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 $$300 \,Mio.$$​ 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

Funktion 

Die Struktur von Antikörpern hat einen Einfluss auf ihre Funktion und ermöglicht es ihnen, unterschiedliche Aufgaben auszuführen.

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. 

1. Die Information über das Eindringen eines schädlichen Stoffs wird nur an die B-Zelle mit dem passenden Antikörper weitergegeben. 
2. Die B-Zelle klont sich daraufhin vielmals und produziert viele Tochterzellen. 
3. 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 $$200$$​ V-Genabschnitte und $$4$$​ 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.

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