Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

24.4: هيكل الجسم المضاد
فهرس المحتويات

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Antibody Structure
 
نسخة طبق الأصل

24.4: هيكل الجسم المضاد

نظره عامه

الأجسام المضادة ، و المعروفة أيضا باسم الجلوبولين المناعي (Ig) ، وهي تلعب دوراً أساسياً في جهاز المناعة التكيفي. يتم إنتاج هذه البروتينات المرتبطة بالمستضد بواسطة الخلايا البائية وتشكل ٢٠ بالمائة من إجمالي بلازما الدم بالوزن. في الثدييات ، تنقسم الأجسام المضادة إلى خمس فئات مختلفة ، كل منها يثير استجابة بيولوجية مختلفة عند الارتباط بالمستضد.

هيكل الأجسام المضادة على شكل Y يتكون من أربع سلاسل متعددة الببتيد

تتكون الأجسام المضادة من أربع سلاسل متعددة الببتيد: سلسلتان ثقيلتان متطابقتان تحتوي كل منهما على ما يقرب من ٤٤٠ حمض أميني ، وسلسلتان خفيفتان متطابقتان تتكون كل منهما من ٢٢٠ حمض أميني تقريباً. يتم ترتيب هذه السلاسل في هيكل على شكل Y يتم تثبيته معاً بواسطة مجموعة من روابط ثنائي الكبريتيد التساهمية والروابط غير التساهمية. علاوة على ذلك ، تحمل معظم الأجسام المضادة بقايا السكر. تسمى عملية إضافة سلاسل السكر الجانبية إلى البروتين بالارتباط بالجليكوزيل.

الوحدات الفرعية للجسم المضاد لها وظائف مختلفة

تساهم كل من السلسلة الخفيفة والسلسلة الثقيلة في موقع ارتباط المستضد عند كل طرف من أطراف بنية Y. هذه الأحماض الأمينية ١١٠-١٣٠ متغيرة بدرجة كبيرة للسماح بالتعرف على عدد غير محدود تقريباً من المستضدات. تسمى هذه المنطقة أيضاً المنطقة المتغيرة وهي جزء من جزء الربط الخاص بالمستضد.

كل ذراع للوحدة على شكل حرف Y يحمل موقع ربط مستضد متطابق. يمكن للأجسام المضادة أن تربط المستضدات المتشابكة: عندما ترتبط ذراع واحدة بمستضد واحد وترتبط الذراع الأخرى بمستضد ثانٍ متطابق هيكلياً. يتم تسهيل الربط المتقاطع من خلال منطقة المفصلة المرنة التي تربط أذرع الجسم المضاد بالساق وتسمح بمسافات متغيرة بين مواقع ربط المستضد. يتم بعد ذلك ابتلاع المشابك الكبيرة من المستضدات المتشابكة بسرعة أكبر وبسهولة بواسطة البلعمية الكبيرة ، مما يؤدي إلى إزالة كميات أكبر من المستضد دفعة واحدة.

تسمى المنطقة الجذعية للجسم المضاد أيضاً الجزء القابل للتبلور (Fc) وتحدد وظيفة المستجيب للجسم المضاد. عبر مجال الجزء القابل للتبلور ، يمكن أن يتفاعل الجسم المضاد مع مستقبلات الجزء القابل للتبلور على الخلايا المناعية الأخرى ، مثل الخلايا البائية والبلعمية والخلايا البدينة. غالباً ما تكون منطقة الجزء القابل للتبلور مرتبطة بالجليكوزيل ، مما يعيق أو يسمح بالوصول إلى مستقبلات الجزء القابل للتبلور. وبالتالي ، فإن تغيير حالة الارتباط بالجليكوزيل في الجسم المضاد يسمح بالتعديل السريع لوظيفة الجسم المضاد.

الثدييات لديها خمس فئات من الأجسام المضادة

تصنف الأجسام المضادة حسب عدد هياكلها ذات شكل Y ونوع السلاسل الثقيلة. تحتوي الأجسام المضادة من فئة IgD و IgE و IgG على هيكل واحد على شكل Y ، مما يوفر موقعين متطابقين لربط مستضد عند أطراف أذرعهم. بمصطلحات علمية أكثر: لديهم تكافؤ اثنين. ومع ذلك ، يختلف IgD و IgE و IgG في تكوين روابط ثنائي الكبريتيد وغير تساهمية بين سلسلتيهما الثقيلتين. يمكن أن يحدث IgA كمونومر أو ثنائى ، يشبه اثنين من Y المنضمين عند قاعدتهما. بصفته ثنائياً ، يحتوي IgA على أربعة مواقع متطابقة لربط مستضد _ تكافؤ من أربعة. يمكن أن يحدث IgM كمونومر ولكن غالباً ما يتم مواجهته على شكل خماسي ، مما يمنحه تكافؤاً قدره ١٠.

الفئات الخمس من الأجسام المضادة تؤدي وظائف المناعة المختلفة

الأجسام المضادة IgG هي أكثر جزيئات الأجسام المضادة وفرة في الدم ويتم إفرازها بكميات كبيرة عند مواجهة باثوجينات معينة للمرة الثانية. تساهم الأجسام المضادة IgG في القضاء على الباثوجينات بعدة طرق. إنهم يطهون الباثوجينات لتحفيز البلعمة عن طريق البلعمية الكبيرة أو العدلات. يتم تعزيز نشاط هذه الخلايا البلعمية من خلال النظام المكمل ، وهو سلسلة من البروتينات الأنزيمية. يتم تشغيل النظام المكمل نفسه بواسطة IgG. علاوة على ذلك ، فإن الأجسام المضادة IgG هي الأجسام المضادة الوحيدة التي يمكنها عبور المشيمة من الأم إلى الجنين. يتم إفرازها أيضاً في حليب الأم ، مما يوفر مناعة سلبية تحمي الرضيع من العدوى.

يحمي IgA الأسطح المخاطية مثل الجهاز الهضمي و الجهاز التنفسي و المسالك البولية التناسلية. إنه في المقام الأول يحيد البكتيريا ، ويمنع حركتها عبر الظهارة. يتم إفراز IgA أيضاً في المخاط والدموع واللعاب واللبأ (إفراز ثدي الأم الغني بالأجسام المضادة في الأيام الأولى بعد الولادة). يوجد IgA على شكل ثنائى عندما يتم إفرازه وكمونومر في سوائل الجسم.

مونومرات فئة IgM هي أول من يظهر على الخلايا البائية الساذجة. IgMs هي الفئة الرئيسية من الأجسام المضادة التي تفرزها الخلايا البائية استجابةً للتعرض الأول لمستضد _ استجابة الجسم المضاد الأولية. عندما يرتبط مستضد بجزيء IgM ، فإنه ينشط النظام المكمل ويحيد الباثوجينات.

وظائف الأجسام المضادة IGD ليست مفهومة جيدا و لكن يبدو أنها تشبه وظائف IgM.

من الصعب دراسة IgE نظراً لانخفاض مستوياتها في سوائل الجسم وهي معروفة في الغالب بتأثيرها السلبي على رفاهية الإنسان: الحساسية. أثناء رد الفعل التحسسي ، يرتبط IgE بمستضده المشابه. بعد ذلك ، ترتبط منطقة الجزء القابل للبلورة من IgE بالخلايا البدينة والخلايا القاعدية ، وهي نوع من خلايا الدم البيضاء. يؤدي تفاعل IgE ومستقبل الجزء القابل للبلورة على سطح الخلية إلى إطلاق الهيستامين والإنترلوكينات ، والتي بدورها تسبب أعراض الحساسية مثل العطس والحكة.

يتم إنتاج الأجسام المضادة للبحث والتشخيص والعلاج في الحيوانات

تُعد الأجسام المضادة أداة مهمة في العديد من تخصصات البحث وكذلك في تشخيص المرض وعلاجه في بعض الأحيان. لإنتاج الأجسام المضادة ، يتم حقن مستضد في مزرعة أو حيوان معمل ، غالباً الأرانب أو الدجاج أو الهامستر أو الماعز ، ثم يتم عزله لاحقاً من دم الحيوان.


قراءات مُقترحة

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter