Vasta-aine

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Immunoglobuliinin rakenne Jokainen vasta-aine sitoo tietyn antigeenin; samanlainen vuorovaikutus kuin lukko ja avain.

Vasta-aineet eli immunoglobuliinit (Ig) ovat immuunijärjestelmään kuuluvia liukoisia glykoproteiineja, joiden avulla elimistö tunnistaa vieraita organismeja tai niiden osia. Jokainen vasta-aine tunnistaa tietyn antigeenin. Vasta-aineita syntetisoivat ja erittävät plasmasoluiksi muuntuneet immuunijärjestelmän B-lymfosyytit eli B-solut. Vasta-aineen esiasteet toimivat B-solujen reseptoreina. Aktivoituessaan B-solu alkaa tuottaa ja erittää reseptorinsa kaltaisia vasta-aineita. Vasta-aineiden tuotanto on liukoisen puolustusjärjestelmän päätehtävä.[1]

Virheellisesti toimivat vasta-aineet reagoivat elimistön omien kudosten soluihin. Yhdessä virheellisesti toimivien imusolujen kanssa virheelliset vasta-aineet aiheuttavat autoimmuunisairauksia, kuten diabetestä ja nivelreumaa.[2]

Rakenne[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

1. Fab-alue (antigeeniin sitoutuva osa)
2. Fc-alue (kiteytyvä osa)
3. Raskasketju (sininen) yhdellä variaabelidomeenilla (VH) seuranaan vakiodomeeni (CH1), rikkisilta (hinge region) ja kaksi vakiodomeenia (CH2 ja CH3) .
4. kevytketju (vihreä) yhdellä variaabelidomeenilla (VL) ja yhdellä vakiodomeenilla (CL)
5. Antigeenin tunnistus- ja sitoutumisalue (paratope)
6. Rikkisilta (Punainen).

Immunoglobuliinit ovat Y:n muotoisia proteiineja, jotka koostuvat neljästä polypeptidiketjusta: kahdesta identtisestä kevytketjusta ja kahdesta identtisestä raskasketjusta, jotka kiinnittyvät toisiinsa rikkisilloilla. Vasta-aine voi koostua yhdestä tai useammasta immunoglobuliinista.

Sekä raskasketjuissa että kevytketjuissa on yksi variaabeli domeeni. Kevytketjussa on lisäksi yksi vakiodomeeni ja raskasketjussa kolme. Variaabelit domeenit vastaavat antigeenien tunnistuksesta. Niiden monimuotoisuus selittää myös sen, miten on mahdollista, että immunoglobuliinit ovat spesifisiä, mutta elimistö pystyy kuitenkin tunnistamaan lukuisan määrän vieraita partikkeleita.

Kevytketjut[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kevytketjut koostuvat variaabelista domeenista (VL), vakiodomeenista (CL) ja nämä J-segmentistä (joining, liittävä). J-segmentti koodaa 13 aminohapon aluetta kevytketjussa. Kevytketjujen geeniperheitä on kaksi, κ ja λ.

Ihmisen perimän κ-perheessä on 76 eri variaabelia geeniä, 5 eri J-segmenttiä, ja 1 vakiogeeni. λ-perheessä on noin 300 variaabelia geeniä, ja noin 6 JC-geeniparia.

Raskasketjut[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Raskasketjut muodostuvat pääasiassa variaabelista domeenista (VH) ja kolmesta vakiodomeenista (CH). Näiden välissä on lisäksi J-segmentti ja D-segmentti (diversity, monipuolisuus).

Isotyypit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Immunoglobuliinit jaetaan isotyyppeihin (luokkiin) niiden raskasketjujen vakiodomeenien mukaan. Isotyyppejä on viisi: IgG, IgA, IgM, IgD ja IgE. Näitä vastaavat raskasketjut ovat γ, α, μ, δ ja ε.

IgG on immunoglobuliineista yleisin. Se esiintyy monomeerisenä. IgG voi kulkeutua istukan läpi ja suojella sikiötä, kun sen oma immuunijärjestelmä ei vielä ole kehittynyt.

Lymfosyytit ilmentävät yleensä vain yhtä isotyyppiä kerrallaan, mutta joissain tapauksissa solun isotyyppi saattaa muuttua solunjakautumisen yhteydessä.

Nisäkkäiden vasta-aineiden isotyypit
Nimi Tyyppejä Kuvaus Vasta-aineen kompleksi
IgA 2 Esiintyy limakalvoilla, kuten suolistossa ja hengityselimissä.[3] Esiintyy myös syljessä, kyynelissä ja rintamaidossa. Some antibodies form complexes that bind to multiple antigen molecules.
IgD 1 Toimii pääasiassa antigeenin vastaanottajana B-soluissa jotka eivät ole altistuneet antigeeneille.[4] Sen on osoitettu aktivoivan basophils ja syöttösoluja tuottamaan antimikrobiologisia tekijöitä.[5]
IgE 1 Sitoutuu allergeeniin ja laukaisee histamiinin syöttösolusta ja basophilsta, ja on mukana allergiassa. Suojaa myös loismadoilta.[1]
IgG 4 Neljässä muodossaan toimittaa pääosan vasta-aineiden suojasta tunkeutuvia patogeeneja vastaan.[1] Ainoa vasta-aine joka pystyy ohittamaan istukan ja antamaan passiivisen suojan sikiölle.
IgM 1 Expressed on the surface of B cells (monomer) and in a secreted form (pentamer) with very high avidity. Eliminates pathogens in the early stages of B cell mediated (humoral) immunity before there is sufficient IgG.[1][4]

Monimuotoisuus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Nisäkkäät voivat tuottaa 106–108 erilaista vasta-ainemolekyyliä. Geneettinen monimuotoisuus selittää tästä vain murto-osan.

VDJ-rekombinaatio[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

V- D- ja J-geenisekvenssien päissä on konservoituneita nukleotidisekvenssejä, joiden kohdalta geenisegmentit yhdistetään. Yhdistämisen yhteydessä entsyymit poistavat ja lisäävät nukleotideja yhdistymiskohtaan, mikä luo vaihtelua vasta-aineisiin. VJ-yhdistymiskohta on osa antigeeniä sitovaa kohtaa ja osallistuu kontaktien luomiseen kevyt- ja raskasketjun välillä. (Jos lisättyjen nukleotidien määrä ei ole jaettu kolmella, geenin lukukehys muuttuu ja geeniä ei voi ekspressoida.)

Somaattiset mutaatiot[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Vasta-aineiden monimuotoisuuden takana on myös somaattisia mutaatioita, joita tapahtuu B-solujen klonaalisen lisääntymisen yhteydessä. Somaattinen mutaatio kohdistuu joka 1000:een DNA:n emäkseen. Somaattisen mutaation ansiosta puolet alkuperäisen solun jälkeläisistä kantaa mutaatiota.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b c d Pier GB, Lyczak JB, Wetzler LM (2004). Immunology, Infection, and Immunity. ASM Press. ISBN 1-55581-246-5. 
  2. Pertti Mustajoki: Autoimmuunisairaudet Duodecim Terveyskirjasto. 5.5.2014. Viitattu 12.8.2014.
  3. Underdown B, Schiff J (1986). "Immunoglobulin A: strategic defense initiative at the mucosal surface". Annu Rev Immunol 4 (1): 389–417. doi:10.1146/annurev.iy.04.040186.002133. PMID 3518747. 
  4. a b Geisberger R, Lamers M, Achatz G (2006). "The riddle of the dual expression of IgM and IgD". Immunology 118 (4): 060526021554006––. doi:10.1111/j.1365-2567.2006.02386.x. PMID 16895553. 
  5. Chen K, Xu W, Wilson M, He B, Miller NW, Bengtén E, Edholm ES, Santini PA, Rath P, Chiu A, Cattalini M, Litzman J, B Bussel J, Huang B, Meini A, Riesbeck K, Cunningham-Rundles C, Plebani A, Cerutti A (2009). "Immunoglobulin D enhances immune surveillance by activating antimicrobial, proinflammatory and B cell-stimulating programs in basophils". Nature Immunology 10 (8): 889–898. doi:10.1038/ni.1748. PMID 19561614.