Anticorpo
Gli anticorpi (chiamati anche immunoglobuline) sono grandi proteine a forma di Y che possono attaccarsi alla superficie di batteri e virus. Si trovano nel sangue o in altri fluidi corporei dei vertebrati. Gli anticorpi sono l'elemento chiave del sistema immunitario adattivo.
L'anticorpo riconosce una parte unica del bersaglio estraneo chiamata antigene. Ogni punta della "Y" di un anticorpo contiene una struttura (come una serratura) che si adatta ad una particolare struttura a chiave su un antigene. Questo lega le due strutture insieme.
Utilizzando questo meccanismo di legame, un anticorpo può marcare un microbo o una cellula infetta per l'attacco da parte di altre parti del sistema immunitario, o può neutralizzare direttamente il suo bersaglio. La produzione di anticorpi è la funzione principale dell'immunità umorale.
Ogni anticorpo è diverso. Sono tutti progettati per attaccare un solo tipo di antigene (in pratica, questo significa virus o batteri). Per esempio, un anticorpo progettato per distruggere il vaiolo non è in grado di colpire la peste bubbonica o il comune raffreddore.
Anche se la struttura generale di tutti gli anticorpi è molto simile, quella piccola regione sulla punta della proteina è estremamente variabile. Ciò consente l'esistenza di milioni di anticorpi con diverse strutture della punta. Ognuna di queste varianti può legarsi ad un diverso antigene. Questa enorme diversità di anticorpi permette al sistema immunitario di riconoscere una varietà altrettanto ampia di antigeni.
Ogni anticorpo si lega ad un antigene specifico; questo funziona come una serratura.
1. 2. Regione di legame dell'antigene del frammento2 . 2. Frammento regione cristallizzabile3 . 2. Catena pesante (blu) con un dominio variabile (VH) seguito da un dominio costante (CH1), una regione cerniera, e altri due domini costanti (CH2 e CH3). 4. 4. Catena leggera (verde) con una variabile (VL) e un dominio costante (CL)5 . 5. Sito di legame dell'antigene (paratope) 6. 6. Regioni della cerniera
Diversità dell'immunoglobulina
Problema di base
Anche se una grande varietà di anticorpi diversi viene prodotta in un unico individuo, il numero di geni disponibili per produrre queste proteine è limitato dalle dimensioni del genoma.
Ci sono un gran numero di ceppi microbici, e quindi i vertebrati hanno bisogno di milioni di anticorpi diversi. In realtà, gli esseri umani generano circa 10 miliardi di anticorpi diversi, ciascuno in grado di legare un sito antigenico distinto. Questo deve essere fatto con un numero molto più piccolo di geni: il genoma umano ha solo circa 20.000 geni.
Si sono evoluti diversi meccanismi genetici complessi. Questi permettono alle cellule vertebrate B di generare un enorme pool di anticorpi da un numero relativamente piccolo di geni anticorpali. I dettagli completi non sono presentati qui, solo un riassunto.
La varietà di anticorpi si ottiene combinando i segmenti di un pool di geni in molti modi diversi. Poi, le ipermutazioni si verificano nell'area del sito di legame del gene anticorpale. Questo crea un'ulteriore diversità.
Catene pesanti
Gli anticorpi sono glicoproteine appartenenti alla superfamiglia delle immunoglobuline; i termini anticorpo e immunoglobulina sono spesso usati in modo intercambiabile. Gli anticorpi sono tipicamente costituiti da unità strutturali di base, ciascuna con due grandi catene pesanti e due piccole catene leggere. Ci sono diversi tipi di catene pesanti di anticorpi e diversi tipi di anticorpi, che sono raggruppati in diversi isotipi in base a quale catena pesante possiedono. Nei mammiferi sono noti cinque diversi isotipi di anticorpi. Essi aiutano a dirigere la risposta immunitaria appropriata per ogni diverso tipo di oggetto estraneo che incontrano.
Suggerimenti variabili
Anche se la struttura generale di tutti gli anticorpi è molto simile, una piccola regione sulla punta della proteina è estremamente variabile, consentendo l'esistenza di milioni di anticorpi con strutture di punta leggermente diverse, o siti di legame dell'antigene. Questa regione è nota come regione ipervariabile. Ognuna di queste varianti può legarsi ad un antigene diverso. Questa enorme diversità di anticorpi permette al sistema immunitario di riconoscere una varietà altrettanto ampia di antigeni. L'ampia e diversificata popolazione di anticorpi è generata da combinazioni casuali di un insieme di segmenti genici che codificano diversi siti di legame dell'antigene (o paratopi), seguiti da mutazioni casuali in quest'area del gene dell'anticorpo, che creano un'ulteriore diversità. I geni anticorpali si riorganizzano anche in un processo chiamato "class switching", che permette ad un singolo anticorpo di essere utilizzato da diverse parti del sistema immunitario.
Domande e risposte
D: Cosa sono gli anticorpi?
R: Gli anticorpi sono grandi proteine a forma di Y che possono aderire alla superficie di batteri e virus. Si trovano nel sangue o in altri fluidi corporei dei vertebrati e svolgono un ruolo chiave nel sistema immunitario adattativo.
D: Come funzionano gli anticorpi?
R: Ogni punta della "Y" di un anticorpo contiene una struttura (come una serratura) che si adatta a una particolare struttura simile a una chiave su un antigene. Questo lega le due strutture insieme, consentendo loro di etichettare i microbi o le cellule infette per l'attacco da parte di altre parti del sistema immunitario, o di neutralizzare direttamente il loro bersaglio.
D: Che cos'è l'immunità umorale?
R: L'immunità umorale è quando gli anticorpi vengono prodotti in risposta agli antigeni estranei che entrano nell'organismo. Fa parte del sistema immunitario adattativo, che aiuta a proteggersi dalle malattie e dalle infezioni.
D: Tutti gli anticorpi sono diversi?
R: Sì, ogni anticorpo è progettato per attaccare solo un tipo di antigene (in pratica, questo significa virus o batteri). Per esempio, un anticorpo progettato per distruggere il vaiolo non è in grado di colpire la peste bubbonica o il raffreddore comune. Sebbene abbiano una struttura generale simile, c'è una variazione nelle loro punte che consente l'esistenza di milioni di varianti diverse con strutture di punte diverse, in modo che possano legarsi ad antigeni diversi.
D: In che modo questa diversità aiuta il nostro corpo?
R: Questa enorme diversità di anticorpi permette al nostro sistema immunitario di riconoscere una varietà altrettanto ampia di antigeni, in modo da proteggerci meglio da malattie e infezioni.
D: Dove troviamo gli anticorpi?
R: Gli anticorpi si trovano nel sangue o in altri fluidi corporei dei vertebrati, come gli esseri umani e gli animali.
