDJ сегменті, екінші интрон және бірнеше ген сегменттері. Қайта құрудың соңғы өнімі РНҚ-полимераза кезінде транскрипцияланады

Аймақты айнымалы қайта құру механизмі

Қайта құру ДНҚ-да рекомбинациялық сигналдар тізбегі (RSS) деп аталатын нақты учаскелер арасында жүретіні түсінікті. Сигналдар тізбегі консервіленген палиндромды гептамерден және консервіленген АТ-ге бай nonamerден тұрады. Бұл сигналдар тізбегі 12 немесе 23 базалық жұптың консервіленбеген аралықтары арқылы бір айналым және екі айналым деп аталады. Олар лямбда тізбегінде, k тізбегінде және осы аймақтардағы қайта құру процестері екі рекомбинацияны белсендіретін гендермен катализденеді: RAG-1 және RAG-2 және басқа ферменттер мен белоктар. Сегменттер әр V, D және J сегменттерін қоршап тұрған RSS тудыратын сигналдардың арқасында қосылды. Тек VL-JL және VH-DH-JH қосылыстарын қолдау үшін қайта құрылымдар мен комбинациялар кезінде 12-а.к.-қа тең гендер, олардың қанаттарына 23-а.с. аралықпен қосылады.

Антиденелердің алуан түрлілігінің генерациясы

Антиденелердің әртүрлілігі ауыр және жеңіл тізбектер үшін әртүрлі ген сегменттерінің біреуін араластырып, қайта қосқаннан кейін генетикалық қайта құру арқылы жасалады. Араласу және ген сегменттерінің кездейсоқ рекомбинациясы салдарынан ген сегменттері бір-бірімен қосылатын жерлерде қателіктер туындауы мүмкін. Бұл қателіктер антиденелердің әртүрлілігінің бір көзі болып табылады, ол жеңіл және ауыр тізбектерде байқалады. Сонымен қатар, В клеткалары көбейе бергенде, мутация өзгермелі аймақтарда соматикалық гипермутация деп аталатын процесс арқылы жиналады. Бұл мутациялардың өзгермелі аймақта жоғары концентрациясы антиденелердің әртүрлілігін тудырады.

Сыныпты ауыстыру

В ұяшықтары белсендірілген кезде класты ауыстыру мүмкін. Сыныпты ауыстыру бірнеше қайталанудың бірнеше көшірмелерінен (GAGCT және TGGGG) тұратын коммутатор аймақтарын қамтиды. Бұл ажыратқыштар ДНҚ-ны қайта құру деңгейінде жүреді, өйткені IgM және IgD үшін тұрақты аймақтарды кесіп тастайтын және IgG түзетін циклды оқиға бар. мРНҚ. Кез-келген үздіксіз цикл пайда болғанда IgE немесе IgA mRNA түзіледі. Одан басқа, цитокиндер антиденелердің әр түрлі кластарының ауысуына үлкен әсер ететін факторлар. Олардың В клеткаларымен өзара әрекеттесуі В клеткаларының дифференциациясы мен класта коммутацияның пайда болуы үшін қажетті сигналдарды қамтамасыз етеді. Мысалы, интерлейкин-4 ауыр тізбекті иммуноглобулин гендерінің қайта құрылуын тудырады. Яғни IL-4 Cμ-ден Cγ-ге Cκ-ге ауысуды тудырады

Әдебиеттер тізімі

Ескертулер

  1. ^ Франклин, EC (1979). «Адамның ауыр тізбекті ауру ақуызы WIS: иммуноглобулин гендерін ұйымдастырудың салдары». Америка Құрама Штаттарының Ұлттық Ғылым Академиясының еңбектері. 76 (1): 452–456. дои:10.1073 / pnas.76.1.452. PMC  382958. PMID  106391.