Skip to main content
Global

18.2: Antigens, Antigen Kuwasilisha seli, na Complexes Histocompatibility kuu

  • Page ID
    174777
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Malengo ya kujifunza

    • Tambua seli zinazoonyesha molekuli za MHC I na/au MHC II na kuelezea miundo na eneo la seli za molekuli za MHC I na MHC II
    • Tambua seli ambazo ni seli zinazowasilisha antigen
    • Eleza mchakato wa usindikaji wa antigen na uwasilishaji na MHC I na MHC II

    Kama ilivyojadiliwa katika Ulinzi wa seli, molekuli kubwa histocompatibility tata (MHC) ni walionyesha juu ya uso wa seli afya, kutambua yao kama kawaida na “binafsi” kwa muuaji wa asili (NK) seli. Mmolekuli za MHC pia zina jukumu muhimu katika uwasilishaji wa antijeni za kigeni, ambayo ni hatua muhimu katika uanzishaji wa seli za T na hivyo utaratibu muhimu wa mfumo wa kinga inayofaa.

    Meja Histocompatibility Comp

    Histocompatibility tata kubwa (MHC) ni mkusanyiko wa jeni coding kwa molekuli MHC kupatikana juu ya uso wa seli zote nucleated ya mwili. Kwa binadamu, jeni za MHC hujulikana pia kama jeni za antijeni za leukocyte za binadamu (HLA). Seli za damu nyekundu za kukomaa, ambazo hazina kiini, ni seli pekee ambazo hazielezei molekuli za MHC juu ya uso wao.

    Kuna madarasa mawili ya molekuli za MHC zinazohusika katika kinga inayofaa, MHC I na MHC II (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Molekuli ya MHC I hupatikana kwenye seli zote za nucleated; zinawasilisha antijeni za kawaida za kibinafsi pamoja na vimelea visivyo vya kawaida au visivyo vya kujitegemea kwa seli za athari T zinazohusika katika kinga ya seli. Kwa upande mwingine, molekuli ya MHC II hupatikana tu kwenye macrophages, seli za dendritic, na seli B; zinawasilisha antijeni zisizo za kawaida au zisizo za kujitegemea kwa uanzishaji wa awali wa seli za T.

    Aina zote mbili za molekuli za MHC ni glycoproteins za transmembrane zinazokusanyika kama dimers katika utando wa seli za cytoplasmic, lakini miundo yao ni tofauti kabisa. Molekuli za MHC I zinajumuisha mlolongo mrefu wa protini α pamoja na protini ndogo β 2 microglobulini, na mnyororo α pekee unazunguka utando wa cytoplasmic. Mlolongo α wa molekuli ya MHC I hujikunja katika nyanja tatu tofauti: α 1, α 2 na α 3. Molekuli ya MHC II inaundwa na minyororo miwili ya protini (mnyororo α na β) ambayo ni takriban sawa kwa urefu. Minyororo yote ya molekuli ya MHC II ina sehemu zinazopanua utando wa plasma, na kila mnyororo hujikunja katika nyanja mbili tofauti: α 1 na α 2, na β 1, na β 2. Ili kuwasilisha antijeni zisizo za kawaida au zisizo za kujitegemea kwa seli za T, molekuli za MHC zina ufa ambao hutumika kama tovuti ya kumfunga antijeni karibu na sehemu ya “juu” (au ya nje) ya MHC-I au MHC-II dimer. Kwa MHC I, cleft ya kisheria ya antigen inaundwa na nyanja α 1 na α 2, ambapo kwa MHC II, cleft huundwa na vikoa α 1 na β 1 (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)).

    Kuchora kwa safu ya phospholipid (membrane ya plasma). MHC Class I protini molekuli hupatikana katika seli zote nucleated mwili. Ina sehemu ya mstari katika utando na sehemu nne upande wa nje wa seli. Moja ya sehemu hizi unajumuisha sehemu ya utando wa Guinea; mbili fomu tovuti ya kisheria ya antigen; na ya nne inaitwa microglobulin ya Beta-2. MHC Class II molekuli protini hupatikana katika lymphocytes na macrophages. Hii ina mbili utando Guinea sehemu (kila masharti ya sehemu ya nje ya seli). Sehemu mbili zilizounganishwa na fomu hizi tovuti ya kisheria ya antigen.
    Kielelezo\(\PageIndex{1}\): MHC mimi hupatikana kwenye seli zote za mwili, na MHC II hupatikana kwenye macrophages, seli za dendritic, na seli B (pamoja na MHC I). Kamba ya kisheria ya antigen ya MHC I inaundwa na domains α 1 na α 2. Kamba ya kisheria ya antigen ya MHC II inaundwa na domains α 1 na β 1.

    Zoezi\(\PageIndex{1}\)

    Linganisha miundo ya molekuli ya MHC I na MHC II.

    Viini vya kuwasilisha Antigen-( APCs)

    Seli zote za nucleated katika mwili zina taratibu za usindikaji na kuwasilisha antigens kwa kushirikiana na molekuli za MHC. Hii inaashiria mfumo wa kinga, kuonyesha kama seli ni ya kawaida na yenye afya au imeambukizwa na pathogen ya intracellular. Hata hivyo, macrophages tu, seli za dendritic, na seli B zina uwezo wa kuwasilisha antigens hasa kwa kusudi la kuamsha seli za T; kwa sababu hii, aina hizi za seli wakati mwingine hujulikana kama seli zinazowasilisha antijeni (APCs).

    Wakati APC zote zina jukumu sawa katika kinga inayofaa, kuna tofauti muhimu za kuzingatia. Macrophages na seli za dendritic ni phagocytes ambazo huingiza na kuua vimelea vinavyoingilia vikwazo vya mstari wa kwanza (yaani, ngozi na kiwamboute). Seli za B, kwa upande mwingine, hazifanyi kazi kama phagocytes lakini zina jukumu la msingi katika uzalishaji na usiri wa antibodies. Aidha, ambapo macrophages na seli dendritic kutambua vimelea kwa njia ya mwingiliano nonspecific receptor (kwa mfano, PAMPs, toll-kama receptors, na receptors kwa opsonizing inayosaidia au antibody), seli B kuingiliana na vimelea kigeni au antijeni zao bure kwa kutumia antijeni maalum immunoglobulin kama receptors (IgD monomeric na IgM). Wakati receptors immunoglobulin kumfunga kwa antigen, kiini B internalizes antijeni kwa endocytosis kabla ya usindikaji na kuwasilisha antigen kwa seli T.

    Uwasilishaji wa Antigen na MHC II Molekuli

    Molekuli ya MHC II hupatikana tu juu ya uso wa APCs. Macrophages na seli za dendritic hutumia taratibu zinazofanana za usindikaji na uwasilishaji wa antigens na epitopes zao kwa kushirikiana na MHC II; Seli za B hutumia taratibu tofauti ambazo zitaelezewa zaidi katika lymphocytes B na Kinga ya Humoral. Kwa sasa, tutazingatia hatua za mchakato kama zinahusiana na seli za dendritic.

    Baada ya kiini cha dendritic kutambua na kushikamana na kiini cha pathogen, pathogen inaingizwa na phagocytosis na awali iko ndani ya phagosome. Lysosomes zenye enzymes antimicrobial na kemikali fuse na phagosome kuunda phagolysosome, ambapo uharibifu wa pathogen kwa usindikaji wa antigen huanza. Proteases (protini-uharibifu) ni muhimu hasa katika usindikaji wa antigen kwa sababu epitopi za protini tu za antigen zinawasilishwa kwa seli za T na MHC II (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)).

    APCs haziwasilisha epitopes zote zinazowezekana kwa seli za T; tu uteuzi wa antigenic zaidi au immunodominantepitopes hutolewa. Utaratibu ambao epitopes huchaguliwa kwa ajili ya usindikaji na uwasilishaji na APC ni ngumu na haijulikani vizuri; hata hivyo, mara baada ya kusindika zaidi antigenic, epitopes immunodominant, wao kujiunga ndani ya cleft antijeni kisheria ya molekuli MHC II na ni kuhamishwa kwa uso wa seli ya kiini cha dendritic kwa kuwasilisha seli za T.

    Mchakato wa phagocytosis. 1: Bakteria inakabiliwa na phagocytosis ndani ya seli ya dendritic na imefungwa katika phagosome. 2: Lysosomes fyuzi na phagosome na kuchimba bakteria. 3: Epitopes immunodominant ni kuhusishwa na MHC II na kuwasilishwa kwenye uso wa seli.
    Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Kiini cha dendritic phagocytoses kiini cha bakteria na huleta kwenye phagosome. Lysosomes fuse na phagosome kuunda phagolysosome, ambapo kemikali za antimicrobial na enzymes kuharibu seli ya bakteria. Proteases hutengeneza antijeni za bakteria, na epitopes nyingi za antigenic huchaguliwa na kuwasilishwa kwenye uso wa seli kwa kushirikiana na molekuli ya MHC II. Seli T hutambua antigens zilizowasilishwa na hivyo zimeanzishwa.

    Zoezi\(\PageIndex{2}\)

    1. Aina tatu za APC ni nini?
    2. Ni jukumu gani la MHC II molekuli kucheza katika kuwasilisha antigen?
    3. Je! Ni jukumu gani la uwasilishaji wa antigen katika kinga inayofaa?

    Uwasilishaji wa Antigen na MHC I Molekuli

    MHC I molekuli, kupatikana kwenye seli zote za kawaida, afya, nucleated, ishara ya mfumo wa kinga kwamba seli ni ya kawaida “binafsi” kiini. Katika seli afya, protini kawaida hupatikana katika cytoplasm ni duni na proteasomes (enzyme complexes kuwajibika kwa uharibifu na usindikaji wa protini) na kusindika katika epitopes binafsi antigen; hizi epitopes binafsi antijeni kumfunga ndani ya MHC I antijeni kisheria cleft na kisha kuwasilishwa kwenye seli uso. Seli za kinga, kama vile seli za NK, hutambua antijeni hizi binafsi na hazilenga kiini kwa uharibifu. Hata hivyo, ikiwa kiini kinaambukizwa na pathojeni ya intracellular (kwa mfano, virusi), antijeni za protini maalum kwa pathojeni zinatengenezwa katika proteasomes na kumfunga na molekuli za MHC I kwa kuwasilisha kwenye uso wa seli. Uwasilishaji huu wa antigens maalum ya pathogen na MHC I inaashiria kwamba kiini kilichoambukizwa kinapaswa kulengwa kwa uharibifu pamoja na pathogen.

    Kabla ya kuondoa seli zilizoambukizwa zinaweza kuanza, APCs lazima kwanza kuamsha seli T zinazohusika katika kinga ya seli. Ikiwa pathogen ya ndani ya seli huathiri moja kwa moja cytoplasm ya APC, basi usindikaji na uwasilishaji wa antigens unaweza kutokea kama ilivyoelezwa (katika proteasomes na juu ya uso wa seli na MHC I). Hata hivyo, ikiwa pathogen ya intracellular haina kuambukiza moja kwa moja APCs, mkakati mbadala unaoitwa msalaba wa kuwasilisha hutumiwa. Katika msalaba-kuwasilisha antigens kuletwa katika APC kwa njia ya kawaida kusababisha kuwasilisha na MHC II (yaani, kupitia phagocytosis), lakini antijeni ni iliyotolewa kwenye MHC I molekuli kwa seli CD8 T. Njia halisi ambazo uwasilishaji wa msalaba hutokea bado hazieleweki vizuri, lakini inaonekana kwamba uwasilishaji wa msalaba ni hasa kazi ya seli za dendritic na si macrophages au seli B.

    Zoezi\(\PageIndex{3}\)

    1. Kulinganisha na kulinganisha usindikaji wa antigen na uwasilishaji unaohusishwa na molekuli za MHC I na MHC II.
    2. Uwasilishaji wa msalaba ni nini, na ni wakati gani uwezekano wa kutokea?

    Dhana muhimu na Muhtasari

    • Meja histocompatibility tata (MHC) ni mkusanyiko wa jeni coding kwa molekuli glycoprotein walionyesha juu ya uso wa seli zote nucleated.
    • MHC I molekuli ni walionyesha juu ya seli zote nucleated na ni muhimu kwa ajili ya kuwasilisha kawaida “binafsi” antijeni. Viini vinavyoambukizwa na vimelea vya intracellular vinaweza kuwasilisha antigens za kigeni kwenye MHC I pia, kuashiria kiini kilichoambukizwa kwa uharibifu.
    • Mmolekuli ya MHC II huonyeshwa tu juu ya uso wa seli zinazowasilisha antigen (macrophages, seli za dendritic, na seli B). Uwasilishaji wa antigen na MHC II ni muhimu kwa uanzishaji wa seli za T.
    • Antijeni kuwasilisha seli (APC) kimsingi kumeza vimelea phagocytosis, kuharibu yao katika phagolysosomes, mchakato protini antijeni, na kuchagua zaidi antigenic/immunodominant epitopes na MHC II kwa kuwasilisha kwa seli T.
    • Uwasilishaji wa msalaba ni utaratibu wa uwasilishaji wa antigen na uanzishaji wa seli za T unaotumiwa na seli za dendritic ambazo haziambukizwa moja kwa moja na pathojeni; inahusisha phagocytosis ya pathojeni lakini uwasilishaji kwenye MHC I badala ya MHC II.