Формирование многообразия антител

Функциональные свойства антител
Синтезируемые исключительно В-лимфоцитами, антитела вырабатываются в миллионах разновидностей, каждая со своей аминокислотной последовательностью и своим участком для связывания антигена. В совокупности называемые иммуноглобулинами (сокращенно Ig), они составляют один из главных белковых компонентов крови - по весу примерно 20% суммарного белка плазмы.

Антитела имеют два идентичных антиген-связывающих участка
«Хвостовая область»
Антиген связывающие участки
Шарнирный участок молекулы антитела

Молекула антитела состоит из двух идентичных легких цепей и двух идентичных тяжелых цепей
Типичная молекула антитела состоит из двух идентичных тяжелых (Н) и двух идентичных легких (L) цепей. Обратите внимание, что антиген-связывающие участки формируются за счет комплекса N-концевых областей L и Н цепей, а «хвостовую» и шарнирную области образуют только Н-цепи. Каждая Н-цепь содержит одну или несколько олигосахаридных (углеводных) цепочек, функция которых не известна.

Классы иммуноглобулинов

С-концевые половины у них одинаковы или различаются лишь незначительно, тогда как N-концевые половины все разные. Таким образом, L-цепи содержат константную область примерно из 110 аминокислот и вариабельную область такой же длины. N-концевая вариабельная область Н-цепей тоже состоит приблизительно из 110 аминокислот, константная же, в зависимости от класса антител, - из 330 или 440 аминокислот. Именно N-концевые части L- и Н-цепей совместно образуют антиген-связывающий участок, и изменчивость их аминокислотных последовательностей служит структурной основой разнообразия таких участков.
L- и Н-цепи состоят из константной и вариабельной областей

L- и Н-цепи свернуты в ряд повторяющихся гомологичных доменов
Организация последовательностей ДНК, кодирующих константную область тяжелой цепи. Последовательности, кодирующие каждый из доменов и шарнирный участок (экзоны), разделены некодирующими последовательностями (интронами). Интроны удаляются путем сплайсинга первичных РНК-транскриптов при образовании мРНК. Возможно, что наличие интронов в последовательности ДНК облегчало возникновение случайных дупликаций в ДНК, приведших к появлению генов антител в процессе эволюции.
L-цепь состоит из одного вариабельного домена (VL) и одного константного (CL), а большинство Н-цепей - из вариабельного домена (VH) и трех константных доменов (CN1, CN2 и CN3)

Когда изучили последовательности ДНК, кодирующие V- и С-области, оказалось, что С-область той или иной цепи Ig кодируется лишь одним генным сегментом (С-сегментом), тогда как каждая V-область- более чем одним сегментом. V-область каждой L-цепи кодируется последовательностью ДНК, собираемой из двух генных сегментов - длинного V-сегмента и короткого соединительного J-сегмента. V-область каждой Н-цепи кодируется последовательностью ДНК, собираемой из трех генных сегментов: V-сегмента, J-сегмента и D ceгмента .Большое число наследуемых V-, J- и D-сегментов, кодирующих цепи Ig, само по себе вносит существенный вклад в разнообразие антител. Однако этот вклад еще больше увеличивается путем комбинирования разных сегментов (так называемое комбинационное разнообразие).
Каждая V-область кодируется более чем одним генным сегментом