A kevés génünk is elég a kórokozók elleni védekezéshez

dns.jpgAz emberi szervezet a mindennapok során számos idegen anyaggal találkozik. Azt, hogy ezek ellen fellép-e, és ha igen, akkor milyen formában, az immunrendszer dönti el. Az immunrendszert számos molekula és sejtes elem építi fel. Ezek közül kiemelkedő szerepük van a limfoctáknak (B-sejtek, T-sejtek), amik a felszínükön található receptorok segítségével felismerik a testidegen anyagokat, és többféle módon elpusztítják azokat. De hogy lehet az, hogy ennyi különböző szerkezetű idegen anyagot felismer a szervezetünk? A válasz a receptorok szerkezetében, és az azokat kódoló génekben keresendő.

Hogy képzeljek el egy receptort?

A receptorok a sejtek felszínén találhnevtelenfggjdfgj.pngatóak, és más sejtek, molekulák kapcsolódnak hozzá. Ez tulajdonképpen a „sejt keze”, amivel „megfogja” a különféle anyagokat.

Most nézzünk meg kicsit közelebbről egy B-sejt receptort, ami több fehérjeláncból épül fel. A szerkezetet vizsgálhatjuk a láncok tömege alapján: van egy úgynevezett könnyű lánc (ez az ábrán zöld) és van egy nehéz lánc (ez pedig a kék).

Egy másik szempont szerint pedig elkülönítünk egy konstans részt, ami minden B-sejtben egyforma (ezeket jelöli a kép sötét színekkel) és egy variábilis részt, ami B-sejtenként eltérő (ezek a világosabb színűek). Kicsit olyan ez, mint amilyenek az emberek: alapvetően egyformák vagyunk, de vannak olyanok, akiknek kicsit hosszabbak az ujjai vagy szélesebb a tenyere. Ezek szerint nem minden B-sejt receptor egyforma, és a variábilis részben tapasztalt eltérések alapján eltérő kórokozókat ismernek fel.

Miből lesz a B-sejt receptor?

A szervezet a DNS-ben tárolt információ alapján állítja elő a fehérjéket. A nehézláncot kódoló génszakasz két részre bontható: a konstans és a variábilis részt kódoló szakaszra. A variábilis részt kódoló szakasz pedig további három részre bontható: V, D és J régióra.

A DNS olyan, mint egy kazetta szalagja – végig halad mellette egy leolvasó, ami után aztán nem zenét hallunk, hanem egy fehérjét kapunk. Egy szalagrészről egy szám játszható le, egy DNS szakaszról egy fehérje keletkezik.

A B-sejt receptorok szintézise során azonban még számolnunk kell egy közbülső lépéssel. Ennek a lépésnek a során a DNS egyes szakaszai áthelyeződnek.

nevtelen.png

Ezt a lépést egy három színű (a képen vörös, zöld és ibolya) szalaggal tehetjük szemléletessé. A zöldből és az ibolyából kivágunk egy-egy részt, és összevarrjuk. Aztán a vörösből is kivágunk egy részt, és hozzávarrjuk az előbbihez. Így aztán sokféle kisebb szalagot kaphatunk, amelyekről „sok szám játszható le” – sokféle fehérje, tehát B-sejt receptor készülhet.

S ez még csak a nehéz lánc volt! A könnyű lánc variábilis régió-kódoló szakaszból kétféle van. Ez már olyan fokú sokféleséget képez, hogy (más mechanizmusokkal kiegészülve) képesek vagyunk megvédeni magunkat a körülöttünk lévő kórokozóktól.

Nobel 1987.

Az előbb leírt jelenséget szomatikus génátrendeződésnek hívjuk. Azt már régóta tudtuk, hogy a szervezetünk nagyon sokféle baktérium, vírus és más mikroorganizmus ellen fel tud lépni, de úgy gondoltuk, hogy nincs elegendő mennyiségű DNS-ünk ahhoz, hogy ilyen sokféle receptort „gyártsunk le”. Az előbb ismertetett folyamat felfedezésével a genetikai rejtélyt végül Susumi Tonegawa fejtette meg, akit ezért 1987-ben Nobel-díjjal jutalmaztak.

A jelenség felismerése új lehetőségeket nyitott meg a védőoltások kifejlesztésében, a szervátültetésben, valamint az autoimmun betegségek kutatásában, vagyis az olyan kórképek elemzésében, ahol a szervezet saját sejtjét ismeri fel idegenként, és lép fel ellene.

Képek:
Flickr / Jorge C. Lucero
British Society of Immunology
Nobleprize.com

Felhasznált irodalom:
Falus, A. szerk. (2007): Az immunológia alapjai. Semmelweis Kiadó, Budapest
Nobelprize.com (2016): Press Release.

http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1987/press.html