A limfociták sokfélesége
A specifikus immunrendszer (más szóval az összes limfocita összessége) szinte bármilyen komplex molekulát képes felismerni, amelyet a természet vagy a tudomány kidolgozott. Ez a figyelemre méltó képesség a különböző antigénreceptorok milliárdjaiból származik, amelyeket a B- és a T-limfociták termelnek. Mindegyik limfocita előállítja saját specifikus receptorát, amely szerkezetében úgy van megszervezve, hogy reagáljon egy másik antigénre. Miután egy sejt találkozik egy olyan antigénnel, amelyet felismer, stimulálja a szaporodást, és növekszik az adott receptort hordozó limfociták populációja.
Hogyan lehet, hogy a testnek olyan hihetetlen sokfélesége van, amelyek mindig készek reagálni a betörő molekulákra? Ennek megértéséhez hasznos lesz a gének és fehérjék gyors áttekintése. Az antigénreceptor molekulák olyan fehérjék, amelyek néhány polipeptidláncból állnak (vagyis aminosavak láncai, amelyeket kémiai kötésekkel, peptidkötések néven kapcsolnak össze). A szekvenciát, amelyben az aminosavak egy adott polipeptidlánc kialakítása céljából összeállítják, a DNS diszkrét régiója, úgynevezett gén határozza meg. De ha az antigénreceptorok minden polipeptid régióját egy másik gén kódolja, akkor az emberi genomnak (a sejtek kromoszómáin hordozott DNS-ben kódolt összes genetikai információnak) több milliárd gént kell szentelnie, hogy csak ezeket az immunrendszereket kódolja rendszer fehérjék. Mivel a teljes emberi genom körülbelül 25 000 gént tartalmaz, az egyének nem örökölhetnek gént az egyes antigénreceptor-komponensek számára. Ehelyett létezik egy olyan mechanizmus, amely korlátozott számú génből óriási választékot generál receptorokat.
Öröklődik a génszegmensek együttese az egyes polipeptidláncok típusainál. Amint az egyes limfociták érlelik, ezeket a génszegmenseket összefonják, hogy minden egyes polipeptidhez egy gént képezzenek, amely egy specifikus antigénreceptorot alkot. Az alternatív génszegmensek ezen átrendeződése túlnyomórészt, bár nem teljes egészében, véletlenszerűen történik, így óriási számú kombinációt eredményezhet. További diverzitást eredményez a génszegmensek pontatlan rekombinációja - egy folyamat, amelyet úgy hívunk, hogy a junctional diversifikációt -, amelyen keresztül a génszegmensek végei rövidíthetők vagy meghosszabbíthatók. A genetikai átrendeződés abban a szakaszban zajlik, amikor az őssejtekből előállított limfociták először működőképessé válnak, tehát minden érett limfocita csak egyetlen típusú receptort képes előállítani. Így csak a több száz génből álló készletből korlátlan sokféle antigénreceptor hozható létre.
Még más mechanizmusok is hozzájárulnak a receptorok sokféleségéhez. A fentiekben egyszerűsített módon felvázolt mechanizmusra helyezve egy másik, szomatikus mutációnak nevezett folyamatot. A mutáció a sejtosztódási folyamat során a DNS-ben bekövetkező kis változások spontán előfordulása. Szomatikusnak nevezik, amikor a testsejtekben fordul elő (a görög soma „testet” jelent), nem pedig csíravonalú sejtekben (tojás és sperma). Bár a szomatikus mutáció véletlen esemény lehet bármilyen testsejtben, rendszeresen előfordul a limfociták antigénreceptorát kódoló DNS-ben. Tehát, amikor egy limfocitát egy antigén stimulál megosztásra, antigénreceptorának új változatai jelen lehetnek leszármazott sejtjein, és ezek közül a változatok közül néhány még jobban illeszkedik az antigénhez, amely az eredeti stimulációért felelős.
B-sejt antigén receptorok és antitestek
A B limfocitákon levő antigénreceptorok megegyeznek az antitestek kötőhelyeivel, amelyeket ezek a limfociták előállítanak egyszer stimulálva, azzal a különbséggel, hogy a receptormolekuláknak van egy extra farkuk, amely áthatol a sejtmembránon és rögzíti azokat a sejt felületén. Így az ellenanyagok szerkezetének és tulajdonságainak leírása, amelyeket jól tanulmányoztak, mindkettőhöz elegendő.
