Молекулярная биология клетки - Албертс Б.
ISBN 5-03-001985-5
Скачать (прямая ссылка):
цепи класса р. 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.
18.4.5. Соединение генных сегментов для антител регулируется таким
образом, что обеспечивает моноспецифичность В-клеток [23]
Многочисленные жспериментальные данные показали, что, как и предсказывает
теория клональной селекции, каждая отдельная В-клетка вырабатывает
антитела с антиген-связывающим участком только одного типа, т.е. В-клетки
моноспецифичны. Моноспецифичность В-клеток может быть важна по меньшей
мере по двум причинам. Во-первых, если бы каждая клетка могла
вырабатывать более одного вида антиген-связывающих участков, то некоторые
из них могли бы продуцировать как полезные антитела, так и антитела к
"своим" антигенам (аутоантитела); это затруднило бы отбор на способность
реагировать с чужеродными антигенами при одновременном поддержании
толерантности к собственным антигенам Во-вторых, моноспецифичность
гарантирует, что все антитела, вырабатываемые одной клеткой, составлены
из двух идентичных половинок и поэтому содержат два идентичных антиген-
связывающих участка; это позволяет секретируемым антителам образовывать
обширные сети из сшитых антигенов, что способствует элиминации антигена
(см. рис. 18-13).
Требование моноспенифичности означает, что должен сушествовать какой-то
механизм, благодаря которому при активации генов Ig в процессе развития
каждая В-клетка образует только один тип Vi -областей и один тип У"-
областей. Поскольку В-клетки (как все соматические клетки) диплоидны,
каждая из них имеет шесть пулов генных сегментов, кодирующих антитела,
два пула для Н-цепей, по одному от каждого из родителей, и четыре
пула для L-цепей, по одному и одному X. от каждого из родителей. Таким
образом, перестройки ДНК могли бы в принципе происходить независимо в
каждом пуле для Н-цепей и для L-цепей; в результате сборки разных
последовательностей, кодирующих V-область в разных пулах, в одной клетке
могло бы вырабатываться до восьми различных видов антител, каждое со
своим антиген-связывающим участком. В действительности, однако, каждая В-
клетка использует лишь два из шести пулов: один из четырех генных пулов
для L-цепей и один из двух для Н-цепей (рис. 18-34). Таким образом,
каждая В-клетка должна делать выбор
не только между ^ - и L-пулами для L-цепей. но также между материнскими и
отцовскими генными пулами. Экспрессия только материнского или только
отцовского аллеля какого-либо гена в данной клетке называется аллельным
исключением; этот феномен, по-видимому, свойствен только генам,
кодирующим антитела (и еще генам, кодирующим близко родственные белки Т-
клеточных рецепторов, см. разд. 18.6.1). Материнские и отцовские
аутосомные гены для других белков экспрессируются в клетке приблизительно
одинаково.
Механизмы аллельного исключения и выбора ^или L-L-цепей в ходе развития
В-клеток неясны. Имеющиеся данные позволяют предполагать, что это
происходит путем регуляции перестройки ДНК по принципу обратной связи:
видимо, функциональная перестройка в одном пуле генных сегментов
подавляет перестройки в остальных пулах, кодирующих полипептидную цепь
того же типа. Некоторые из таких данных получены в экспериментах, в
которых уже собранные ранее клонированные гены инъецировали в ядро
оплодотворенной яйцеклетки мыши. В результате получаются трансгенные мыши
(разд. 5.6.10), у которых во всех лимфоцитах содержится перестроенный
ген. Например, в клонах В-клеток, выделенных из трансгенных мышей с
перестроенным геном L-цепи, перестройка эндогенных генов L-цепи обычно
оказывается подавленной. Аналогично, введение перестроенного гена р
обычно подавляет перестройку эндогенных генов Н-цепи.
249
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 С-сегментами. Затем в одной из этих хромосом
происходит соединение VH с DJH. Если такая перестройка дает
функциональный ген, последующий синтез полной р-цепи (которая всегда
образуется первой из Н-цепей) выключает дальнейшие перестройки генных
сегментов, кодирующих Ун-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 Х-пуле. Наконец, если все-таки на
каком-либо этапе происходит удачное соединение и образуются L-цепи, го
они объединяются с предшествующими р-цепям и молекулы антител IgM которые
выключают дальнейшую сборку последовательностей, кодирующих область VL.
Для того чтобы выключить дальнейшую сборку последовательностей,
кодирующих VH, достаточно, видимо, образования интактной р-цепи. Однако
