Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 228
Текст из файла (страница 228)
Если в одном из 1ц -аллелей Ч- и 1-сегменты стыковались неудачно, то возможна ситуация, когда другой Ч-ген совершит «скачок» и соединится с одним из оставшихся сегментов 1, расположенных позади того, который перестроился ранее. Если такое соединение происходит путем неравного кроссинговера, 18 -локус, образованный в результате неправильной дупликации, все же способен обеспечивать соединение Ч- и С-генов, расположенных по обе стороны от этой дупликации. Эта модель объясняет природу необычных структур, обнаруживаемых в покусах с непродуктивной перестройкой. Они также могут быть объяснены сменяющими друг друга сериями внутрихромосомных делеций и инверсий.
В соответствии с данной моделью клетка осуществляет рекомбинацию Ч- и С- генов до тех пор, пока не будет достиг нута продуктивная перестройка. Аллельное исключение обусловливается подавлением дальнейшей перестройки сразу же после образования активной цепи. Эта обратная связь осуществляется независимо для покусов тяжелых и легких цепей (гены тяжелых цепей обычно перестраиваются первыми), однако в случае легких цепей это правило должно выполняться в равной мере для обоих семейств (клетки могут иметь активную цепь либо каппа-, либо лямбда-типа). Вероятно, каппа-гены перестраиваются раньше, и перестройка генов лямбда происходит только в том случае, если обе попытки перестроить каппа-гены оказались неудачными, Какая связь между соединением Ч- и С-генов и их активацией? Неперестроенные Ч„;гены не продуцируют РНК.
Только когда Ч -геп правильно соединяется с С -геном, образуемая генная единица транскрибируется. Однако последовательность, расположенная перед Ч-геном, не изменяется в процессе реакции соединения, и тот же самый промотор должен присутствовать в неперестроенных, непродуктивно перестроенных и продуктивно перестроенных генах. Означает ли это, что активация промоторов Ч-генов ка- ким-то образом зависит от последовательностей, расположенных дальше по ходу транскрипции? Если неэкспрессируемый аллель С„остается в эмбриональной конфигурации, он может транскрибироваться в непроцессируемую РНК размером 8,4 т.п.н., которая содержит также последовательности, расположенные перед С„-геном. Одно из возможных объяснений состоит в том, что активация промотора Ч„ происходит при транслокации этого гена к С„-области. Большие непродуктивпые перестройки большей частью не транскрибируются, и причина этого неизвестна.
Возможно, в процессе таких перестроек теряются некоторые необходимые сайты. В редких случаях образуется нефункциональная РНК. Дальнейшая рекомбинация ДНК обусловливает переключение классов иммуноглобулинов Класс иммуноглобулина определяется типом Сн-области. Так, например, 1цм соответствует Св-последовательность, 18Π— Сы 18Π— Ст, 1цŠ— С, и 18А — С„.
В каждый данный момент времени лимфоцит продуцирует иммуноглобулины одно~о класса, но в процессе развития нммунокомпетентной клетки классы могут сменять друг друга. Это явление сопровождается изменением в экспрессии гена Сн-области; оно получило название переключение класса. Данный феномен затрагивает Сн-ген, в то время как Чн-ген остается неизменным. Таким образом, один и тот же Чн-ген может успешно зкспрессироваться в сочетании с разными Сн-генами.
Легкая цепь продолжает функционировать без изменений на протяжении всех стадий развития лимфоцита. Следовательно, переключение класса допускает изменение типа эффекторного ответа (обусловливаемого Сн-областью), но оставляет неизменным антигенное распознавание (контролируемое Ч-районами). Экспрессия иммуноглобулинов незрелыми лимфоцитами всегда начинается с синтеза 1цМ. Клетки, образующие 1цМ, имеют эмбрионалыюе строение Сн-генов, характерное для зародышевой линии (рис. 39.7).
Ч вЂ” Π— 1- рекомбинации уже достаточно, чтобы запустить экспрессию Сн-гена. Изменения в экспрессии Сн-генов осуществляются двумя путями. Некоторые из них происходят на уровне процессинга РНК, однако большая часть этих изменений происходит путем дальнейших рекомбинаций ДНК. В этом процессе участвует система, отличная от той, которая функционирует при соелинении сегментов Ч вЂ” ГЭ вЂ” -1 (она может вступать в действие только после этого соединения). В клетках, экспрессирующих поздние Сн-гены, последовательности, соответствующие стадиям, которые предшествуют экспрессии этого Сн-гена (в частности, Св), обычно делети рованы.
Таким образом, переключение класса связано с рекомбинацией, в результате которой новый Сн-ген оказывается рядом с экспрессируемым комплексом Ч Г) — К Определение первичной последователъности перестроенных единиц Ч вЂ” Π— -3 — Сн после переключения показывает, что сайты переключения расположены непосредственно перед Сн-генами, Эти сайты получили название Б-областей. Рис. 39ЛЗ иллюстрирует два (гипотетических) примера переключения. При первом переключении экспрессия С„-гена сменяется Ст,. Активация Сп-гена дос~игается путем ре- 39. Как формируется многообразие антител 513 поз с с Зуз Са чсз су> За Зрьу> ЧСЗ Сп >> — »02 комбинации между сайтами Б„и Ят>, а промежуточный материал делетируется.
Б„-сайт находится между областью Ч вЂ” ГУ вЂ” 1 и Си-геном. Сайт Яы расположен перед С,-геном. Вся область между Ч вЂ” Π— 1 и С, удаляется как интроц при процессинге РНК. Линейная делеционная модель накладывает определенные ограничения на покус Сц-генов. Если переключение класса уже произошло, то это означает, что любой Сц-ген, расположенный между Ср- и новым Сц-геном, в данной клетке зкспрессироваться не может. На рис.
39.13 показано, что клетки, в которых произошло переключение и функционирует ген С,, не могут давать начало клеткам, экспрессирующим С -ген, так как он делетирован. Однако в принципе возможно другое переключение на любой другой ген, расположенный по ходу транскрипции за геном, экспрессируемым в данной клетке. На этом же рисунке показано второе переключение, приводящее к экспрессии Се и сопровождающееся рекомбинацией между Яе и комплексной областью $„ образованной при первом переключении. Предполагается, что перед кодирующими последовательностями всех Сц-генов имеются Я-области.
Однако не известно, существуют ли какие-либо ограничения при их использовании. И, хотя переключения классов фактически происходят последовательно, мы не знаем, является ли это главным или второстепенным фактором, приводящим к экспрессии поздних Сц-генов, и возможно ли прямое переключение 1яМ на любой другой класс. Кроме делеции материала перед экспрессируемым Сц-геном в клетке, в которой уже произошло одно переключение, возможны перестройки в области, расположенной,по ходу транскрипции за функционирующим геном. (Это может влиять на способность к дальнейшим последовательным переключениям.) Согласно одной из моделей, первое переключение между Я„- и другой $-областью активирует рекомбинационную систему, которая затем может осуществлять перестройки и дальнейшие переключения. Известно, что границы сайтов переключения четко не определены, так как показано, что в разных клетках, экспрессируюших одинаковый Сн -ген, рекомбинация происходит в разных точках.
Установить эти границы будет возможно только при определении первичной структуры большого числа Я-областей, в пределах которых могут Су> Суаь Сую Ся Сп Зу> ЗугЬ ауге Зя ЗП Рнс. 39,13. Переключение классов генов, кодирующих тяжелые цепи, может происходить путем рекомбинации между областями Я н последующей делецпн участков ДНК между рекомбинярующнми сайтамн. Гены могут переклп>чагься последовательно. происходить переключения. А пока мы можем лишь выявить в них какие-то общие особенности, которые, вероятно, используются в процессе переключения.
Я-области располагаются перед Сц-генами на расстоянии примерно 2 т.п.н. Из трех разных з„-сайтов, которые были охарактеризованы, два обнаружили гомологию. Гомология существует также с некоторыми, но не всеми о-областями других Сц -генов. В некоторых ообластях присутствуют короткие тандемно повторяющиеся последовательности, однако определить их значение пока не удается. Известно, что переключение Сц-генов, как и соединение Ч- и С-генов, сопряжено с делециями. Однако из этого не следует, что в основе механизма переключения лежат внутримолекулярные делеции; процесс может происходить и путем обмена между сестринскими хроматидами. Такой обмен, по-видимому, происходит в известном случае при переключении экспрессии С„-гена на экспрессию С ц Этот пример нельзя объяснить с позиции линейной делеционной модели, но можно, если допустить незаконный переход материала с сестринской хроматиды.
Трудность в интерпретации данных, получаемых на миеломных клетках, заключается в том, что не известно, в какой степени они отражают естественный процесс переключения (который для многих опухолевых клеток не характерен вовсе). Следовательно, проблема сводится к тому, чтобы изучать этот процесс на нормальных лимфоцитах. Изменения в экспрессии ранних генов тяжелой пепи могут происходить за счет процессинга РНК Период синтеза 1яМ, характерный для начальных стадий развития лимфоцита, делится на две части, в течение которых синтезируются разные варианты константной области р-типа.
По мере того как стволовая клетка дифференцируется в предшественник В-лимфоцита, вклн>- чается синтез легкой цепи и на поверхности клетки появляется молекула 1яМ (р,1.,). Эта форма 1яМ содержит вариант )гь>-константной области (индекс ш указывает на то, что 1яМ расположен на мембране). Далее, когда В- лимфоцит в процессе дифференцировки превращается Часть Х.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
