FoodPro Preloader

Hvordan gjenkjenner hvite blodlegemer inntrengere?


Philippa Marrack er en immunolog støttet av Howard Hughes Medical Institute i Department of Medicine ved National Jewish Medical and Research Center i Denver, Colo. I 1994 vant Marrack og hennes ektemann, John W. Kappler, den prestisjetunge Louisa Gross Horwitz-prisen tildelt av Columbia University.

Philippa Marrack er en immunolog støttet av Howard Hughes Medical Institute i Department of Medicine ved National Jewish Medical and Research Center i Denver, Colo. I 1994 vant Marrack og hennes ektemann, John W. Kappler, den prestisjetunge Louisa Gross Horwitz-prisen tildelt av Columbia University. Her er svaret hennes.

Kroppen har mange måter å gjenkjenne invaders på. Noen av disse er trolig evolusjonært veldig gamle og arvet fra våre urvertebrate forfedre. For eksempel gjenkjenner kroppen kjemiske strukturer som er laget av bakterier og ganske forskjellig fra kjemikalier fremstilt av høyere organismer. Disse kjemiske strukturer inkluderer de spesielle karbohydrater (sukkerarter) og lipider som omgir bakterier og peptider, slik som aminosyreformylmetionin, hvilke bakterier setter i begynnelsen av alle deres proteiner.

Når kroppen oppdager disse spesielle kjemiske strukturer, aktiverer den flere prosesser som fører til ødeleggelse av bakterien. Disse prosessene inkluderer økt bevegelse av blodceller til stedet der inntrenger har kommet inn i kroppen, økt fagocytose (spising) av blodceller og aktivering av enzymer i blodet som kan skape hull i bakterier og dermed ødelegge dem.

Bilde: University of Virginia

KILLER T CELL binder til en reseptor på overflaten av en celle som er infisert med et virus, og forårsaker at cellen blir ødelagt.

Vertebrater som mus og menn har utviklet ytterligere måter å gjenkjenne invaders. Disse mekanismene bruker antistoffmolekyler på blodceller kalt B- celler og ab (alpha beta) eller gd (gamma delta) reseptorer på blodceller kalt T- celler. Disse reseptorene er skapt av en omlegging av gener under utviklingen av T- og B- celler.

For eksempel er a-kjeden av ab- T -cellereceptoren et enkelt polypeptid som består av tre forskjellige segmenter: Va, Ja og Ca. Det er bare ett Ca-gen, men det er omtrent 50 Va og 50 Ja-gener. Når en T- celle utvikler seg, velger den tilfeldig en av 50 Va-gener og beveger den ved siden av en av de 50 Ja-gener. Ofte vil tilfeldige nukleotider (biter av DNA) subtraheres eller legges til det punkt hvor Va-genet ligger ved siden av Ja-genet.

Derfor kan T- celler skape minst 50 2 eller 2500 forskjellige gener på DNA-a-kjeden, og faktisk, på grunn av de tilfeldige nukleotidene, er tallet sannsynligvis mye større. Lignende prosesser fører til de omorganiserte gener som koder for T- celle-reseptor "b" -kjedergener, og også til T -cellereceptor g- og d-gener og antistoffgener.

På grunn av disse omleggingene har hver av de ca. 10 12 B- celler og 10 12 T- celler i et menneske en annen reseptor på overflaten. Disse B- og T- cellene finnes i blodet og lymfesystemet i kroppen i det som kalles hvilestatus - det vil si at de ikke gjør noe påviselig. Når en B- eller T- celle møter en invader som kan binde seg til reseptoren, deler cellen imidlertid mange ganger og skaper så mange datterceller. Hver har reseptorer som er de samme som, eller ligner på samme måte som foreldrene. Derfor skaper kontakt med inntrenger fra noen få B- og T- celler mange flere som kan reagere med inntrengeren.

I denne delen oppretter T- og B- cellene også såkalte effektor- og minneceller. Effector-celler virker for å bli kvitt inntrengeren. For eksempel utskiller effektor B- celler, kalt plasmaceller, antistoffmolekyler som binder til invaderende bakterier og virus og bidrar til å eliminere dem fra kroppen. En type effektor- T- celle, kalt en cytotoksisk T- celle, dreper virusinfiserte celler og forhindrer dermed spredning. Minnekildene overlever for å beskytte sin vert mot ytterligere infeksjoner av samme inntrenger.

B- celler som bærer antistoffer og T- celler som bærer ab- eller gd-reseptorer, gjenkjenner utseendet til en invaderer i kroppen på forskjellige måter. B- celleantistoffer binder seg til den invaderende partikkelen, slik som en bakterie, i form som den kommer inn i kroppen. De ab-reseptorbærende T- cellene binder ikke inntrengeren direkte. I stedet binder de til peptidfragmenter laget av invaderens proteiner. Disse fragmentene er opprettet i andre celler. For eksempel må virus invadere vertsceller for å øke i antall. Der produserer de sine egne proteiner og kopier av sine gener.

Noen av de virale proteiner blir imidlertid tygget opp i peptider av de invaderte cellene. Disse peptidene binder seg til proteiner som kalles store histokompatibilitets-komplekse (MHC) proteiner. Det er denne kombinasjonen av viruspeptid og MHC-protein som ab T -cellereceptorene gjenkjenner.

Det er fortsatt ikke sikkert hvordan gd-reseptorbærende T-celler gjenkjenner inntrengere. En hypotese er at de reagerer med skadede celler, det vil si, i stedet for å gjenkjenne inntrengeren direkte, gjenkjenner de skadene som invaderen har gjort mot verten.

Disse forskjellige måtene å gå inn på noe fremmed som er kommet inn i kroppen, antas å fungere som sikkerhetskopier for hverandre. De gamle systemene reagerer med kjemikalier som er svært forskjellige mellom bakterier og pattedyr. B- celler og deres antistoffer reagerer direkte med invaderende organismer og hjelper til med å kvitte seg med kroppen. Ab- T- cellene reagerer kun med fragmenter av invaderende organismer assosiert med celler. Disse cellene hjelper derfor kroppen til å avvise organismer, for eksempel virus eller tuberkulose bakterier, som finnes i celler. Ab- T- cellene er også gode til å reagere med andre celler i immunsystemet, slik som B- celler. Og gd- T- cellene reagerer med skadede vertsceller.

Selv om en invaderende organisme kan utvikle seg slik at den kan unngå en av disse anerkjennelsesmetodene, er det nesten umulig for en inntrenger å unngå alle former for immunitet. Derfor er høyere vertebrater godt beskyttet mot de fleste organismer.

Siste nytt

Nedskalert: Ny Nano-enhet kan veie enkeltmolekylerHvorfor "Venus Rainbow" er egentlig en herlighetForskere lager første rom-temperatur single-electron transistorLong-Locked Genome of Ancient Man SequencedIslamic Artisans konstruert eksotisk nonrepeating mønster 500 år før matematikereKan et tall løse klimaendringene?Exxon Valdez la til hvileContinent-Wide Telescope bringer galaktisk svart hull i fokus