Гены иммуноглобулинов: нестабильность
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.
Смотрите также:
