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¿Cómo generamos tantos anticuerpos diferentes?

Una pregunta que probablemente muchos nos hemos hecho alguna vez, es como podemos generar una diversidad tan alta de anticuerpos para responder a cualquier agente extraño que entre en nuestro organismo.  La respuesta a esta pregunta es la recombinación somática.

Nuestros anticuerpos están formados por: dos cadenas ligeras, las cuales están formadas por una región variable (V),  una región de empalme (J; del inglés junction) y una región constante (C); y dos cadenas pesadas divididas a su vez por una región variable (V), una de diversidad (D), una de empalme (J) y finalmente una región constante(C) que define el tipo de inmunoglobulina y que es elegida por un proceso del cual no hablaremos aquí.

Todas estas regiones están codificadas en genes que están agrupados de forma organiza con el siguiente esquema:

-200 genes V, seguidos de 30 genes D y 6 genes J para la cadena pesada

-100 genes V y 6 genes J para la cadena ligera kappa y 100 genes V y 6 pares de genes J-C para la cadena lamda.

Así, el proceso es el siguiente: Se elige un fragmento J, el cual se unirá a un fragmento D por recombinación eliminándose todos los fragmentos Js y Dsexistentes entre el fragmento J-D elegidos. Una vez formado el complejo D-J se elige un fragmento V mediante el mismo proceso de recombinación para formar el complejo variable V-D-J que finalmente se recombinará con una fragmento C dando la totalidad de la cadena.

Los genes que codifican los diferentes fragmentos de un anticuerpo estan situados en tándem en el genoma. De esta forma, mediante recombinación somática se generan al azar una gran variedad de genes que transcribirán un anticuerpo determinado

De esta forma mediante la recombinación somática podemos generar  entorno a 2.000.000 millones de anticuerpos diferentes que por lo tanto reconocerán  entorno a 2.000.000 millones de epítopos diferentes.

Pero aun hay más, tras la reorganización de estos genes y la generación al azar de un gene de inmunoglobulina funcional en los linfocitos B, se da un proceso de selección y maduración de la afinidad con el epítopo.

http://youtu.be/AxIMmNByqtM

El proceso seria el siguiente: Un linfocito B madura hasta conseguir un gen funcional para la cadena pesada y uno para las cadenas ligeras expresando el anticuerpo y exponiéndolo en la membrana. De forma aleatoria un cuerpo extraño existente en nuestro organismo se une con cierta afinidad a este anticuerpo expuesto en la membrana del linfocito y provoca que este linfocito comience a dividirse generándose clones. En la división determinadas regiones de la región variable del gen de inmunoglobulina son mutadas generando variabilidad entre los clones del linfocito B elegido. Esto da lugar a una nueva selección donde los clones con gran afinidad son seleccionados sobre los que no la tienen. Finalmente el clon seleccionado se transforma en célula plasmática productora de anticuerpos los cuales son secretados al torrente sanguíneo uniéndose a cualquier cuerpo extraño que contenga el epítopo reconocido.

Vía | Vertebrate Inmunity, Immunity and the Generation of Antibody Diversity

Imagen | Anticuerpo, Nature reviews Genetics

Vídeo | Youtube: Recombinación somática

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