Ποικιλομορφία των λεμφοκυττάρων
Το συγκεκριμένο ανοσοποιητικό σύστημα (με άλλα λόγια, το άθροισμα όλων των λεμφοκυττάρων) μπορεί να αναγνωρίσει σχεδόν οποιοδήποτε σύνθετο μόριο που έχει επινοήσει η φύση ή η επιστήμη. Αυτή η αξιοσημείωτη ικανότητα προκύπτει από τα τρισεκατομμύρια διαφορετικών αντιγόνων υποδοχέων που παράγονται από τα Β και Τ λεμφοκύτταρα. Κάθε λεμφοκύτταρο παράγει τον δικό του ειδικό υποδοχέα, ο οποίος είναι δομικά οργανωμένος έτσι ώστε να ανταποκρίνεται σε ένα διαφορετικό αντιγόνο. Αφού ένα κύτταρο συναντά ένα αντιγόνο που αναγνωρίζει, διεγείρεται να πολλαπλασιαστεί και ο πληθυσμός των λεμφοκυττάρων που φέρουν αυτόν τον συγκεκριμένο υποδοχέα αυξάνεται.
Πώς είναι ότι το σώμα έχει τόσο απίστευτη ποικιλία υποδοχέων που είναι πάντα έτοιμοι να ανταποκριθούν στα μόρια εισβολής; Για να το καταλάβετε, μια γρήγορη ανασκόπηση των γονιδίων και των πρωτεϊνών θα είναι χρήσιμη. Τα μόρια υποδοχέα αντιγόνου είναι πρωτεΐνες, οι οποίες αποτελούνται από μερικές αλυσίδες πολυπεπτιδίων (δηλαδή, αλυσίδες αμινοξέων που συνδέονται μεταξύ τους με χημικούς δεσμούς γνωστούς ως πεπτιδικούς δεσμούς). Η αλληλουχία στην οποία τα αμινοξέα συναρμολογούνται για να σχηματίσουν μια συγκεκριμένη πολυπεπτιδική αλυσίδα καθορίζεται από μια διακριτή περιοχή DNA, που ονομάζεται γονίδιο. Αλλά εάν κάθε περιοχή πολυπεπτιδίου κάθε υποδοχέα αντιγόνου κωδικοποιήθηκε από διαφορετικό γονίδιο, το ανθρώπινο γονιδίωμα (όλες οι γενετικές πληροφορίες που κωδικοποιούνται στο DNA που μεταφέρονται στα χρωμοσώματα των κυττάρων) θα πρέπει να αφιερώσουν τρισεκατομμύρια γονίδια για να κωδικοποιήσουν μόνο για αυτό το ανοσοποιητικό πρωτεΐνες του συστήματος. Δεδομένου ότι ολόκληρο το ανθρώπινο γονιδίωμα περιέχει περίπου 25.000 γονίδια, τα άτομα δεν μπορούν να κληρονομήσουν ένα γονίδιο για κάθε συγκεκριμένο συστατικό υποδοχέα αντιγόνου. Αντ 'αυτού, υπάρχει ένας μηχανισμός που δημιουργεί μια τεράστια ποικιλία υποδοχέων από περιορισμένο αριθμό γονιδίων.
Αυτό που κληρονομείται είναι μια ομάδα γονιδιακών τμημάτων για κάθε τύπο πολυπεπτιδικής αλυσίδας. Καθώς κάθε λεμφοκύτταρο ωριμάζει, αυτά τα τμήματα γονιδίων συνδέονται μαζί για να σχηματίσουν ένα γονίδιο για κάθε πολυπεπτίδιο που αποτελεί έναν ειδικό υποδοχέα αντιγόνου. Αυτή η αναδιάταξη εναλλακτικών γονιδιακών τμημάτων συμβαίνει κυρίως, αν και όχι εξ ολοκλήρου, τυχαία, έτσι ώστε να μπορεί να προκύψει ένας τεράστιος αριθμός συνδυασμών. Πρόσθετη ποικιλομορφία δημιουργείται από τον ανακριβή ανασυνδυασμό γονιδιακών τμημάτων - μια διαδικασία που ονομάζεται διασταυρωτική διαφοροποίηση - μέσω της οποίας τα άκρα των γονιδιακών τμημάτων μπορούν να συντομευθούν ή να επιμηκυνθούν. Η γενετική αναδιάταξη λαμβάνει χώρα στο στάδιο κατά το οποίο τα λεμφοκύτταρα που δημιουργούνται από βλαστικά κύτταρα αρχικά λειτουργούν, έτσι ώστε κάθε ώριμο λεμφοκύτταρο να είναι σε θέση να παράγει μόνο έναν τύπο υποδοχέα. Έτσι, από μια ομάδα εκατοντάδων γονιδίων, μπορεί να δημιουργηθεί απεριόριστη ποικιλία διαφορετικών υποδοχέων αντιγόνου.
Ακόμα άλλοι μηχανισμοί συμβάλλουν στην ποικιλία των υποδοχέων. Επάνω στον μηχανισμό που περιγράφεται με απλοποιημένους όρους παραπάνω είναι μια άλλη διαδικασία, που ονομάζεται σωματική μετάλλαξη. Η μετάλλαξη είναι η αυθόρμητη εμφάνιση μικρών αλλαγών στο DNA κατά τη διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης. Ονομάζεται σωματικός όταν λαμβάνει χώρα στα κύτταρα του σώματος (το ελληνικό soma σημαίνει «σώμα») και όχι σε κύτταρα μικροβίων (αυγά και σπέρμα). Αν και η σωματική μετάλλαξη μπορεί να είναι τυχαίο γεγονός σε οποιοδήποτε κύτταρο σώματος, εμφανίζεται τακτικά στο DNA που κωδικοποιεί τους υποδοχείς αντιγόνου στα λεμφοκύτταρα. Έτσι, όταν ένα λεμφοκύτταρο διεγείρεται από ένα αντιγόνο για διαίρεση, νέες παραλλαγές του υποδοχέα αντιγόνου του μπορούν να υπάρχουν στα απογόνια κύτταρα του, και μερικές από αυτές τις παραλλαγές μπορεί να παρέχουν μια ακόμη καλύτερη εφαρμογή για το αντιγόνο που ήταν υπεύθυνο για την αρχική διέγερση.
Υποδοχείς και αντισώματα αντιγόνων Β-κυττάρων
Οι υποδοχείς αντιγόνου στα Β λεμφοκύτταρα είναι πανομοιότυποι με τις θέσεις σύνδεσης αντισωμάτων που παράγουν αυτά τα λεμφοκύτταρα όταν διεγείρονται, εκτός του ότι τα μόρια του υποδοχέα έχουν μια επιπλέον ουρά που διεισδύει στην κυτταρική μεμβράνη και τα αγκυρώνει στην κυτταρική επιφάνεια. Έτσι, μια περιγραφή της δομής και των ιδιοτήτων των αντισωμάτων, τα οποία μελετώνται καλά, αρκεί και για τα δύο.
