Генетика иммуноглобулинов

Содержание

Слайд 2

Список сокращений Ig – иммуноглобулины MHC – главный комплекс гистосовместимости TCR

Список сокращений

Ig – иммуноглобулины
MHC – главный комплекс гистосовместимости
TCR – рецептор

Т-лимфоцитов
АГ– антиген
АТ – антитело
Слайд 3

В-ЛИМФОЦИТЫ – продуценты Ig ГЕНЕТИКА ИММУНИТЕТА. Лекция 2

В-ЛИМФОЦИТЫ – продуценты Ig

ГЕНЕТИКА ИММУНИТЕТА. Лекция 2

Слайд 4

Функции В-лимфоцитов Противоинфекционная – активность направлена против внеклеточных вирусов и бактерий.

Функции В-лимфоцитов

Противоинфекционная – активность направлена против внеклеточных вирусов и бактерий.
Регуляторная

– через активность антител участвуют в активации системы комплемента, фагоцитов, клеток-киллеров.

Основная функция – в ответ на антигенный стимул делиться и дифференцироваться в АОК

Слайд 5

Компоненты В-системы КОСТНЫЙ МОЗГ лимфоидный орган, обеспечивающий дифференцировку В-лимфоцитов В-КЛЕТКИ В-лимфоциты

Компоненты В-системы

КОСТНЫЙ МОЗГ
лимфоидный орган, обеспечивающий дифференцировку В-лимфоцитов

В-КЛЕТКИ
В-лимфоциты
Антителообразующие клетки
Клетки-памяти

ИММУНОГЛОБУЛИНЫ
молекулы, продуцируемые В-клетками

Слайд 6

ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУНИТЕТ основные положения В-клетки несут на мембране иммуноглобулины и секретируют

ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУНИТЕТ основные положения

В-клетки несут на мембране иммуноглобулины и секретируют их в

плазму.
Иммуноглобулины (Антитела) обладают способностью специфически связывать антигены.
Связывание антител с антигенами – решающее звено в защите организма от внеклеточных вирусов и бактерий (они опознаются как «чужое» и уничтожаются).
Слайд 7

Весь процесс, приводящий к иммунному ответу организма на вторжение АГ, длится


Весь процесс, приводящий к иммунному ответу организма на вторжение АГ,

длится в среднем 10-14 дней.

Именно через такой срок, В-лимфоциты начинают синтезировать Ig (АТ) против АГ.
На каждый антиген антитела воздействуют по разному:
агглютинины  - микробов склеивают;
преципитины - осаждают;
лизины - растворяют;
опсонины - подсоединяются к микробу и делают его для фагов более доступным для уничтожения.

Слайд 8

ПОЯВЛЕНИЕ И СОЗРЕВАНИЕ В-ЛИМФОЦИТОВ ГЕНЕТИКА ИММУНИТЕТА. Лекция 2

ПОЯВЛЕНИЕ И СОЗРЕВАНИЕ В-ЛИМФОЦИТОВ

ГЕНЕТИКА ИММУНИТЕТА. Лекция 2

Слайд 9

Схема дифференцировки лимфоцитов

Схема дифференцировки лимфоцитов

Слайд 10

Слайд 11

Этапы «жизни» В-лимфоцита

Этапы «жизни» В-лимфоцита

Слайд 12

Слайд 13

Схема дифференцировки В-лимфоцитов без АГ стимула прямое контактное взаимодействие со стромальными

Схема дифференцировки В-лимфоцитов без АГ стимула

прямое контактное взаимодействие со стромальными элементами

– адгезивными молекулами

воздействие гуморальных факторов – цитокинов (IL-7)

Слайд 14

Главное различие между незрелой и иммунокомпетентной В-клеткой - способность синтезировать молекулы иммуноглобулинов

Главное различие между незрелой и иммунокомпетентной В-клеткой - способность синтезировать молекулы

иммуноглобулинов
Слайд 15

Схема дифференцировки лимфоцитов с АГ стимуляцией

Схема дифференцировки лимфоцитов с АГ стимуляцией

Слайд 16

ИММУНОГЛОБУЛИНЫ: строение ГЕНЕТИКА ИММУНИТЕТА. Лекция 2

ИММУНОГЛОБУЛИНЫ: строение

ГЕНЕТИКА ИММУНИТЕТА. Лекция 2

Слайд 17

Функции Ig Иммуноглобулины выполняют в организме позвоночных функцию: гуморальных антител; антиген-связывающих рецепторов В-лимфоцитов.

Функции Ig

Иммуноглобулины выполняют в организме позвоночных функцию:
гуморальных антител;
антиген-связывающих рецепторов В-лимфоцитов.

Слайд 18

структура основной четырехцепочечной единицы иммуноглобулиновых молекул

структура основной четырехцепочечной единицы иммуноглобулиновых молекул

Слайд 19

Общая схема строения lgG1

Общая схема строения lgG1

Слайд 20

Строение молекулы Ig G Тяжелые (Н) и легкие (L) цепи объединены

Строение молекулы Ig G

Тяжелые (Н) и легкие (L) цепи объединены в

единую молекулу с помощью ковалентных s-s связей.
Каждая цепь содержит вариабельную (VL и VH) и константную (С) область.
От взаимодействия VH- и VL-областей зависит специфичность иммуноглобулинов как антител.
Слайд 21

Основные фрагменты молекулы Ig

Основные фрагменты молекулы Ig

Слайд 22

Взаимодействие антигенсвязывающей области иммуноглобулина с антигеном V-домены легкой и тяжелой цепей

Взаимодействие антигенсвязывающей области иммуноглобулина с антигеном

V-домены легкой и тяжелой цепей

(VL и VH) образуют полость с которой связывается антиген (показан красным цветом).
Слайд 23

Принцип АГ-связывающего центра «КЛЮЧ – ЗАМОК»

Принцип АГ-связывающего центра «КЛЮЧ – ЗАМОК»

Слайд 24

Биологические свойства доменов

Биологические свойства доменов

Слайд 25

ИММУНОГЛОБУЛИНЫ: классы, биологическая роль ГЕНЕТИКА ИММУНИТЕТА. Лекция 2

ИММУНОГЛОБУЛИНЫ: классы, биологическая роль

ГЕНЕТИКА ИММУНИТЕТА. Лекция 2

Слайд 26

Есть две основные формы иммуноглобулинов: Мембрансвязанная (выполняет роль рецептора В-клетки) Секреторная (свободно циркулирующие антитела)

Есть две основные формы иммуноглобулинов:
Мембрансвязанная (выполняет роль рецептора В-клетки)
Секреторная (свободно

циркулирующие антитела)
Слайд 27

Классы иммуноглобулинов

Классы иммуноглобулинов

Слайд 28

Классы иммуноглобулинов и их биологическая активность

Классы иммуноглобулинов и их биологическая активность

 

Слайд 29

Функции иммуноглобулинов

Функции иммуноглобулинов

Слайд 30

При взаимодействии антигена и Ig- рецептора В-лимфоцита происходит отбор реагирующих В-лимфоцитов.

При взаимодействии антигена и Ig- рецептора
В-лимфоцита происходит отбор реагирующих В-лимфоцитов.


Слайд 31

Этапы гуморального ответа В-лимфоциты захватывают антиген активируются и процессируют антиген на

Этапы гуморального ответа

В-лимфоциты захватывают антиген активируются и процессируют антиген на плазматической

мембране в комплексе с белком MHC класса  II.
Зрелая Т-хелперная клетка, прошедшая активацию макрофагом с белком MHC класса  II, связывается с активированным В-лимфоцитом, выделяет IL-2, под действием которого В-клетка делится и дифференцируется, превращаясь в плазматическую клетку.
Зрелая плазматическая клетка секретирует антигенспецифичные иммуноглобулины (антитела).
Слайд 32

ИММУНОГЛОБУЛИНЫ: генетическая организация ГЕНЕТИКА ИММУНИТЕТА. Лекция 2

ИММУНОГЛОБУЛИНЫ: генетическая организация

ГЕНЕТИКА ИММУНИТЕТА. Лекция 2

Слайд 33

Реализация генетической информации: классическое представление

Реализация генетической информации: классическое представление

Слайд 34

У животных гены Ig и TCR в классическом понимании этого термина

У животных гены Ig и TCR в классическом понимании этого термина

отсутствуют.
Они возникают de novo во время онтогенеза.
Слайд 35

Локализация зародышевых генов Ig на хромосомах

Локализация зародышевых генов Ig на хромосомах

Слайд 36

Сегментарная организация генов Ig

Сегментарная организация генов Ig

Слайд 37

Зрелые гены Ig

Зрелые гены Ig

Слайд 38

Основные варианты зародышевых генов Ig (сегментарная организация) В формировании вариабельных V-доменов

Основные варианты зародышевых генов Ig (сегментарная организация)

В формировании вариабельных V-доменов

Н-цепей участвуют три генных сегмента
1. вариабельный (V-сегмент)
2. D-сегмент (от англ. diversity - разнообразие)
3. j-сегмент (от англ. Joining - соединяющий).
С-области Н-цепей разных классов кодируются отдельными генами
Слайд 39

Программа сборки зрелых генов Ig Перестройки в генах Н-цепей Перестройки генов L-цепей Класс-переключающая перестройка

Программа сборки зрелых генов Ig

Перестройки в генах Н-цепей
Перестройки генов L-цепей
Класс-переключающая перестройка

Слайд 40

Рекомбинация генов, кодирующих тяжелые цепи иммуноглобулинов (V, D, J и C)

Рекомбинация генов, кодирующих тяжелые цепи иммуноглобулинов (V, D, J и C)


РЕКОМБИНАЦИЯ 1. объединение одного из 15 D-зародышевых генов с одним из 4 J-зародышевых генов

Слайд 41

Рекомбинация генов, кодирующих тяжелые цепи иммуноглобулинов (V, D, J и C)

Рекомбинация генов, кодирующих тяжелые цепи иммуноглобулинов (V, D, J и C)


РЕКОМБИНАЦИЯ 2. объединение одного из 500 VH-генов с DJ

Слайд 42

Рекомбинация генов, кодирующих тяжелые цепи иммуноглобулинов (V, D, J и C) РЕКОМБИНАЦИЯ 3. формирование VDJ-Cm-локуса.

Рекомбинация генов, кодирующих тяжелые цепи иммуноглобулинов (V, D, J и C)


РЕКОМБИНАЦИЯ 3. формирование VDJ-Cm-локуса.

Слайд 43

КЛАСС ПЕРЕКЛЮЧАЮЩАЯ ПЕРЕСТРОЙКА Особенность реорганизации генома В-клеток состоит в переключении контроля

КЛАСС ПЕРЕКЛЮЧАЮЩАЯ ПЕРЕСТРОЙКА
Особенность реорганизации генома В-клеток состоит в переключении контроля синтеза

Ig одного класса на другой при сохранении контроля специфичности за счет реорганизованного VDJ-локуса
Слайд 44

Сегментарная генетическая организация L-цепей Ig æ-локус человека В формировании зрелого гена

Сегментарная генетическая организация L-цепей Ig

æ-локус человека

В формировании зрелого гена L-цепи участвуют

3 генных сегмента:
V-сегмент и J-сегмент кодируют V-домен,
C-сегмент кодирует константный С-домен
Каппа локус состоит из большого количества Væ генных сегментов, собранных в группы, пяти Jæ и одного Сæ сегмента. Такой тип организации называется сегментарным
Лямбда локус содержит много Vλ сегментов и семь пар близкорасположенных J λ -C λ. Три из них являются псевдогенами (y).
Слайд 45

Этапы перестройки зародышевых генов L цепей 1. перестройка локуса каппа (æ)

Этапы перестройки зародышевых генов L цепей

1. перестройка локуса каппа (æ) –

æ-локус одного хромосомного гомолога перестраивается, если в перестройка оказалась нефункциональной, то есть не привела к появлению полноценного гена, то рекомбинация происходит в æ-локусе на гомологичной хромосоме
Слайд 46

Этапы перестройки зародышевых генов L цепей 2. перестройки в лямбда (λ)

Этапы перестройки зародышевых генов L цепей

2. перестройки в лямбда (λ) локусе

– начинаются при неудачной перестройке в æ-локусах.
Слайд 47

Этапы перестройки зародышевых генов L цепей 3. апоптоз – если все

Этапы перестройки зародышевых генов L цепей

3. апоптоз – если все четыре

локуса перестроились неудачно, то клетка превращается в 0-клетку и подвергается апоптозу.
Если перестройка одного из локусов привела к образованию функционального гена, то рекомбинация остальных локусов блокируется
В лимфоците экспрессия гена происходит только на одной из двух гомологичных хромосом и синтезируется только один тип L-цепей (λ или æ). Этот феномен (изотипического и аллельного исключения) лежит в основе ключевого принципа функционирования иммунной системы – принципа клональной селекции
Слайд 48

Слайд 49

Слайд 50

Класс-переключающая рекомбинация

Класс-переключающая рекомбинация

Слайд 51

Слайд 52

Слайд 53

Формирование мембранных и секретируемых иммуноглобулинов

Формирование мембранных и секретируемых иммуноглобулинов

Слайд 54

Слайд 55

Этапы созревания В-лимфоцитов

Этапы созревания В-лимфоцитов

Слайд 56

Слайд 57

Генерация разнообразия Ig Основной механизм - комбинативное сочетание зародышевых сегментов. Дополнительные:

Генерация разнообразия Ig

Основной механизм - комбинативное сочетание зародышевых сегментов.
Дополнительные:
1. смещение

рекомбинационной рамки в месте их соединения;
2. генная конверсия (v генные сегменты могут обмениваться участками ДНК с
псевдогенами);
3. соматическое мутирование вариабельных генных сегментов
Слайд 58

Схема случайных, разнообразных сочетаний генных сегментов, контролирующих VH-домены тяжелых цепей иммуноглобулинов

Схема случайных, разнообразных сочетаний генных сегментов, контролирующих VH-домены тяжелых цепей иммуноглобулинов


Слайд 59

В результате рекомбинации сегментов возможно образование до 30 тыс. вариантов специфических антител.

В результате рекомбинации сегментов возможно образование до 30 тыс. вариантов специфических антител.


Слайд 60

С учетом нарушений при рекомбинации, связанных с включением пограничных нуклеотидов справа

С учетом нарушений при рекомбинации, связанных с включением пограничных нуклеотидов справа

и слева от D- и J-мини-генов число вариантов тяжелых цепей увеличивается до 120 тыс.