Биохимия мембран. Рецепторы клеточных мембран. Том 4 - Кульберг А.Я.
Скачать (прямая ссылка):
IgD. Соответствующие нм тяжелые полипептидные цепи обозначают как у, ц,
а, е, 6, а гены, кодирующие константные районы этих цепей,- как Съ Сц,
Са, Се, Се. Все гены для тяжелых цепей располагаются в одной хромосоме.
В недифференцированных (зародышевые) клетках структурные гены для
полипептидных цепей иммуноглобулинов содержат большое число нитронов.
Большие по протяженности интроны разделяют вариабельные гены и D-сегменты
тяжелых цепей, а также DH-, JH- и Сн-сегменты. Существуют интроны между
Д-сегмептамн и генами константных районов легких цепей. Кроме того,
интронированы собственно Сн-гены. В этом случае интроны разделяют между
собой сегменты ДНК, кодирующие отдельные домены константного района
соответствующей тяжелой цепи. Некоторые особенности интронирования генов
константных районов тяжелых цепей будут рассмотрены ниже.
Число вариабельных генов, передаваемых по наследству, достаточно велико.
Так, у мыши наследуется приблизительно 150- 400 1/х-генов. Все эти гены
можно подразделить на ряд семейств, в пределах каждого из которых
содержатся гены со сходной, но нендентичной нуклеотидной
последовательностью. В процессе индивидуального развития данной особи
число вариантов К-ге-нов возрастает за счет точечных мутаций,
происходящих в гипервариабельных районах наследуемых К-генов.
Аналогичный процесс происходит и в клетках гибридом 1У культивируемых in
vitro.
1 Гибридомы получают путем слияния трансформированных (опухолевых)
плазматических клеток с нормальными лимфоидными клетками. В гибри-домах
происходит экспрессия генов нормальных клеток.
66
Существенно, что мутационные изменения, происходящие в онтогенезе,
характерны не только для К-генов, но и для DH-сегментов. Причем за счет
соматических гипермутаций число качественно новых матриц для антител,
очевидно, Fie увеличивается. Соматические мутации вариабельных генов (как
об этом, в частности, свидетельствуют данные, полученные с использованием
гибридомиоп техники) способны таким образом изменить вариабельные гены,
что кодируемые ими антитела изменяют лишь степень сродства к тому же
лиганду (G. Kohler, 1985).
В процессе дифференцировки предшественников лимфоцитов осуществляется
дифферепцировка и генетического материала, приводящая, в том числе, к
слиянию одного из вариабельных генов для легкой цепи (х или Я) с одним из
/^-сегментов (/* или Ji). Одновременно происходит "вырезание" части
патронирующей последовательности, разделяющей соответствующий /-сегмент и
С^-ген. Наблюдается также процесс слияния одного из Кя-генов с одним из
DH- и одним /я-сегментом; одновременно за счет "вырезания" части иптрона
образующийся VDJ-ген сближается с Ся-генами.
Описанные перегруппировки генов уникальны для каждой клетки-
предшественницы. В силу этого и ее потомкам присущ уникальный характер
нуклеотидной последовательности генов для вариабельных районов легкой и
тяжелой цепей. Уникальность этой последовательности определяется не
только составляющими се генетическими элементами (VL- и Jl-, Ун-, DH- и
/я-сегментами), но и тем обстоятельством, что стыковка сегментов
осуществляется не вполне строго по одним и тем же точкам. В силу этого
протяженность вариабельных районов оказывается неодинаковой, а вместе с
этим неодинаковой окажется и структура вариабельных доменов антител.
Таким образом, многообразие транскрибируемых матриц для вариабельных
районов полипептидных цепей иммуноглобулинов больше числа передаваемых по
наследству вариабельных генов как за счет соматических гипермутаций в
этих генах, так и за счет флуктуации мест стыковки отдельных сегментов
ДНК, кодирующих вариабельные районы.
Слияние экзонов, кодирующих вариабельные домены легкой и тяжелой цепей,
служит необходимым этапом подготовки и экспрессии иммуноглобулиновых
генов. Однако, как уже отмечалось, в "собранном" виде ген вариабельного
района цепи еще отделен нитроном от генов, кодирующих константные районы
тяжелых и легких полипептидных цепей. Не обсуждая здесь проблемы
реаранжировки генетического материала при формировании транскрипционной
единицы для тяжелых цепей, необходимо лишь отметить, что транскрибируемые
матрицы как для легкой, так и для тяжелой цепей включают нетранслируемые
последовательности. Последние в виде "РНКовых копий" входят в состав
первичного транскрипта и последовательно "вырезаются" в процессе
сплайсинга пре-мРНК. Только в составе "зрелой"
67
цитоплазматической мРНК полностью отсутствуют нетрансли-руемые
последовательности. Процесс созревания мРНК полипептидных цепей
иммуноглобулинов (процессинг пре-мРНК) схематически изображен на рис. 18.
Зрелые В-лимфоциты не секретируют иммуноглобулины, но содержат
иммуноглобулиновые рецепторы, которые могут при-
ДНК | Транскрипция
пре-мРН К
Рис. 18. Процессинг пре-мРНК для полипептидных пепей иммуноглобулинов:
ш
L - лидерный полинуклеотид, {А)п - полиадениловыА З'-конец (нетранслируе-
мый); цифрами обозначены размеры копий нитронов (пре-мРНК) и транслируе-
