Статьи • 20.02.2024
295

Изучение теории клонально-селективного иммунитета: работы П. Эрлиха, Ф.М. Бёрнета, С. Тонегавы

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

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

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

Адаптивный иммунитет

Основные этапы формирования иммунитета согласно клонально-селективной теории: 

  1. Каждый лимфоцит обладает специфичными рецепторами на конкретный антиген.
  2. В случае контакта с антигеном происходит образование клонов плазматических клеток и в дальнейшем лимфоцитов.
  3. Происходит синтез и накопление антител на конкретный антиген, что позволяет эффективно бороться с инфекцией.
  4. Возникает приобретённый специфический иммунитет против конкретного чужеродного агента.
  5. Огромное разнообразие антител обеспечивается за счёт соматической рекомбинации и соматического гипермутагенеза.
Было полезно?

Рекомендуем

Вы учитель или ученик?
Познакомьтесь с нашим образовательным онлайн-сервисом с тысячами интерактивных работ
Учителю
Удобно проводить уроки в классе, назначать работы на дом и анализировать результаты всего класса или конкретных учеников
Ученику
Самостоятельно изучать новые и повторять пройденные темы, готовиться по индивидуальной траектории и оценивать результаты на наглядных графиках
Зарегистрироваться в «Облаке знаний»