Immunoglobuline
Antilichamen (ook wel immunoglobulinen genoemd) zijn grote Y-vormige eiwitten die zich kunnen hechten aan het oppervlak van bacteriën en virussen. Ze worden gevonden in het bloed of andere lichaamsvloeistoffen van gewervelde dieren. Antilichamen zijn het belangrijkste element in het adaptieve immuunsysteem.
Het antilichaam herkent een uniek deel van het buitenlandse doelwit dat een antigeen wordt genoemd. Elke punt van de "Y" van een antilichaam bevat een structuur (zoals een slot) die past bij één bepaalde sleutelachtige structuur op een antigeen. Dit bindt de twee structuren aan elkaar.
Met behulp van dit bindmechanisme kan een antilichaam een microbe of een geïnfecteerde cel markeren voor een aanval door andere delen van het immuunsysteem, of kan het zijn doelwit direct neutraliseren. De productie van antilichamen is de belangrijkste functie van humorale immuniteit.
Elk antilichaam is anders. Ze zijn allemaal ontworpen om slechts één soort antigeen aan te vallen (in de praktijk betekent dit virus of bacterie). Een antilichaam dat is ontworpen om pokken te vernietigen is bijvoorbeeld niet in staat om de builenpest of de verkoudheid aan te pakken.
Hoewel de algemene structuur van alle antilichamen zeer vergelijkbaar is, is dat kleine gebiedje aan het uiteinde van het eiwit uiterst variabel. Hierdoor kunnen miljoenen antilichamen met verschillende tipstructuren bestaan. Elk van deze varianten kan zich binden aan een ander antigeen. Door deze enorme diversiteit aan antilichamen kan het immuunsysteem een even grote verscheidenheid aan antigenen herkennen.
Elk antilichaam bindt aan een specifiek antigeen; dit werkt als een slot en een sleutel.
1. 2. Fragmentatie antigeen bindend gebied2 . Fragment kristalliseerbaar gebied3 . Zware keten (blauw) met één variabel (VH) domein gevolgd door een constant domein (CH1), een scharniergebied, en twee meer constante (CH2 en CH3) domeinen. 4. 4. Lichte ketting (groen) met één variabel (VL) en één constant (CL) domein5 . 5. Antigeenbindingsplaats (paratope) 6. Scharniergebieden
Immunoglobuline diversiteit
Basisvraagstuk
Hoewel een grote verscheidenheid aan verschillende antilichamen in één individu wordt gemaakt, is het aantal beschikbare genen om deze eiwitten aan te maken beperkt door de grootte van het genoom.
Er zijn een groot aantal microbe-stammen, en dus hebben gewervelde dieren miljoenen verschillende antilichamen nodig. In feite genereren mensen ongeveer 10 miljard verschillende antilichamen, die elk in staat zijn om een afzonderlijke antigeenplaats te binden. Dit moet gebeuren met een veel kleiner aantal genen: het totale menselijke genoom heeft slechts ongeveer 20.000 genen.
Verschillende complexe genetische mechanismen zijn geëvolueerd. Deze laten gewervelde B-cellen toe om een enorme pool van antilichamen te genereren uit een relatief klein aantal antilichaamgenen. De volledige details worden hier niet gepresenteerd, maar slechts een samenvatting.
De verscheidenheid aan antilichamen wordt verkregen door segmenten uit een pool van genen op veel verschillende manieren te combineren. Vervolgens treden er hyper-mutaties op in het bindingsgebied van het antilichaamgen. Dit zorgt voor verdere diversiteit.
Zware ketens
Antilichamen zijn glycoproteïnen die behoren tot de immunoglobuline superfamilie; de termen antilichaam en immunoglobuline worden vaak door elkaar gebruikt. Antilichamen worden meestal gemaakt van structurele basiseenheden, zoals twee grote zware ketens en twee kleine lichte ketens. Er zijn verscheidene verschillende soorten antilichaam zware ketens, en verscheidene verschillende soorten antilichamen, die in verschillende isotypen worden gegroepeerd die gebaseerd zijn op welke zware ketting zij bezitten. Bij zoogdieren zijn vijf verschillende isotypen van antilichamen bekend. Ze helpen de juiste immuunrespons te sturen voor elk verschillend type vreemd voorwerp dat ze tegenkomen.
Variabele tips
Hoewel de algemene structuur van alle antilichamen zeer vergelijkbaar is, is een klein gebied aan de punt van het eiwit uiterst variabel, waardoor er miljoenen antilichamen met iets andere puntstructuren, of antigeenbindingsplaatsen, kunnen bestaan. Dit gebied staat bekend als het hypervariabele gebied. Elk van deze varianten kan zich binden aan een ander antigeen. Door deze enorme diversiteit aan antilichamen kan het immuunsysteem een even grote verscheidenheid aan antigenen herkennen. De grote en diverse populatie van antilichamen wordt gegenereerd door willekeurige combinaties van een set van gensegmenten die verschillende antigeenbindingsplaatsen (of paratopen) coderen, gevolgd door willekeurige mutaties in dit gebied van het antilichaamgen, die verdere diversiteit creëren. Antilichaamgenen reorganiseren ook in een proces dat class switching wordt genoemd, waardoor één enkel antilichaam kan worden gebruikt door verschillende delen van het immuunsysteem.
Vragen en antwoorden
V: Wat zijn antilichamen?
A: Antilichamen zijn grote Y-vormige eiwitten die aan het oppervlak van bacteriën en virussen kunnen kleven. Ze komen voor in het bloed of andere lichaamsvloeistoffen van gewervelde dieren, en spelen een sleutelrol in het adaptieve immuunsysteem.
V: Hoe werken antilichamen?
A: Elke punt van de "Y" van een antilichaam bevat een structuur (als een slot) die past op een bepaalde sleutelachtige structuur op een antigeen. Dit bindt de twee structuren samen, waardoor ze microben of geïnfecteerde cellen kunnen merken voor aanval door andere delen van het immuunsysteem, of hun doelwit direct kunnen neutraliseren.
V: Wat is humorale immuniteit?
A: Bij humorale immuniteit worden antilichamen geproduceerd als reactie op vreemde antigenen die het lichaam binnenkomen. Het maakt deel uit van het adaptieve immuunsysteem dat helpt beschermen tegen ziekten en infecties.
V: Zijn alle antilichamen verschillend?
A: Ja, elk antilichaam is ontworpen om slechts één soort antigeen aan te vallen (in de praktijk betekent dit virus of bacterie). Een antilichaam dat is ontworpen om pokken te vernietigen, kan bijvoorbeeld niet de builenpest of verkoudheid bestrijden. Hoewel zij een soortgelijke algemene structuur hebben, is er variatie aan hun uiteinden, waardoor er miljoenen verschillende varianten met verschillende tipstructuren kunnen bestaan, zodat zij zich aan verschillende antigenen kunnen binden.
V: Hoe helpt deze diversiteit ons lichaam?
A: Deze enorme verscheidenheid aan antilichamen stelt ons immuunsysteem in staat een even grote verscheidenheid aan antigenen te herkennen, zodat het ons beter kan beschermen tegen ziekten en infecties.
V: Waar vinden we antilichamen?
A: Antilichamen komen voor in het bloed of andere lichaamsvloeistoffen van gewervelde dieren zoals mensen en dieren.
