Организация зародышевых генов иммунорецепторов: комбинаторика
Таким образом, первый источник разнообразия паратопов связан с мультигенным принципом кодирования V-доменов иммунорецепторов. Правда, довольно значительную часть зародышевого набора V-последовательностей составляют псевдогены. Однако репертуар псевдогенов может активно исползоваться в формировании новых паратопов посредством различных механизмов рекомбинационной перетасовки гомологичных структур - генной конверсии и т.п. ( Schiff et al., 1985 ). В подобных конверсионных переносах могут участвовать, по-видимому, даже гены из разных мультигенных семейсв, локализованных в разных хромосомах. У человека, например, найдена неслучайная гомология между кусками двух V-генов из кластеров тяжелых цепей иммуноглобулинов (точнее, сегментами D2 и D4, кодирующими участки VH вблизи CDR-3) и двумя VK -генами (участки, попадающие в CDR-1) из кластера легких цепей ( Chen et al., 1985 ).
Обычно, когда оценивают исходные генетические ресурсы разнообразия иммунорецепторов, предполагают, что отдельные субъединицы (например, две L-цепи и H-цепи) могут агрегировать друг с другом в любых сочетаниях, образуя гетеродимеры с различной специфичностью ( Weigert et al., 1978 ). Мультигенный контроль соответствующих V-доменов (например, сотни VK - и VH - генов мыши), понятно, резко увеличивают мощность потенциального репертуара паратопов.
Комбинаторный способ генерирования разнообразия V-доменов базируется также на мозаичном принципе строения зародышевых V-генов каждого такого гена. Дело в том, что любой V-домен проецируется на генетическую карту не компактно, т.е. кодируется не целым, готовым к считыванию геном, а "кусочно" - удаленными друг от друга в хромосоме генетическими сегментами, как показано на рис. 13.2 . Для того, чтобы образовался полноценный V-ген, требуется объединить эти кодирующие сегменты, удалив разделяющие их спейсеры. Это объединение происходит уже в процессе созревания и дифференцировки В- и Т-лимфоцитов.
Мультигенные кластеры легких цепей содержат два типа сегментов: собственно VL - сегменты, охватывающие большую часть будущего V-домена, и J-сегменты ("joining"), соединяющие V-сегменты с С-районами. В формировании "зрелых" V-генов тяжелых цепей, а также alpha- и beta-субъединиц Т-рецептора участвуют сегменты трех видов: V-, J- и локализованные между ними D-сегменты ("diversity") (см. рис. 13.1 и 13.2 ).
В функционально неактивной зародышевой конфигурации каждое из указанных МС насчитывает обычно десятки и сотни разных, хотя и гомологичных, V-сегментов, лишь в кластерах lambda1 - и lambda2- цепей иммуноглобулинов мыши имеется по одному V-сегменту; J- и D-сегменты также представлены несколькими экземплярами (см. рис. 13.2 ).
Мозаичная организация зародышевых V-генов и тиражирование с вариациями сегментов V-, D- и J-, способных комбинировать друг с другом при образовании "соматических" V-генов, безусловно является важнейшим источником разнообразия V-доменов.
V-, D- и J-сегменты специальными, почти инвариантными по структуре, "сигнальными" последовательностями. Например, с 3'-конца за Vlambda - сегментом следует палиндром - гептамер CACAGTG, затем, через 23 п.н. расположен нонамер ACAAAAACC. В свою очередь, в 5'-положении к Jlambda -сегменту расположен гептамер CACAGTG, а на расстоянии 12 п.н. от него вновь следует нонамер, обратно комплементарный таковому для Vlambda-сегмента ( рис. 13.3 ).
Во всех зародышевых генах Н-цепей иммуноглобулинов и Т-рецепторов найдены гомологичные комплексы "гептамер-спейсер - нонамер" не только в 5'-положении к V-сегментам, но и с обеих сторон D-сегментов (см. рис. 13.3 ). Помимо этого, в 3'-терминальном фрагменте большинства V-сегментов присутствует внутренний палиндром - гептамер TACTGTG, тождественный гептамеру, окаймляющему с 5'-конца D-сегменты ( Alt, 1986 ).
Смотрите также:
