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24.4: La estructura de los anticuerpos
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Antibody Structure
 
TRANSCRIPCIÓN

24.4: La estructura de los anticuerpos

Visión general

Los anticuerpos, también conocidos como inmunoglobulinas (Ig), son actores esenciales del sistema inmunitario adaptativo. Estas proteínas de unión a antígenos son producidas por las células B y forman el 20 por ciento del plasma sanguíneo total en peso. En los mamíferos, los anticuerpos se dividen en cinco clases diferentes, y cada una provoca una respuesta biológica diferente sobre la unión de antígenos.

La estructura en forma de Y de los anticuerpos consiste en cuatro cadenas de polipéptidos

Los anticuerpos consisten en cuatro cadenas de polipéptidos: dos cadenas pesadas idénticas de aproximadamente 440 aminoácidos cada una, y dos cadenas ligeras idénticas compuestas de aproximadamente 220 aminoácidos cada una. Estas cadenas están dispuestas en una estructura en forma de Y que se mantiene unida por una combinación de enlaces disulfuro covalentes y no covalentes. Además, la mayoría de los anticuerpos transportan residuos de azúcar. El proceso de adición de cadenas laterales de azúcar a una proteína se llama glicosilación.

Las subunidades de un anticuerpo tienen diferentes funciones

Tanto la cadena ligera como la cadena pesada contribuyen al sitio de unión de antígenos en cada una de las puntas de la estructura Y. Estos 110-130 aminoácidos son muy variables para permitir el reconocimiento de un número casi ilimitado de antígenos. Esta región también se denomina región variable y forma parte del fragmento de enlace de antígeno.

Cada brazo de la unidad en forma de Y lleva un sitio de unión al antígeno idéntico. Los anticuerpos pueden entrecruzar antígenos: cuando un brazo se une a un antígeno y el otro brazo se une a un segundo antígeno estructuralmente idéntico. La reticulación es facilitada por la región de bisagra flexible que conecta los brazos del anticuerpo con el tallo y permite distancias variables entre los sitios de unión de antígenos. Los macrófagos engullen con mayor rapidez y facilidad los grandes entramados de antígenos reticulados, eliminando mayores cantidades de antígeno de una sola vez.

La región madre del anticuerpo también se denomina región del fragmento cristalizable (Fc) y determina la función efectora del anticuerpo. A través del dominio Fc, el anticuerpo puede interactuar con los receptores Fc de otras células inmunitarias, como las células B, los macrófagos y las mastocitos. La región Fc suele estar glicosilada, dificultando o permitiendo el acceso del receptor Fc. Por lo tanto, la alteración del estado de glicosilación del anticuerpo permite una rápida modulación de la función del anticuerpo.

Los mamíferos tienen cinco clases de anticuerpos

Los anticuerpos se clasifican por su número de estructuras en forma de Y y el tipo de cadenas pesadas. Los anticuerpos de la clase IgD, IgE e IgG tienen una sola estructura en forma de Y, proporcionando dos sitios idénticos de unión de antígenos en las puntas de sus brazos. En términos más científicos: tienen una valencia de dos. Sin embargo, los IgD, IgE e IgG difieren en la composición de los enlaces disulfuros y no covalentes entre sus dos cadenas pesadas. La IgA puede presentarse como un monómero o como un dímero, que se asemeja a dos Y que se unen en su base. Como dímero, la IgA tiene cuatro sitios idénticos de unión de antígenos: una valencia de cuatro. La IgM puede ocurrir como un monómero, pero se encuentra más a menudo como un pentámero, dándole una valencia de 10.

Las cinco clases de anticuerpos desencadenan funciones inmunitarias distintas

Los anticuerpos IgG son las moléculas de anticuerpos más abundantes en la sangre y se secretan en grandes volúmenes cuando se encuentra un patógeno específico por segunda vez. Los IgG contribuyen a la eliminación de patógenos de varias maneras. Marcan a los patógenos para desencadenar la fagocitosis por los macrófagos o neutrófilos. La actividad de estas células fagocíticas se ve reforzada por el sistema de complemento, una cascada de proteínas enzimáticas. El sistema de complemento es activado por los IgG. Además, los IgG son los únicos anticuerpos que pueden atravesar la placenta de la madre al feto. También se secretan en la leche materna, ofreciendo así inmunidad pasiva que protege al bebé de las infecciones.

La IgA protege las superficies mucosas como las vías gastrointestinal, respiratoria y urogenital. Neutraliza las bacterias, evitando su movimiento a través de los epitelios. La IgA también se secreta en el moco, las lágrimas, la saliva y el calostro (la secreción rica en anticuerpos de la mama de una madre durante los primeros días después de dar a luz). La IgA se presenta como un dímero cuando se secreta y como un monómero en los fluidos corporales.

Los monómeros de la clase IgM son los primeros en aparecer en células B inexpertas. Los IgM son la clase principal de anticuerpos que son secretados por las células B en respuesta a la primera exposición a un antígeno: la respuesta primaria de anticuerpos. Cuando un antígeno se une a una molécula de IgM, activa el sistema de complemento y neutraliza a los patógenos.

Las funciones de los anticuerpos IgD no se entienden bien, pero parecen parecerse a las de los IgM.

Los IgE son difíciles de estudiar debido a sus bajos niveles en fluidos corporales y son principalmente conocidos por su impacto negativo en el bienestar humano: las alergias. Durante una reacción alérgica, el IgE se une a su antígeno correspondiente. Posteriormente, la región Fc del IgE se une a los mastocitos y los basófilos, un tipo de glóbulo blanco. La interacción del IgE y el Fc-receptor en la superficie celular provoca la liberación de histaminas e interleucinas, que a su vez causan síntomas alérgicos como estornudos y picazón.

Los anticuerpos para la investigación, el diagnóstico y la terapia se producen en los animales

Los anticuerpos son una herramienta importante en muchas disciplinas de investigación, así como en el diagnóstico, y a veces el tratamiento de la enfermedad. Para producir anticuerpos, un antígeno se inyecta en un animal de granja o de laboratorio, a menudo conejos, pollos, hámsteres o cabras, y más tarde se aísla de la sangre del animal.


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