Antikörper
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Zusammenfassung
Antikörper, Antigene & somatische Rekombination
Antikörper sind Schutzstoffe, die hergestellt werden, wenn der Körper das Eindringen von körperfremdem Material erkennt. Diese Fremdkörper werden als Antigene bezeichnet. Antigene kommen typischerweise auf der Zelloberfläche von Bakterien, Pilzen und Viren vor. Antikörper sind Proteine, die zu der Gruppe der Globuline gehören. Diese Gruppe ist dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Eiweissmolekül und einer oder mehreren Zuckergruppen aufgebaut sind. Antikörper werden im Rahmen der erworbenen Immunantwort in grosser Menge von Plasmazellen produziert. Etwa unterschiedliche Antikörpertypen existieren in unseren Körpern. Diese Vielfalt lässt sich durch das Baukastenprinzip der DNA erklären, wodurch viele m-RNA Moleküle gebildet werden können.
Struktur und Funktion von Antikörpern
Die Struktur von Antikörpern hat einen direkten Einfluss auf deren Funktion. Die Antigenbindestelle des Antikörpers befindet sich in der variablen Region. Sie erkennt Antigene anhand einer charakteristischen Region, ihrem Epitop. Da das Epitop und die Antigenbindestelle perfekt ineinander passen, spricht man auch vom sogenannten Schlüssel-Schloss-Prinzip.
Struktur
- Variable Region: Region, die zu einem Antigen passt.
- Konstante Region: Region, die bei fast allen Antikörpern gleich ist.
- Disulfidbrücken: verbinden Aminosäureketten.
- Disulfidbrücken: verbinden Aminosäureketten.
- Leichte Kette: Bestandteil des Antikörpers.
- Schwere Kette: Bestandteil des Antikörpers.
Funktion
Die Struktur von Antikörpern hat einen Einfluss auf ihre Funktion und ermöglicht es ihnen, unterschiedliche Aufgaben auszuführen.
| Funktion | Definition |
| Neutralisierung | Spezifische Bindung an Antigene von Bakterien und Viren vermindert deren Wirkung (Bakterien werden teilungsunfähig, Viren können nicht in Körperzellen eindringen). |
| Agglutination | Zusammenballung und Verklumpung von Antigenen. |
| Präzipitation | Gelöste Giftstoffe werden durch die Bindung von Antikörpern unlöslich und fallen aus. |
| Opsonierung | Nach der Antikörper-Antigen-Bindung dient die konstante Region von Antikörpern als Markierung zur Vernichtung des Fremdkörpers durch Zellen des zellulären Immunsystems (Makrophagen). |
Klonale Selektion
Definition
Kommt es zum Kontakt zwischen dem Antikörper einer B-Zelle (gehören zu den weissen Blutzellen) und dem Antigen auf der Oberfläche einer Erregerzelle, beginnt die B-Zelle sich zu teilen und dadurch viele Klone herzustellen, die denselben Antikörpertyp produzieren. Dieses Phänomen wird als klonale Selektion beschrieben.
Ablauf
Jede B-Zelle trägt nur einen Antikörpertyp auf ihrer Oberfläche. Der jeweilige Antikörpertyp ist für die Bekämpfung nur eines bestimmten Antigens, das auf der Oberfläche eines Bakteriums oder Virus präsentiert wird, zuständig.
- Die Information über das Eindringen eines schädlichen Stoffs wird nur an die B-Zelle mit dem passenden Antikörper weitergegeben.
- Die B-Zelle klont sich daraufhin vielmals und produziert viele Tochterzellen.
- Mutter- und Tochterzellen entwickeln (differenzieren) sich zu Plasmazellen weiter. Plasmazellen dienen der Produktion und Ausschüttung von Antikörpern in grossen Massen.
Zweck
Für den Fall, dass einige der unzähligen Antigene in den menschlichen Körper eindringen können, stellen unsere Körper eine entsprechende Anzahl von Antigentypen zum Schutz zur Verfügung. Diese sind jedoch nur in kleinen Mengen vorhanden. Die klonale Selektion stellt sicher, dass nach Eindringen eines Antigentyps nur die Antikörpertypen in grossen Massen produziert, die wirklich benötigt werden. Eine komplexe Informationskette, die Makrophagen und T-Helferzellen beinhaltet, stellt sicher, dass Antikörper nur bei Bedarf produziert werden.
Somatische Rekombination
Definition
Die somatische Rekombination ist ein Prozess, bei dem eine Neukombination von Gensegmenten stattfindet, die die variable Region der Antikörper ausmachen.
Ablauf
In der Stammzellen DNA codieren zwei Genabschnitte (V, J) die leichte Kette eines Antikörpers und ein Genabschnitt (C) die schwere Kette. Es gibt V-Genabschnitte und J-Genabschnitte, die bei der Differenzierung zur B-Zelle zufällig zu Prä-m-RNA-Molekülen miteinander kombiniert werden. Im Laufe der Transkription kann die Prä-m-RNA in mehrere Variationen umstrukturiert werden, wodurch zusätzlich unterschiedliche Antikörper in der Translation gebildet werden. Auf diese Weise können Billionen Varianten eines Antikörpers entstehen.
Info
Die Möglichkeit Genabschnitte auf der DNA untereinander kombinieren zu können, um unterschiedliche Proteine herzustellen, wird auch als DNA-Baukastenprinzip bezeichnet.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Was sind Antikörper?
Antikörper sind Schutzstoffe des Körpers, die als Reaktion auf Antigene gebildet werden.
Was sind Antigene?
Antigene sind molekulare Eiweißstrukturen, die sich auf der Oberfläche von Bakterienzellen und Virenhüllen befinden und an die sich Antikörper binden können.
Was ist die klonale Selektion?
Die klonale Selektion beschreibt, wie die B-Zellen eines bestimmten Antikörpertyps identische Nachkommen erzeugen, um Antikörper in großen Massen herzustellen und Antigene effektiv zu bekämpfen.
Wo findet die somatische Rekombination statt?
Die somatische Rekombination findet in der DNA von Stammzellen statt.