Гены иммуноглобулинов и Т-клеточного рецептора - Реферат

Функционирование иммунной системы основано на происходящих в онтогенезе перестройках генетического материала в локусах, заключающих в себе последовательности генов иммуноглобулинов. В процессе дифференцировки B-и T-лимфоцитов на уровне их геномной ДНК имеет место перенос последовательностей нуклеотидов (V), кодирующих вариабельные участки полипептидных цепей иммуноглобулинов, а также других небольших сегментов ДНК (J и D), к последовательностям, кодирующим константные части этих белков. Объединение последовательностей нуклеотидов генов иммуноглобулинов случайным образом в разных сочетаниях, происходящее в каждой индивидуальной B-или T-клетке по-новому, приводит к образованию огромного числа разных генов иммуноглобулинов, способных направлять биосинтез антител практически любой специфичности при распознавании антигенов. При дифференцировке лимфоцитов функционирует система, осуществляющая направленное введение случайных соматических мутаций в определенные сегменты последовательностей ДНК, которые кодируют вариабельные участки полипептидных цепей иммуноглобулинов. Геном клеток зародышевой линии не содержит генов, появляющихся в дифференцированных клетках иммунной системы.Иммуноглобулины - это класс иммунных молекул, нейтрализующих большинство инфекционных возбудителей и токсинов в нашем организме. При этом, если все другие антимикробные и антивирусные средства можно сравнить с дробовым ружьем, то иммуноглобулины можно уподобить самому современному высокоточному оружию. Одним из самых главных инструментов иммунной системы человека и млекопитающих в борьбе с любыми инфекциями является совершенно особый, не встречающийся более нигде в природе класс иммунных молекул - иммуноглобулинов. Это значит, что для нейтрализации каждого вида бактерий, вирусов и токсинов в организме вырабатываются свои собственные и неповторимые по структуре иммуноглобулины. Во-вторых, благодаря абсолютной специфичности своего действия, иммуноглобулины могут оказывать свое нейтрализующее действие в минимальных концентрациях.На основании данных о двойственности в строении иммуноглобулинов - наличии вариабельной и константной областей в структуре молекулы - Дрейер и Беннет еще в 1965 г. высказали предположение об участии двух генов (V и С) в построении единой тяжелой или легкой цепей молекулы. «Еретическое» для середины 60-х годов XX в. суждение, когда господствовало мнение, выражающееся формулой «один ген - одна полипептидная цепь», в настоящее время нашло свое подтверждение в несколько усложненном виде. Для млекопитающих известны три группы сцепления иммуноглобулиновых генов, расположенных на разных хромосомах: группы сцепления для к-и А-типов легких цепей и группа сцепления для тяжелых (IGH) цепей. В незрелых В-клетках или в любых других клетках организма V-гены и С-гены той или иной группы сцепления, находясь на одной и той же хромосоме, удалены друг от друга на значительное расстояние - до 1 млн пар нуклеотидов.Участок ДНК в некоммитированной клетке, ответственный за синтез легкой цепи к-типа, включает три группы генов: 1) 250 VK-генов, каждый из которых кодирует 94-95 аминокислотных остатков Ус-домена; joining), один из которых функционально не активен и называется в силу этого псевдогеном; каждый из работающих J-генов кодирует последовательность из 12 - 14 аминокислотных остатков и тем самым обеспечивает достройку V-гена до того количества нуклеотидных остатков, которое контролирует синтез полноценного Vk-домена; 3) Ск-ген кодирует константный регион легкой к-цепи. Процесс рекомбинации начинается с объединения одного из Vk-генов с одним из J-мини-генов. Прошедшая первичная рекомбинация обеспечивает формирование к-локуса, который состоит из трех экзонов (кодирующих участков): L-сегмента, кодирующего лидерный пептид - участок незрелой к-цепи, который включает 20 - 25 аминокислотных остатков; рекомбинантного VJ-гена и С-гена константной области.Альфа-цепь Т-клеточного рецептора представляет собой гликопротеин массой 40-60 КДА, а бета-цепь имеет молекулярную массу 40-50 КДА. Как и цепи иммуноглобулинов, цепи Т-клеточных рецепторов имеют вариабельные (V) и константные (С) области. Вариабельные области альфа-и бета-цепей состоят из 102-119 аминокислот и в том числе содержат два остатка цистеина, участвующих в образовании дисульфидных мостиков.[2]Гены а-цепи имеют 70-80 V-сегментов, 61 J-и один С-сегмент. Гены р-цепи содержат 52 V-сегмента, 2 D-сегмента, 13 J-сегментов и 2 С-сегмента. Между V-и J-сегментами а-цепи расположены гены D-, J-и С-сегментов 5-цепи y5TCR. Гены у-цепи y5TCR имеют 2 С-сегмента, 3 J-сегмента перед первым С-сегментом и 2 J-сегмента перед вторым С-сегментом, 12 V-сегментов.Иммуноглобулинами (антителами, гамма-глобулинами) называются особые соединения, вырабатываемые клетками иммунной системы, осуществляющие защиту человека от бактерий, вирусов и других чужеродных веществ (антигенов). Иммуноглобулин не просто выполняет защитную функцию в организме, но и активно используется в медицине. Качественное и количественное определе

Содержание

Введение

Глава 1. Характеристика иммуноглобулинов

1.1 Классы иммуноглобулинов и их функции

1.2 Структура генов иммуноглобулинов

1.3 Рекомбинация генов, кодирующих легкие и тяжелые цепи иммуноглобулинов

Глава 2. Семейства генов Т-клеточного рецептора

2.1 Конфигурация Т-клеточных рецепторов

2.2 Виды генов Т-клеточных рецепторов

Заключение

Список литературы

Функционирование иммунной системы основано на происходящих в онтогенезе перестройках генетического материала в локусах, заключающих в себе последовательности генов иммуноглобулинов. В процессе дифференцировки B- и T-лимфоцитов на уровне их геномной ДНК имеет место перенос последовательностей нуклеотидов (V), кодирующих вариабельные участки полипептидных цепей иммуноглобулинов, а также других небольших сегментов ДНК (J и D), к последовательностям, кодирующим константные части этих белков.

Объединение последовательностей нуклеотидов генов иммуноглобулинов случайным образом в разных сочетаниях, происходящее в каждой индивидуальной B- или T-клетке по-новому, приводит к образованию огромного числа разных генов иммуноглобулинов, способных направлять биосинтез антител практически любой специфичности при распознавании антигенов. Более того, в процессе возникновения генов иммуноглобулинов in vivo происходят не только перестройки генома, которые сами по себе еще не обеспечивают всего разнообразия антител. При дифференцировке лимфоцитов функционирует система, осуществляющая направленное введение случайных соматических мутаций в определенные сегменты последовательностей ДНК, которые кодируют вариабельные участки полипептидных цепей иммуноглобулинов.

Геном клеток зародышевой линии не содержит генов, появляющихся в дифференцированных клетках иммунной системы. В онтогенезе на уровне соматических клеток происходят как бы эволюционные преобразования части генетического материала, из которой возникают новые гены и соответственно новые белки с различающимися субстратными специфичностями. Какую же часть генома в данном случае можно считать геном иммуноглобулина? Классические представления о гене не позволяют ответить на этот вопрос. Дестабилизируя соответствующие генетические локусы, организм решает задачу одновременного создания большого числа разнообразных белков с использованием потенциала генома, ограниченного в своих размерах. При таком решении организму нет необходимости из поколения в поколение осуществлять передачу громадного количества генетической информации, связанной с этими белками, биологический потенциал многих из которых не будет востребован на протяжении жизни особи следующей генерации. Потомству передается лишь генетическая программа, по которой, в принципе, могут быть синтезированы все эти белки. Таким образом, у животных в клетках зародышевого пути и в большинстве соматических клеток вообще отсутствуют гены иммуноглобулинов в классическом понимании этого термина. Они возникают de novo во время онтогенеза, и невозможно предсказать, какой в точности набор генов и иммуноглобулинов будет создан при реализации такой генетической программы. С помощью непредсказуемого репертуара антител организм решает задачу защиты от не менее непредсказуемого разнообразия антигенов, которые постоянно возникают в биосфере, в том числе и вследствие природной нестабильности генов, кодирующих эти антигены.[2]

Целью моего реферата является рассмотрение строения и функций генов иммуноглобулинов и Т-клеточного рецептора.

Задачи реферата: 1. Выявить особенности строения иммуноглобулинов и их роль в иммунной системе;

2. Выяснить конфигурацию Т-клеточных рецепторов;

3. Дать характеристику генетике иммуноглобулинов и Т-клеточного рецептора.