Теория клонально-селективного иммунитета описывает механизм работы иммунной системы организма, который заключается в том, что лимфоциты «узнают» чужеродные белки и избирательно уничтожают их. Тему в этом году впервые изучают в курсе биологии 10 класса на углублённом уровне. Материалов для проведения занятий у учителей недостаточно, поэтому подготовили для вас статью об основных положениях теории клонально-селективного иммунитета.
Развитие представлений об иммунитете
Впервые теорию иммунитета предложил выдающийся немецкий учёный Пауль Эрлих в 1900 году. Он предполагал, что иммунитет основан на существовании специфических молекул, которые он назвал «боковыми цепями». Цепи представляли собой структуры на поверхности клеток, способные связываться с инородными веществами, антигенами. Эрлих полагал, что клетки иммунной системы обладают разнообразными боковыми цепями, каждая из которых специфична к определённому антигену. Развитие науки показало, что эта теория неверна.
Концепция боковой цепи Эрлиха
Клонально-селективная теория
В 1957 году австралийский вирусолог-иммунолог Фрэнк Бёрнет предложил клонально-селективную теорию иммунитета. Согласно этой теории, иммунные клетки вырабатывают строго специфичные антитела. Клональная селекция происходит следующим образом: лимфоциты способны распознавать различные антигены. Когда они сталкиваются с антигеном, та клетка, антитела которой наилучшим образом соответствует антигену, активируется. Клетки с этими антителами начинают размножаться, образуя клеточный «клон» с высокой специфичностью к данному антигену. Формируется эффективный иммунный ответ, направленный на уничтожение конкретных патогенов.
Клональная селекция лимфоцитов
Генетический механизм адаптивного иммунитета
Лимфоциты организма человека «узнают» и успешно борются с огромным количеством антигенов. Для этого необходимы миллионы специфичных антител. Как обеспечить такое разнообразие и защитить организм? Ответ на вопрос был дан в 1970-80-е годы, когда японский молекулярный биолог Судзуми Тонегава открыл механизм, обеспечивающий генетическое разнообразие антител. Оно обеспечивается путём генетической рекомбинации во время формирования B-лимфоцитов, которые являются клетками, ответственными за продукцию антител. Процесс, известный как перестройка генов иммуноглобулинов, позволяет создавать множество уникальных комбинаций генов, что приводит к разнообразию антител, способных распознавать и бороться с различными патогенами. Таким образом, разнообразие генов антител формируется целенаправленно и многоступенчато, а роль случайных мутаций в этом процессе полностью исключена.
Адаптивный иммунитет
Основные этапы формирования иммунитета согласно клонально-селективной теории:
- Каждый лимфоцит обладает специфичными рецепторами на конкретный антиген.
- В случае контакта с антигеном происходит образование клонов плазматических клеток и в дальнейшем лимфоцитов.
- Происходит синтез и накопление антител на конкретный антиген, что позволяет эффективно бороться с инфекцией.
- Возникает приобретённый специфический иммунитет против конкретного чужеродного агента.
- Огромное разнообразие антител обеспечивается за счёт соматической рекомбинации и соматического гипермутагенеза.
