Современная генетика. Том 2 - Айала Ф.
ISBN 5-03-000495-5
Скачать (прямая ссылка):
IgM V- - у или X (й2*2)5
(^2^2)5
IgG У Уи Уг у или X (Y2K2)
Уз, У А- (Т2^г)
IgA а <*1. <*2 у или X (a2K2)l,2,3
("2X2)1,2,3
IgD 5 - у или X (52и2)
(52Х2)
IgE е - у или X (е2х2)
V (е2Х2)
антигена первоначально регистрируется одним или несколькими В-лимфоцитами
в популяции, исходно несущими подходящие антитела. Взаимодействие с
антигеном индуцирует пролиферацию данных лимфоцитов, которая приводит к
образованию клонов клеток, продуцирующих антитела к данному антигену. В
ходе установления иммунного ответа вырабатываются иммуноглобулины
нескольких различных классов с одинаковой специфичностью к антигену
(табл. 16.5). Первыми нарабатываются IgM, антитела, связанные с клеточной
мембраной В-лимфо-цитов. Вслед за этим начинается продукция IgD и IgG,
причем последние представляют собой основной класс антител,
высвобождаемых в кровоток. Некоторые из клеток клональной популяции В-
лимфоцитов, активированных антигеном, вырабатывают также IgA и IgE.
Способность организма продуцировать такое колоссальное разнообразие
специализированных белков (антител) порождает естественный вопрос: каким
образом эти белки кодируются в ДНК? В последние десять лет благодаря
развитию методов работы с рекомбинантными ДНК на этот вопрос удалось
получить достаточно исчерпывающий ответ. Важнейшим фактором, определяющим
разнообразие антител, является способность лимфоцитов к перегруппировке и
комбинированию определенных сегментов ДНК с образованием тысяч различных
возможных вариантов структуры соответствующих генов.
Для молекул антител характерна димерная структура, в которой каждый из
мономеров состоит из двух различных полипептидных цепей, которые в
соответствии с размером называют тяжелыми (Н) и легкими (L). Цепи
соединены между собой дисульфидными мостиками, как показано на рис. 16.20
для молекулы IgG. Удалось определить аминокислотную последовательность
для целого ряда различных Н- и L-це-пей, которые были получены из крови
человека или мыши, страдающих множественной миеломой, болезнью, при
которой сверхпролиферация определенного клона антитела-продуцируюгцих
лимфоцитов происходит без всякой индукции антигеном. Эти исследования
показали, что как Н-, так и L-цепи иммуноглобулинов содержат так
называемые вариабельные (V) и константные (С) участки последовательности.
То есть при сравнении аминокислотных последовательностей множества
различных L-цепей оказывается, что различия в аминокислотной последо-
16. Регуляция экспрессии генов у эукариот
239
Рис. 16.20. Схематически представлена структура молекулы IgG (антитела
млекопитающих). Показаны вариабельные (белые) и константные (цветные)
участки легких (L) и тяжелых (Н) полипептидных цепей. Отмечены также
участки цепей, кодируемые представителями различных семейств генов-VH, D,
JH, Сн, VL, JL и CL. Каждая молекула представ-
ляет собой димер, состоящий из идентичных субъединиц L и Н, соединенных
дисульфидными связями. Показаны также внутрицепочечные дисульфидные
связи, существенные для формирования пространственной структуры молекулы.
Символом СНО- показаны углеводные остатки, связанные с тяжелыми цепями.
вательности локализуются главным образом в VL-, а не в С\-участке цепи.
Аналогичным образом различия в последовательностях Н-цепей
иммуноглобулинов данного класса также сосредоточены в соответствующих
участках (Ун)- Антигенная специфичность индивидуальных антител
определяется аминокислотными последовательностями их VL-и Ун-участков. В
этом отношении особенно важную роль играют аминокислотные остатки,
расположенные в области так называемых гипер-вариабельных участков (рис.
16.20). Антиген-связывающие центры иммуноглобулинов находятся между VH- и
Уь-участками цепей. Каждая димерная молекула антител, образуемых одним
клоном лимфоцитов, состоит из идентичных Н- и L-цепей, и каждый данный
клеточный клон продуцирует антитела одного типа.
L-цепи кодируются двумя основными группами генов, обозначаемых X и к,
расположенными на различных хромосомах. В состав каждой группы входят три
различных типа генов: семейство генов VL, кодирующих первые 97
аминокислотных остатков с N-конца цепи; небольшое семейство генов JL (от
англ. joining-соединяющие), кодирующих следующие 10-12 остатков, и один
или несколько генов CL, кодирующих С-концевую половину L-цепи. На рис.
16.20 помечены участки цепи, кодируемые генами каждого из этих семейств.
У человека каждое из се-
240
Экспрессия генетического материала
мейств Vk и Vx состоит из 200-300 генов, а каждое из семейств Jk и Jx
содержит по 5 генов. Таким образом, комбинирование представителей этих
семейств генов в каждом случае может приводить к образованию ~ 1000 (5-
200) различных (^-участков. У мыши семейство Vy насчитывает около 300
генов, а семейство Jx состоит из 4 генов. В то же время семейства Vk и Jx
каждое содержат лишь 1-2 гена.
Фрагменты Н-цепей кодируются одной группой генов, локализованной на
хромосоме, отличной от обеих хромосом, содержащих гены L-цепей. Как
