Микробиология, понятие микробиологии, статьи по микробиологии, микробиологические процессы

11.04.2011

Существенным недостатком теории Иерне является отсутствие доказательств ее основной части, где говорится, что проникновение в клетку собственного глобулина индуцирует усиленное образование глобулинов с той же структурой. Это предположение не соответствует современным представлениям о синтезе белка, так как известно, что информация, определяющая синтез любого белка, осуществляется в направлении ДНК РНК белок, а не наоборот. Но, несмотря на указанные недостатки, теория Иерне также имеет положительное значение. Ее автор объясняет процессы образования антител с эволюционной точки зрения. Эта теория соответствует хорошо известным в иммунологии фактам, свидетельствующим о том, что чужеродное вещество антигенной природы изменяет свойства клетки и стимулирует продукцию белков нового качества. Чужеродный антиген как бы инструктирует клетки организма о необходимости продуцировать специфические для антигена белки антитела, являясь для них своеобразным штампом.

Теория естественной селекции Иерне. Согласно этой теории, в организме любого нормального животного, способного продуцировать антитела в процессе эволюции под влиянием различных антигенов и спонтанных мутаций, сформировалось многочисленное количество глобулинов, различных по строению концевых частей полипептидной цепи, представляющих собой как бы предсуществующие в организме нормальные антитела. По мнению Иерне, в тех случаях, когда молекула углобулина соединяется с антигенами собственного организма, этот комплекс автоматически удаляется из организма, формирования антител не происходит. При проникновении в организм чужеродного антигена он случайно встречается и соединяется только с такой молекулой углобулина, которая имеет в своем строении химические группы атомов пли рецепторы, специфические для детерминантной группы антигена. Антиген как бы отбирает, селекционирует специфические для него глобулины и потому эта теория называется селекционной. В данном случае клетка поглощает комплекс собственного антитела и чужеродной для нее молекулы антигена. В результате этого процесса она начинает производить много копий поглощенного естественного антитела, адаптированного к антигену.. Эти антитела поступают в ток крови и их количество значительно увеличивается при повторном введении антигена, встречающегося со специфическим для него предсуществуюзцим в организме vглобулином.

В последние годы Гауровитц модифицировал матричную теорию, высказав предположение, что антиген не прямо формирует молекулу антитела, а антигенные детерминанты связываются с рибосомами или информационной РНК. За счет межмолекулярных сил вокруг детерминанты образуется дополнительная конфигурация из аминокислотных остатков растущей пептидной цепи, что и определяет специфичность антитела, так как остальная часть пептидной цепи прямо определяется последовательностью нуклеотидов в информационной РНК.
Несмотря на эти существенные возражения, инструктивная теория безусловно имела и положительное значение в развитии представлений о механизме образования антител. Ее авторы решают эту проблему с позиций современного общего представления о синтезе белков, поэтому она до сих пор пользуется большой популярностью среди иммунологов.

Антигенная матрица после синтеза антитела высвобождается из клетки и может вновь служить штампом для нового формирования антител. Этот процесс может происходить до тех пор, пока не наступит разрушение антигена.
С позиций теории Полинга легко понять специфичность взаимодействия антигена с антителом. Но она не объясняет механизма толерантности. Как известно, собственные белки и ткани животного не обладают антигенными свойствами, в то время как те же ткани, взятые от другого животного, являются хорошими антигенами. Организм каким то способом может отличать собственные антигены от чужеродных. С позиций теории Полинга объяснить это невозможно, так как антигенная матрица должна обладать одними и теми же свойствами вне зависимости от того, взята она из данного организма или от другого вида животного. Основываясь на теории Полинга нельзя объяснить и другой факт существенное несоответствие между количественными соотношениями антигена и антител. Расчеты показывают, что в течение 48 часов вырабатывается в 180 ООО раз больше антител по отношению к количеству молекул сохранившегося к этому времени антигена. При ряде заболеваний, например, кори, желтой лихорадке, оспе, антитела продуцируются и сохраняются десятками лет, когда наличие антигена в организме не удается доказать никакими методами исследования. Известно также, что жизнь клетки, продуцирующей антитела, очень непродолжительна она определяется несколькими сутками или даже часами. Этот факт также трудно понять с позиций теории, утверждающей, что антитела формируются только на матрице самого антигена, так как в этом случае пришлось бы допустить возможность сохранения в организме вируса кори или оспы в течение десятков лет.

Теория Брейнля Гауровитца и Полинга. В начале эта теория была предложена Брейнлем и Гауровитцем, а в дальнейшем развита и обоснована с химикофизических позиций Полингом. Согласно этой теории, антитела образуются в клетках непосредственно под влиянием полярных групп антигенов. Антиген, попадая в клетку, нарушает в ней синтез нормальных глобулинов. Вследствие этого образуются новые молекулы иммунных глобулинов с иной последовательностью полипептидов или аминокислот и другой конфигурацией молекулы, соответствующей по своему строению детерминантным группам антигена. Образовавшаяся таким образом молекула глобулина выделяется из клетки. Антиген же сохраняется в ней и функционирует как индуктор антител до тех пор, пока клетка не освободится от него. Молекула иммунного глобулина состоит из тех же полипептидных цепей, что и нормальный глобулин, но отличается от него только конфигурацией концевых частей полипептидной цепи, которая формируется под влиянием антигена в процессе вторичного и третичного свертывания длинной тонкой нити в сферическую молекулу антитела. По представлению Полинга, синтез нормального и иммунного глобулина осуществляется в несколько фаз. В первой фазе формируется центральная стабильная часть молекулы ее каркас, во второй фазе происходит скручивание, упаковка ее концевых частей. Антиген, включающийся в процессе синтеза глобулина, оказывает влияние не на расположение аминокислот в пептидной цени, составляющей молекулу глобулина, как полагали Брейнль и Гауровитц, а на способ, которым эта цепь складывается, и на конфигурацию концевых частей полипептидной цепи, которая приобретает структуру, соответствующую активной детерминантной группе антигена. Вновь образованная под влиянием антигена молекула глобулина и есть антитело. Согласно теории Полинга, детерминантная группа антигена является своеобразным штампом матрицей, на которой происходит скручивание полипептидной цепи. При этом антиген непосредственно формирует структуру антитела, в связи с чем данная теория получила название инструктивной, или теории прямой матрицы.