Главная


Люстры в гусь хрустальном.

Эволюция генов иммуноглобулинов

Еще в 1966 г. Хилл и др. предположили, что в ходе эволюции белков семейства иммуноглобулинов происходила дупликация генов. Анализируя первую полученную последовательность аминокислот одного иммуноглобулина, Эдельман и Голл в 1969 г. выдвинули предположение, что иммуноглобулины построены из дискретных гомологичных субъединиц (доменов), каждая из которых возникла от общего предшественника и затем эволюционировала в направлении выполнения определенной биологической функции.

Сводка имеющихся к настоящему времени данных о функции доменов иммуноглобулинов С человека

Домены Функция
VH+VL Связывание антигена
Нековалентное соединение Н- и L-цепей
СH1 + С1 Нековалентное соединение Н- и L-цепей
  «Вставка» между областями, ответственными за связывание антигена и эффекторные функции
  Ковалентное соединение Н- и L-цепей
СН2 Связывание C1g
Контроль катаболизма
CH3 Взаимодействие с Fc-рецепторами микрофагов и моноцитов
Нековалентное связывание Н-цепей
CH1+CH3 Взаимодействие с белком А
Staphylococcus aureus
Взаимодействие с Fc-рецепторами на
  а) синцитиотрофобластах плаценты,
б) нейтрофилах,
в) цитотоксических К-клетках,
г) кишечных эпителиальных клетках (у новорожденных животных некоторых видов)

Гены вариабельных областей дивергировали относительно рано от генов константных областей. На основе различной интерпретации данных о гомологии можно построить различающиеся варианты схемы эволюции генов константных областей тяжелых цепей

Две гипотетические схемы возможного генетического развития, приведшего к образованию группы генов константных областей тяжелых цепей

Каждый прямоугольник обозначает домен константной области. Внутренняя дупликация доменов, приводящая к появлению удлиненных С-генов,
показана неразветвленной стрелкой. Дупликации части генома с образованием новых С-генов обозначены скобками и разветвленными стрелками.
Сбоку показано эволюционное дерево для каждой из схем.

Предковый ген, кодирующий белок, равный по размеру домену, на первом этапе дуплицировался, и дупликация повторялась на этапах 2 и 3, что привело к появлению первичной тяжелой цепи. Последняя затем дуплицировалась с образованием предшественника цепей мю, дельта и альфа и предшественника цепей гамма и эпсилон, и, как показано на схеме, каждый из них вновь дуплицировался и затем дивергировал с образованием генов, кодирующих соответствующие цепи. Все эти события происходили на одной хромосоме для генов тяжелых цепей. На ранних этапах эволюции предковый генный комплекс V-C мог быть перенесен на две другие хромосомы, которые стали нести информацию для двух классов легких цепей — каппа и лямбда. Гены константных областей лямбда-цепей затем могли дуплицироваться с образованием разных изотипов.