Главный комплекс гистосовместимости

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Это старая версия этой страницы, сохранённая Rudik Dmitry (обсуждение | вклад) в 11:18, 4 октября 2011. Она может серьёзно отличаться от текущей версии.
Перейти к навигации Перейти к поиску

Главный комплекс гистосовместимости (англ. MHC, major histocompatibility complex) — большая область генома или большое семейство генов, обнаруженное у позвоночных и играющее важное значение в иммунной системе и развитии иммунитета. Главный комплекс гистосовместимости является регионом с одной из самых высоких плотностей локализации генов. Гены комплекса кодируют белки, локализующиеся на клеточной мембране. Они обеспечивают представление (презентацию) фрагментов антигенов микроорганизмов, попадающих в организм, T-клеткам, которые уничтожают зараженные клетки или стимулируют другие клетки (В-клетки и макрофаги), что обеспечивает координацию действий различных клеток иммунной системы в подавлении инфекции. У человека главный комплекс гистосовместимости находится в хромосоме 6 и называется Человеческий лейкоцитарный антиген.

Гены комплекса кодируют белки, локализующиеся на клеточной мембране. Они обеспечивают презентацию фрагментов антигенов T-клеткам, которые уничтожают зараженные клетки или стимулируют другие клетки (В-клетки и макрофаги), что обеспечивает координацию действий различных клеток иммунной системы в подавлении инфекции.

Молекулы МНС подразделяются на белки класса I и белки класса II. Молекулы МНС класса I необходимы для распознавания цитотоксическими Т-лимфоцитами своих собственных клеток организма, трансформированных в результате вирусной экспансии или онкогенного процесса. Молекулы МНС класса 1 презентируют эндогенные антигены, молекулы МНС класса 2 – экзогенные. В обоих случаях антигенные пептиды образуются в результате протеолитического расщепления.

Молекулы МНС класса 1 состоят из МНС-кодируемой тяжелой цепи, связанной с β2-микроглобулином. Тяжелая цепь МНС класса 1 содержит: три внеклеточных домена; трансмембранный сегмент; цитоплазматический домен. Каждый из трех внеклеточных доменов состоит примерно из 91 остатков аминокислот. Домен α3 содержит участок взаимодействия с молекулой CD8 на цитотоксических Т-клетках. β2-Микроглобулин у человека не полиморфен и необходим для экспрессии всех молекул МНС класса 1 на клеточной поверхности. По данным рентгеноструктурного анализа α1+α2 образуют платформу из 8 антипараллельных β-складок, поддерживающую 2 также антипараллельные α-спирали. Тяжелая цепь, свертываясь в домены α1 и α2, образует в каждом из них четыре антипараллельные β-складки и переходит в длинную α-спираль. Сблизившись, эти домены формируют общий β-слой из 8 складок, покрытый сверху α-спиралями. Остатки вокруг связывающего центра высокополиморфны. Вариабельность аминокислотной последовательности изменяет форму антигенсвязывающей полости. Внутренняя поверхность пептид-связывающей полости имеет ряд выступов и «карманов», где возможно взаимодействие с боковыми цепями аминокислот. В полости молекулы МНС класса 1 обычно связываются пептиды, состоящие из 8 или 9 аминокислотных остатков.

По общему строению молекулы МНС класса 2 подобны молекулам МНС класса 1. У человека продукты генов МНС класса 2 представляют собой молекулы HLA-DP, HLA-DQ и HLA-DR. Все они являются гетеродимерными гликопротеинами, состоящими из тяжелых (α) и легких (β) цепей, кодируемых генами МНС. α-Цепи имеют молекулярную массу 30-34 кДа, β-цепи – 26-29 кДа в зависимости от локуса. Внеклеточная часть обеих цепей включает два домена (α1 и α2 или β1 и β2) и соединена коротким пептидом с трансмембранным сегментом длиной примерно 30 аминокислотных остатков, переходящим в цитоплазматический домен (10 – 15 аминокислотных остатков). α2- и β2-Домены класса 2 представляют собой инвариантные участки молекулы. β2-Домен имеет участок связывания с белком CD4 на Т-клетках.

Пептид-связывающая полость молекул МНС класса 2 открыта больше, чем класса 1, и вмещает более длинные пептиды: молекулы МНС класса 1 связывают короткие фрагменты (8 – 10 аминокислотных остатков), молекулы МНС класса 2 – более длинные пептиды (13 – 24 аминокислотных остатков).

Структурные особенности антиген-связывающего центра молекулы МНС класса 2 были детально изучены с помощью рентгеноструктурного анализа. Внутри пептид-связывающей полости явно видны «карманы», в которых помещаются боковые цепи связанного пептида; наличием этих «карманов» объясняется антигенсвязывающая специфичность молекул МНС. Точная топология пептид-связывающей полости молекул МНС отчасти зависит от природы аминокислотных остатков внутри полости и варьирует у разных гаплотипов. Реконструкция трехмерной структуры молекул МНС класса 1 позволила выявить довольно ясную картину расположения пептидов в связывающей их полости.

Показано, что: края полости смыкаются в ее торцах; пептид представляет собой развернутую (не α-спиральную) цепь из 8 – 10 аминокислотных остатков, и его N- и С-концы упираются в торцы полости; некоторые из боковых цепей пептида погружены в «карманы» вариа-бельной области тяжелой цепи 1 класса; между аминокислотными остаткам молекулы МНС класса 1 и пептида образуются многочисленные водородные связи по всей длине пептида; центральная часть пептида выступает из полости, презентируя свои эпитопы TCR.

Пептид-связывающая полость молекул МНС класса 2: также имеет ряд «карманов», хотя их расположение несколько отличается от такового в молекулах МНС класса 1; торцевые концы полости открыты, поэтому концы связанного пептида выступают из полости.

Главное различие между молекулами двух классов состоит в том, что устойчивые водородные связи в случае молекул МНС класса 1 сосредоточены на концах пептида, а в случае молекул МНС класса 2 распределены по всей его длине. Источником пептидов, которые связываются с молекулами МНС класса 1, служат белки, синтезированные в клетке. Затем пептиды транспортируются в эндоплазматический ретикулум и подвергаются процессингу. Пептиды, связывающиеся с молекулами МНС класса 2, представляют собой фрагменты белков, поглощенных клеткой, а затем подвергшихся деградации. Молекулы МНС классов 1 и 2 презентируют пептидные антигены TCR в процессе клеточного взаимодействия.

Отличительным признаком системы МНС является высокая степень полиморфизма (структурной вариабельности) молекул, кодируемых генами МНС. Так, на Земле практически исключена возможность совпадения всего набора молекул МНС у двух людей, не являющихся монозиготными близнецами. Ни одна другая генетическая система организма не имеет такого большого количества аллельных форм, как гены МНС человека. У человека наибольшее число аллельных вариантов известно для генов локусов HLA-A, HLA-B, HLA-C класса 1 и для генов HLA-DPВ, HLA-DQВ класса 2. Гены, контролирующие альфа-цепь молекул II класса, характеризуются меньшей изменчивостью, а у гена HLA-DRА она по неизвестным причинам вообще практически отсутствует.

Биологический смысл столь выраженного полиморфизма генов МНС заключается в обеспечении самозащиты организма от многочисленных патогенных агентов вирусной, бактериальной или иной природы, поскольку он прямо связан с процессом презентации антигенных детерминант Т-клеткам. С полиморфизмом антигенов МНС связан генетический контроль иммунного ответа. В тех случаях, когда аминокислотные остатки, образующие антигенсвязывающую полость у молекул класса 2, не в состоянии связать пептидный фрагмент чужеродного антигена, Т-хелперы остаются в бездействии и их помощь В-клеткам не реализуется. Данное обстоятельство и является причиной генетически детерминированного дефекта в иммунном реагировании.

Функция молекул МНС класса 1 состоит в презентации чужеродных антигенов, проникающих в клетку (например, вирусных пептидов) или своих собственных видоизмененных пептидов (например, в опухолевых клетках). Поскольку любую клетку организма могут инфицировать вирусы или любая клетка может переродиться в опухолевую, все ядросодержащие клетки обладают способностью экспрессировать молекулы МНС класса 1. В отличие от этого молекулы МНС класса 2 используют антигенпрезентирующие клетки для презентации антигенов Т-хелперам, поэтому лишь специализированные клетки немногих типов (макрофаги, моноциты, дендритные клетки, В-лимфоциты и др.) экспрессируют молекулы МНС класса 2.

Молекулы МНС экспрессируются клетками кодоминантно, т.е. каждая клетка, которая экспрессирует МНС, экспрессирует белки, транскрибируемые с обеих хромосом: как материнской, так и отцовской. Одни и те же продукты генов МНС экспрессируются на каждой клетке отдельного индивидуума, поэтому у одного человека молекулы МНС класса 1, экспрессируемые на каждом лимфоците, одинаковы и те же самые молекулы МНС экспрессируются, например, каждой клеткой печени.

ГКГ и выбор сексуального партнёра

См. также: Психологическая совместимость

Ряд независимых исследований 1970—1990-х гг. показали, что на выбор полового партнёра влияет главный комплекс гистосовместимости. Эксперименты, проведенные первоначально на мышах и рыбах[1], затем на добровольных участниках-людях, показали, что женщины имели склонность выбирать партнёров с ГКГ, отличным от собственного, однако их выбор менялся на противоположный в случае использования гормональных оральных контрацептивов — в этом случае женщины скорее выбирали партнёра с подобным ГКГ[2][3][4]

См. также

Примечания

  1. ↑ Boehm, T (2006). "MHC peptides and the sensory evaluation of genotype". Trends Neurosci. 29 (2): 100—107. doi:10.1016/j.tins.2005.11.006. PMID 16337283. {{cite journal}}: Неизвестный параметр |coauthors= игнорируется (|author= предлагается) (справка)
  2. ↑ Wedekind, C (1995). "MHC-dependent mate preferences in humans". Proc Biol Sci. 1359 (260): 245—249. doi:10.1098/rspb.1995.0087. PMID 7630893. {{cite journal}}: Неизвестный параметр |coauthors= игнорируется (|author= предлагается) (справка); Неизвестный параметр |month= игнорируется (справка)
  3. ↑ Santos, P S (2005). "New evidence that the MHC influences odor perception in humans: a study with 58 Southern Brazilian students". Horm Behav. 47 (4): 384—388. doi:10.1016/j.yhbeh.2004.11.005. PMID 15777804. {{cite journal}}: Неизвестный параметр |coauthors= игнорируется (|author= предлагается) (справка); Неизвестный параметр |month= игнорируется (справка)
  4. ↑ Jacob S, McClintock MK, Zelano B, Ober C (2002). "Paternally inherited HLA alleles are associated with women's choice of male odor". Nat. Genet. 30 (2): 175—9. doi:10.1038/ng830. PMID 11799397. {{cite journal}}: Неизвестный параметр |month= игнорируется (справка)Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)

Ссылки

Литература

  • Мейл, Д. Иммунология / Д. Мейл, Дж. Бростофф, Д. Б. Рот, А. Ройтт / Пер. с англ. – М.: Логосфера, 2007. – 568 с.
  • Койко, Р. Иммунология / Р. Койко, Д. Саншайн, Э. Бенджамини; пер. с англ. А.В. Камаева, А.Ю. Кузнецовой под ред. Н.Б. Серебряной. –М: Издательский центр «Академия», 2008. – 368 с.
Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Главный_комплекс_гистосовместимости&oldid=38196170