इम्युनोग्लोबुलिन संरचना और आइसोटाइप स्विचिंग

प्रत्येक एंटीबॉडी एक ही चार-श्रृंखला इम्युनोग्लोबुलिन योजना पर निर्मित होती है, लेकिन इसकी भारी श्रृंखला का स्थिर क्षेत्र इसे पांच प्रमुख वर्गों, या आइसोटाइप में से एक को सौंपता है, प्रत्येक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के एक अलग चरण और डिब्बे के लिए उपयुक्त होता है। आइसोटाइप स्विचिंग एक सक्रिय बी कोशिका को अपनी भारी-श्रृंखला वर्ग को बदलने की अनुमति देती है, जबकि उसी एंटीजन विशिष्टता को बनाए रखती है, जिससे प्रभावकारी परिणाम को खतरे के अनुरूप बनाया जा सके।

Definition

एक इम्युनोग्लोबुलिन युग्मित भारी और हल्की श्रृंखलाओं का एक ग्लाइकोप्रोटीन है जिसका भारी-श्रृंखला स्थिर क्षेत्र इसके आइसोटाइप को परिभाषित करता है; वर्ग स्विच पुनर्संयोजन डीएनए पुनर्संयोजन घटना है जो एक भारी-श्रृंखला स्थिर क्षेत्र को दूसरे से बदल देती है, जिससे एंटीबॉडी वर्ग बदल जाता है बिना इसके एंटीजन-बाध्यकारी परिवर्तनीय क्षेत्र को बदले।

Scope

यह विषय चार-श्रृंखला इम्युनोग्लोबुलिन वास्तुकला, फैब और एफसी क्षेत्रों, पांच मानव वर्गों (आईजीएम, आईजीजी, आईजीए, आईजीई, आईजीडी) और आईजीजी उपवर्गों, और वर्ग स्विच पुनर्संयोजन की आणविक प्रक्रिया को शामिल करता है जिसके द्वारा व्यक्त आइसोटाइप को बदला जाता है। इसे संरचनात्मक और आणविक प्रतिरक्षा विज्ञान के रूप में प्रस्तुत किया गया है, न कि नैदानिक सलाह के रूप में।

Core questions

• चार-श्रृंखला संरचना एंटीजन बंधन को प्रभावकारी कार्य से कैसे अलग करती है?
• पांच इम्युनोग्लोबुलिन वर्गों को संरचनात्मक और कार्यात्मक रूप से क्या अलग करता है?
• एक सक्रिय बी कोशिका विशिष्टता को बनाए रखते हुए आइसोटाइप कैसे बदलती है?
• कौन से संकेत यह निर्देशित करते हैं कि एक बी कोशिका किस आइसोटाइप में बदलती है?

Key concepts

• भारी और हल्की श्रृंखलाएं
• फैब और एफसी खंड
• परिवर्तनीय और स्थिर डोमेन
• कब्जा क्षेत्र
• आईजीएम, आईजीजी, आईजीए, आईजीई, आईजीडी वर्ग
• आईजीजी उपवर्ग
• सक्रियण-प्रेरित साइटिडाइन डीअमिनेज
• साइटोकिन-निर्देशित स्विचिंग

Key theories

वर्ग स्विच पुनर्संयोजन मॉडल

स्विचिंग स्थिर-क्षेत्र जीनों के ऊपर स्विच क्षेत्रों में एक विलोपन डीएनए पुनर्संयोजन है, जो सक्रियण-प्रेरित साइटिडाइन डीअमिनेज द्वारा शुरू किया जाता है, जो व्यक्त भारी-श्रृंखला स्थिर क्षेत्र को बदल देता है जबकि पुनर्व्यवस्थित परिवर्तनीय क्षेत्र को बरकरार रखता है।

Mechanisms

मूल इम्युनोग्लोबुलिन इकाई दो समान भारी श्रृंखलाएं और दो समान हल्की श्रृंखलाएं हैं जो डाइसल्फाइड बंधों द्वारा एक साथ जुड़ी होती हैं, जो एक Y बनाती हैं जिसमें प्रत्येक भुजा (Fab) एक परिवर्तनीय एंटीजन-बाध्यकारी डोमेन में समाप्त होती है और तना (Fc) स्थिर क्षेत्र होता है। भारी-श्रृंखला स्थिर क्षेत्र वर्ग को परिभाषित करता है: आईजीएम पहला एंटीबॉडी है जो बनता है और आमतौर पर एक पेंटामर होता है जो समूहन और पूरक स्थिरीकरण में अच्छा होता है; आईजीजी कई उपवर्गों के साथ प्रमुख परिसंचारी मोनोमर है और प्रमुख द्वितीयक-प्रतिक्रिया एंटीबॉडी है; आईजीए श्लेष्म स्रावों का मुख्य एंटीबॉडी है; आईजीई मास्ट-सेल और बेसोफिल रिसेप्टर्स द्वारा बंधा होता है; और आईजीडी बड़े पैमाने पर एक भोला बी कोशिका सतह रिसेप्टर है। सक्रियण के बाद, वर्ग स्विच पुनर्संयोजन स्विच क्षेत्रों में डबल-स्ट्रैंड ब्रेक पेश करता है, जो सक्रियण-प्रेरित साइटिडाइन डीअमिनेज द्वारा शुरू किया जाता है, और एक डाउनस्ट्रीम स्थिर-क्षेत्र जीन को मौजूदा परिवर्तनीय क्षेत्र से जोड़ता है, जिससे नया आइसोटाइप वही विशिष्टता रखता है। सहायक टी कोशिकाओं से साइटोकिन्स यह निर्धारित करते हैं कि कौन सा आइसोटाइप उत्पन्न होता है।

Clinical relevance

आइसोटाइप पैटर्न सीरोलॉजी की व्याख्या (उदाहरण के लिए हाल के बनाम पिछले जोखिम को अलग करने में आईजीएम बनाम आईजीजी), श्लेष्म और एलर्जी प्रतिरक्षा का आधार, और एंटीबॉडी उपचारों का डिजाइन जिनकी एफसी वर्ग वांछित प्रभावकारी गतिविधि के लिए चुनी जाती है, को सूचित करते हैं। ये नैदानिक या उपचार निर्देशों के बजाय यांत्रिक और व्याख्यात्मक बिंदु हैं।

History

पोर्टर और एडेलमैन ने 1960 के दशक में चार-श्रृंखला मॉडल और फैब/एफसी खंडों की स्थापना की, जिसके लिए उन्होंने नोबेल पुरस्कार साझा किया। वर्ग स्विचिंग का आणविक आधार बाद के दशकों में स्पष्ट किया गया, इस मान्यता के साथ कि साइटोकिन्स आइसोटाइप पसंद को निर्देशित करते हैं और सक्रियण-प्रेरित साइटिडाइन डीअमिनेज स्विचिंग और सोमाटिक हाइपरम्यूटेशन दोनों को शुरू करता है।

Key figures

• Gerald Edelman
• Rodney Porter
• Janet Stavnezer
• William Paul

Seminal works

• stavnezer-2008
• snapper-paul-1987

Frequently asked questions

प्राथमिक प्रतिक्रिया में कौन सा एंटीबॉडी वर्ग पहले दिखाई देता है?

आईजीएम आमतौर पर पहले उत्पन्न होता है, वर्ग स्विचिंग से पहले आईजीजी और अन्य आइसोटाइप उत्पन्न होते हैं; यही कारण है कि आईजीएम को अक्सर हाल के जोखिम के मार्कर के रूप में व्याख्या किया जाता है।

क्या वर्ग स्विचिंग यह बदलता है कि एक एंटीबॉडी किस एंटीजन को पहचानता है?

नहीं। वर्ग स्विच पुनर्संयोजन केवल भारी-श्रृंखला स्थिर क्षेत्र और इसलिए वर्ग और प्रभावकारी कार्य को बदलता है; परिवर्तनीय क्षेत्र और एंटीजन विशिष्टता संरक्षित रहती है।