Клонирование и анализ генов легких цепей иммуноглобулинов стерляди

          Íàñòîÿùàÿ ðàáîòà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ÷àñòü ïðîåêòà, íàïðàâëåííîãî íà èçó÷åíèå ýâîëþöèè ìåõàíèçìîâ èçîòèïè÷åñêîãî èñêëþ÷åíèÿ ãåíîâ ëåãêèõ öåïåé Èà ó íèçøèõ ïîçâîíî÷íûõ. Öåëÿìè ðàáîòû ÿâëÿëèñü èçó÷åíèå ñòðóêòóðû è îðãàíèçàöèè ãåíîâ ëåãêèõ öåïåé Èà ñòåðëÿäè (Acipenser ruthenus), ïðåäñòàâèòåëÿ ôèëîãåíåòè÷åñêè äðåâíåé ãðóïïû êîñòíî-õðÿùåâûõ ðûá.

ÎÁÇÎÐ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ

            ÑÒÐÎÅÍÈÅ ÈÌÌÓÍÎÃËÎÁÓËÈÍÎÂ

          Èììóíîãëîáóëèíû âûïîëíÿþò â îðãàíèçìå ïîçâîíî÷íûõ ôóíêöèþ ãóìîðàëüíûõ àíòèòåë è àíòèãåí-ñâÿçûâàþùèõ ðåöåïòîðîâ Â-ëèìôîöèòîâ. Îñîáåííîñòüþ ýòîãî êëàññà áåëêîâ ÿâëÿåòñÿ îãðîìíîå ðàçíîîáðàçèå, ïîçâîëÿþùåå èì âñòóïàòü âî âçàèìîäåéñòâèå ñ ôàêòè÷åñêè ëþáûìè áèîëîãè÷åñêèìè ìàêðîìîëåêóëàìè.

          Òèïè÷íàÿ ìîëåêóëà Èà ñîñòîèò èç äâóõ èäåíòè÷íûõ òÿæåëûõ (H) è äâóõ èäåíòè÷íûõ ëåãêèõ (L) ïîëèïåïòèäíûõ öåïåé. H- è L-öåïè ïîñòðîåíû èç íåñêîëüêèõ äîìåíîâ, êàæäûé èç êîòîðûõ ñîñòîèò ïðèìåðíî èç 110 àìèíîêèñëîòíûõ îñòàòêîâ. Ó ìëåêîïèòàþùèõ ñóùåñòâóåò ïÿòü êëàññîâ H-öåïåé: g, m, a, d, è e. Êàæäàÿ H-öåïü ïîñòðîåíà èç îäíîãî N-êîíöåâîãî è íåñêîëüêèõ (òðåõ èëè ÷åòûðåõ) C-êîíöåâûõ äîìåíîâ. N-êîíöåâûå äîìåíû ðàçëè÷àþòñÿ â ðàçíûõ ìîëåêóëàõ è íàçûâàþòñÿ âàðèàáåëüíûìè (V) äîìåíàìè. C-êîíöåâûå äîìåíû èìåþò îäèíàêîâóþ ñòðóêòóðó ó ìîëåêóë îäíîãî êëàññà è íàçûâàþòñÿ êîíñòàíòíûìè (Ñ) äîìåíàìè (ðèñ. 1) (Ïîë, 1987).

          Ñðåäè L-öåïåé ìëåêîïèòàþùèõ ðàçëè÷àþò äâà òèïà: ëÿìáäà è êàïïà. Êàæäàÿ L-öåïü ñîñòîèò èç îäíîãî âàðèàáåëüíîãî è îäíîãî êîíñòàíòíîãî äîìåíîâ.  èíäèâèäóàëüíîé ìîëåêóëå Èà ïðèñóòñòâóåò òîëüêî îäèí òèï L-öåïè (Roitt et al., 1993).

          Ãèãàíòñêîå ðàçíîîáðàçèå Èà îáåñïå÷èâàåòñÿ ïðåæäå âñåãî òåì, ÷òî V è C îáëàñòè êîäèðóþòñÿ ðàçíûìè ãåíàìè (ãåííûìè ñåãìåíòàìè), ôèçè÷åñêè ðàçíåñåííûìè â çàðîäûøåâîé ÄÍÊ.

 ôîðìèðîâàíèè âàðèàáåëüíûõ äîìåíîâ H-öåïåé ó÷àñòâóþò òðè ãåííûõ ñåãìåíòà: âàðèàáåëüíûé (V), D-ñåãìåíò (îò àíãë. diversity- ðàçíîîáðàçèå) è J-ñåãìåíò (îò àíãë. joining- ñîåäèíÿþùèé). Ñ-îáëàñòè Í-öåïåé ðàçíûõ êëàññîâ êîäèðóþòñÿ îòäåëüíûìè ãåíàìè (Roitt et al., 1993).

          Ðèñ. 1. Ñõåìà ñòðîåíèÿ ìîëåêóëû èììóíîãëîáóëèíà.

          Òèïè÷íàÿ ìîëåêóëà èììóíîãëîáóëèíà ñîäåðæèò äâå èäåíòè÷íûå ëåãêèå (L) è äâå èäåíòè÷íûå òÿæåëûå (H) öåïè, ñâÿçàííûå ìåæäó ñîáîé êîâàëåíòíî äèñóëüôèäíûìè ñâÿçÿìè. Êàæäàÿ L-öåïü ñîñòîèò èç îäíîãî âàðèàáåëüíîãî (VL) è îäíîãî êîíñòàíòíîãî (ÑL) äîìåíà. Í-öåïü ñîñòîèò èç îäíîãî VH è íåñêîëüêèõ CÍ äîìåíîâ.

           ôîðìèðîâàíèè çðåëîãî ãåíà L-öåïè ó÷àñòâóþò òðè ãåííûõ ñåãìåíòà: V-ñåãìåíò è J-ñåãìåíò êîäèðóþò V-äîìåí, C-ñåãìåíò êîäèðóåò êîíñòàíòíûé äîìåí. Íà ïîçäíèõ ñòàäèÿõ ðàçâèòèÿ Â-ëèìôîöèòà ãåííûå ñåãìåíòû, êîäèðóþùèå âàðèàáåëüíûå äîìåíû, îáúåäèíÿþòñÿ â ðàçëè÷íûõ ñî÷åòàíèÿõ, îáðàçóÿ ìàòðèöó äëÿ ýêñïðåññèè L- è H-öåïåé (Seidman et al., 1979; Durdik et al., 1984).

            ÃÅÍÎÌÍÀß ÎÐÃÀÍÈÇÀÖÈß È ÝÊÑÏÐÅÑÑÈß ÃÅÍÎÂ L-ÖÅÏÅÉ ÈÃ Ó ÌËÅÊÎÏÈÒÀÞÙÈÕ

          Ðàçëè÷íûå âèäû ìëåêîïèòàþùèõ èìåþò ñõîäíóþ ñõåìó îðãàíèçàöèè è ýêñïðåññèè ãåíîâ ÈÃ. Îäíèì èç íàèáîëåå èçó÷åííûõ â ýòîì îòíîøåíèè âèäîâ ÿâëÿåòñÿ ÷åëîâåê. Ëÿìáäà è êàïïà öåïè Èà ó ÷åëîâåêà êîäèðóþòñÿ ãåíàìè, ðàñïîëîæåíûìè â ðàçíûõ ëîêóñàõ è íà ðàçíûõ õðîìîñîìàõ. Êàïïà ëîêóñ ñîñòîèò èç áîëüøîãî êîëè÷åñòâà Vk ãåííûõ ñåãìåíòîâ, ñîáðàíûõ â ãðóïïû, ïÿòè Jk è îäíîãî Ñk ñåãìåíòà.. Òàêîé òèï îðãàíèçàöèè íàçûâàåòñÿ ñåãìåíòàðíûì (ðèñ. 2). Ëÿìáäà ëîêóñ ñîñòîèò èç ãðóïïû Vl ñåãìåíòîâ, òî÷íîå êîëè÷åñòâî êîòîðûõ íåèçâåñòíî, è ñåìè ïàð Jl-Cl ñåãìåíòîâ. Òðè èç íèõ (JCl4 - JCl6) ÿâëÿþòñÿ ïñåâäîãåíàìè (Hieter et al., 1981; Roitt et al., 1993).

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