Транслоконы иммуноглобулинов. Объединение v- и с-генов антител

В геноме млекопитающих существует по крайней мере три различных транслокона, каждый из которых локализован на разных негомологичных аутосомах. В одном транслоконе содержатся V- и С-гены, определяющие строение легких цепей каппа-типа- во втором — V- и С-гены легких цепей ламбда-типа и, наконец, третий транслокон состоит из V- и С-генов, контролирующих образование тяжелых цепей всех классов и подклассов.

Объединение V- и С-генов в единый транскрибируемый VC-ген происходит только в пределах данного транслокона, в результате чего из всего набора генов в пределах транслокона становятся активными только два гена — один V и один С. Дифференцировала лимфоидных клеток по иммуноглобулиновым генам осуществляется не только в отношении тесно сцепленных генов в пределах данного транслокона, но и в отношении генов каппа- и ламбда-непей, расположенных на разных хромосомах.

Кроме того, для иммуноглобулиновых генов известен феномен так называемого аллельного исключения, который состоит в том, что в индивидуальной лимфоидной клетке активен только один из двух аллельных генов (Mage, 1974).

Таким образом, основное положение клонально-селекционной теории Бернета (Burnet, 1959) «одна клетка — одно антитело» реализуется за счет того, что в индивидуальной лимфоидной клетке из всего набора иммуноглобулиновых генов активны только четыре гена, а именно VL, CL и Vh, Сн.

О механизмах активации или репрессии аллельных генов иммуноглобулинов и генов, расположенных на разных аутосомах, отсутствуют какие бы то ни было данные, и здесь мы остановимся на возможных механизмах избирательного «включения» генов, входящих в состав одного транслокона.

Прежде всего возникает вопрос, на каком уровне происходит объединение V- и С-генов в пределах транслокона. В принципе возможны три варианта: объединение продуктов активности V- и С-генов на уровне полипептидной цепи- объединение на уровне мРНК, транскрибируемой отдельно с V- и С-генов- объединение V- и С-генов в единый VC-ген на уровне ДНК.

Существуют веские данные о том, что справедливым является последнее предположение и объединение V- и С-генов происходит на уровне ДНК. Так, было показано, что включение радиоактивных аминокислот в процессе трансляции как легкой, так и тяжелой полипептидной цепи происходит равномерно по мере увеличения длины синтезирующейся полипептидной цепи и размеры полирибосом соответствуют длине мРНК, достаточной для того, чтобы с одной молекулы мРНК считывалась полипептидная цепь длиной в 450 аминокислот в случае тяжелой цени и 210 аминокислот в случае легкой цепи (Williamson,. 1971).
Выделенная из клеток миеломы мыши мРНК способна стимулировать биосинтез полной полипептидной цепи как в условиях бесклеточной системы, так и в ооцитах лягушки.

Матричная РНК легких цепей иммуноглобулинов, как и мРНК других белков, имеет последовательность полиА на 3`-конце молекулы. Ее молекулярный вес составляет 400 000, что соответствует 1200 нуклеотидам. Около 700 оснований необходимо для кодирования самого белка, 200 оснований приходится на пол и А-участок, а функция около 300 оснований неизвестна (Milstein е. а., 1972). Если объединение V- и С-генов происходит на уровне ДНК, то последовательность оснований в мРНК должна быть непрерывной и соответствовать последовательности белка в пограничной VC-области.

Действительно, при исследовании первичной структуры мРНК легких цепей мыши установлено, что ь мРНК имеется последовательность оснований, соответствующая 105— 108 остаткам аминокислот легкой цепи, т. е. участку, пограничному между V-и С-половинами цепи.

Еще одним доказательством объединения V- и С-генов на уровне ДНК являются работы, в которых изучалась структура белков при так называемой болезни тяжелых цепей человека. При этом заболевании тяжелая цепь укорочена за счет делеции участка полипептидной цепи, куда во `многих случаях входит последовательность, охватывающая пограничный участок между вариабельной и постоянной областями цепи.

Аналогичную делецию удалось получить экспериментально при анализе мутантов миеломных клеток мыши (Milstein е. а., 1974), причем в последнем случае точно известно, что делеция возникла после объединения V- и С-генов, так как клетки исходной линии синтезировали тяжелые цепи нормальной длины.

Источник: http://meduniver.com