Чудесная жизнь клеток. Как мы живем и почему мы умираем - Льюис Уолперт Страница 40

Простейшие антитела представляют собой молекулы в форме буквы «Y». Антиген связывается в этом случае с двумя поднятыми вверх «руками». Обычно же антитела — это весьма сложные по структуре белки, имеющие дополнительные участки для связывания с антигенами. Базовая структура наиболее распространенного типа антител состоит из четырех коротких белковых цепочек — двух тяжелых и двух легких (последние легче за счет того, что располагают меньшим числом аминокислот). Концы этих цепочек сходятся вместе, образуя участки для связывания с антигенами. Именно последовательность аминокислот в участках для связывания с антигенами придает антителам неповторимость и разнообразие.

Установлено, что иммунная система способна вырабатывать многие триллионы различных молекул антител. Очевидно, что за выработку каждого отдельного типа антител не может отвечать отдельный ген, поскольку количество вариаций антител намного превышает общее количество генов в организме человека — их насчитывается около 30 тысяч. Вместо этого клетки изобрели весьма умный механизм, основанный на принципе соединения относительно небольшого количества генных сегментов в различных комбинациях, чтобы синтезировать белки антител. Например, комбинация так называемой «легкой цепочки» молекулы антитела определяется определенным участком одной из наших хромосом. В состав этого участка хромосомы входят наборы копий сегментов генов «V» и «J». Прежде чем может быть синтезировано антитело, один из отрезков сегмента гена «V», например отрезок V34, комбинируется с одним из отрезков сегмента гена «J», например J21, и создает последовательность цепочки ДНК, которая станет кодировать изменяемую часть легкой цепочки антитела. После того как эти изменения в структуре В-лимфоцита состоятся, ничего больше в нем меняться уже не будет — этот лимфоцит станет вырабатывать только антитела с отрезками сегментов V34 и J21, которые будут содержаться в легкой цепочке этих антител. В результате схожего процесса образуется и работающая генная матрица для синтеза «тяжелой цепочки» антитела.

Процесс комбинирования сегментов генных участков происходит в каждом развивающемся лимфоците. Эти комбинации способны привести к образованию гигантского разнообразия вариаций антител, исчисляемого миллиардами.

Комбинация молекул в разном порядке с целью придания получающимся образованиям различных функций является крайне важным и мощным инструментом в арсенале клеток.

Лимфоциты постоянно циркулируют в крови, но лишь некоторые из них столкнутся с конкретным антигеном и опознают его. Когда В-лимфоцит встречает антиген, который связывается с его антителом, то он начинает делиться и образует большое количество одинаковых клеток, предназначенных для производства и выделения в кровь этого конкретного антитела. Некоторые из этих клеток сохраняются в организме на протяжении длительного времени, так что если соответствующий антиген объявится вновь, то его сразу встретят готовые к борьбе лимфоциты. Этот механизм лежит в основе принципов вакцинации: иммунная система запоминает взаимодействие с антигеном, определяющим конкретный вредоносный микроорганизм — такой, как, например, вирус гриппа, — и если этот вирус вновь пойдет в атаку, организму будет чем ответить.

В число клеток, которые выявляют проникшие в организм антигены, входят макрофаги, В-лимфоциты и дендритные клетки иммунной системы, исполняющие эту функцию наиболее действенно. Недоразвившиеся дендритные клетки располагаются во всех разделах тканей человеческого организма. Когда они сталкиваются с вторгшейся в организм бактерией, они поглощают либо ее саму, либо продукты ее жизнедеятельности и затем находят и активируют Т-лимфоциты, чтобы те завершили работу по уничтожению инородного микроорганизма. При этом необходимо отметить, что для бактерий и вирусов, которые прячутся в атакуемых Т-лимфоцитами инфицированных клетках, антитела, производимые В-лимфоцитами, не страшны — их защищает оболочка клеток. То есть вся надежда тут на Т-лимфоциты. И в целом они со своей задачей справляются, вынуждая инфицированные клетки совершить самоубийство — апоптоз.

Рядом с Т-лимфоцитами действуют особые клетки, Т-помощники, которые сами бактерии и вирусы не убивают, но способствуют активизации как Т-лимфоцитов, так и макрофагов, побуждая их утилизировать остатки инородных тел, уничтоженных лимфоцитами.

Т-помощники являются объектами нападений вируса иммунодефицита. В вирусе иммунодефицита всего девять генов — ничтожное количество по сравнению с тем множеством проблем, которые этот вирус порождает. Главная же из них — это синдром иммунодефицита, при котором иммунная система начинает давать сбои, позволяя действовать в организме угрожающим жизни инфекциям. Когда вирус иммунодефицита проникает в клетку, он заставляет ее сделать ДНК-копию своих генов, которые затем помещаются среди генов клетки-хозяйки. Если этот вирус проникает в клетку Т-помощника, он доводит ее до истощения и неминуемой гибели. Когда же число Т-помощников в организме становится меньше определенного критического уровня, теряется иммунитет, и организм раскрывается инфекциям и раку. Создать вакцину против этого вируса, которым заражено до одного процента населения планеты, пока не удается.