books antibody
If you do not find what you're looking for, you can use more accurate words.
جسم مضاد (Info)
في علم المناعة، مضاد مناعي أو جسم مضاد(بالإنجليزية: Antibody) أو الغلُوبولين المَناعِيّ (بالإنجليزية: immunoglobulin) أو الكُرَيين المناعي (حيث كلمة كُرَيين ترجمة لكلمة globulin المشتقة من الكلمة اللاتينية globus والتي تعني كرة)، هو بروتين على شكل حرف Y الإنكليزي ويتواجد في الدم والسوائل الجسمية الأخرى في الفقاريات، ويتم استخدامه من قبل جهاز المناعة للتعرف على الأجسام الأجنبية وتحييدها مثل البكتيريا والفيروسات.
تكوين الضد وتحدده
تتكون الجسيمات المضادة مثل بقية البروتينات من وحدات ثانوية تدعى الأحماض الأمينية . وهناك 20 نوعاً من هذه الأحماض التي يمكن ربطها معاً بمختلف الارتباطات لتكوين سلسلة بروتينية أكبر حجما. إن مكونات السلسلة من الأحماض الامينية والتتابع الذي تترتب فيه تلك الأحماض على طول السلسلة يحدد كيفية التفاف السلسلة في هيئة ثلاثية الأبعاد وربما ترتبط بسلاسل أخرى.
الكريينات المناعية هي جزيئات الأضداد التي لها مظهر تركيبي يعكس وظيفتها. تتكون جزيئة الضد من نوعين من سلاسل البروتين القريبة من بعضها توصف إحداها بالخفيفة والأخرى بالثقيلة.
عندما قورنت تتابعات الأحماض الأمينية للسلاسل الخفيفة من مختلف الأضداد في آخر عقدين من القرن العشرين، وجد نوربيرت هيلشمان، الذي كان في حينها يعمل في معهد روكفلر للبحوث الطبية، أن تلك السلاسل ذات خواص غريبة. إذ أن تتابع السلاسل من الأضداد المختلفة يختلف من سلسلة لأخرى لكن الاختلافات تعزى إلى النصف الأول من كل سلسلة، أما بقية السلسلة ففيها نفس التتابع في جميع الأضداد العائدة لنوع معين.
الجزيئة ذات الوظيفتين
يعتبر وجود التغاير والثبات في جزيئة البروتين ذا أهمية وظيفية قيمة، وفي الواقع فإن جزيئة الضد مزدوجة الوظيفة فكل سلسلة فيها منطقة متغايرة، تشكل حوالي نصف السلسلة الخفيفة وربع السلسلة الثقيلة، ومنطقة أخرى ثابتة. والمناطق المتغايرة من السلاسل هي التي تنطوي في الفراغ لتشكل موقع ارتباط الجسم الضد من المستضد وهو الموقع الذي يرتبط بمستضد معين يوجه الضد نحوه، وإن تغيير تتابع الأحماض الأمينية في المنطقة المتغايرة يتغير التركيب الكيميائي لمواقع الارتباط وبذلك تتغير كفاءة تعامل الضد مع أي مستضد، مثل تغيير بروز في الجزء المسنن في مفتاح يؤدي إلى جعل المفتاح يناسب قفلاً آخر. أما المنطقة الثابتة للسلاسل الخفيفة للضد فهي مثل رأس المفتاح الذي يكون متطابقا من مفتاح لأخر لعلامة تجارية معينة ونوع معين ويؤدي وضيفة مشتركة لكل المفاتيح.
تؤدي المنطقة الثابتة في جزيئة الضد لنوع معين نفس الوظيفة، ففي كل جزيئة ضد من ذلك النوع، فمثلاً هناك نوعان من السلاسل الخفيفة في معظم الحيوانات الفقارية يُطبق عليهما "كابّا ولامدا" وكل جزيئة ضد يجب أن تحتوي على سلاسل خفيفة من هذا النوع أو ذاك، وفي أي نوع من الكائنات تتماثل المنطقة الثابتة للسلاسل الخفيفة (كابّا ولامدا) مع المنطقة الثابتة للسلاسل الأخرى العائدة لنفس النوع، وأكثر من ذلك فإن كل جزيئة ضد تمتلك نوعا واحداً من خمسة أنواع من السلاسل الثقيلة وهي: ألفا، غامّا، إبسيلون، ميو، ودلتا، وإن نوع السلسلة الثقيلة يحدد صنف الكريين المناعي بأنه غلوبيولين مناعي A, كريين مناعي ج, كريين مناعي هـ, كريين مناعي م, جسم مضاد. وعلى سبيل المثال، عند جميع السلاسل الثقيلة يكون للأضداد من صنف IgM نفس تتابع المنطقة الثابتة ميو، كما يكون لجميع السلاسل الخفيفة نفس تتابع المناطق الثابتة "كابّا ولامدا"، لكن من جهة أخرى تختلف المناطق المتغايرة من ضد لآخر لتعكس خواصها الوراثية المختلفة.
تقوم المناطق الثابتة للسلاسل الثقيلة بتحديد الفعالية الوظيفية للضد وكيف يؤدي الضد مهمته المناعية في الجسم، فمثلاً عند النظر إلى ضد منطقته المتغايرة متخصصة بمستضد يوجد على حبوب اللقاح، فإن الضد الذي ستكونه هذه المنطقة هو IgD الذي سيبقى مرتبطا بسطح الخلية التي تكونه، إذا كانت السلسلة الثقيلة من نوع دلتا، وإذا كانت المنطقة الثقيلة غامّا فإن الضد الناتج سيكون IgG ويتوقع أن يدور في الدم وإذا كانت المنطقة الثقيلة إبسيلون فالضد هو IgE ويمكن أن يرتبط بسطح خلية معينة تفرز الهستامين الذي يسبب أعراض حمى القش أو الربو، وعندها يتدخل الضد ليتفاعل مع مستضد حبوب اللقاح. إن جميع الأضداد متخصصة نوعيا لنفس المستضد وخصوصاً مستضد حبوب اللقاح، وأكثر من ذلك فإن نفس الوظائف توجد في الأضداد الموجهة ضد مستضدات أخرى، لذلك فإن الوظيفة المؤثرة للضد لا تعتمد على المنطقة المتغايرة.
فرضية دراير وبينيت
تتمايز الخلايا البائية المنشطة إلى خلايا منتجة للأجسام المضادة تسمى الخلايا البلازمية التي تفرز الأجسام المضادة القابلة للذوبان أو خلايا الذاكرة التي تعيش في الجسم لسنوات بعد ذلك للسماح لجهاز المناعة بتذكر مستضد والاستجابة بشكل أسرع عند التعرض في المستقبل.
في مراحل الحياة قبل الولادة وحديثي الولادة ، يتم توفير وجود الأجسام المضادة عن طريق التمنيع السلبي من الأم.يختلف إنتاج الأجسام المضادة الداخلية في وقت مبكر باختلاف أنواع الأجسام المضادة ، وعادة ما تظهر خلال السنوات الأولى من الحياة.نظرًا لوجود الأجسام المضادة بحرية في مجرى الدم ، يُقال إنها جزء من جهاز المناعة الخلطي.يتم إنتاج الأجسام المضادة المنتشرة بواسطة الخلايا البائية المستنسخة التي تستجيب بشكل خاص لمولد ضد واحد فقط (مثال على ذلك جزء بروتين قفيصة الفيروس).تساهم الأجسام المضادة في المناعة بثلاث طرق: تمنع مسببات الأمراض من دخول الخلايا أو إتلافها عن طريق الارتباط بها ؛ أنها تحفز إزالة مسببات الأمراض عن طريق الخلايا البلعمية والخلايا الأخرى عن طريق ترميز الممرض ؛ وتؤدي إلى تدمير مسببات الأمراض عن طريق تحفيز الاستجابات المناعية الأخرى مثل المسار التكميلي.ستؤدي الأجسام المضادة أيضًا إلى تحلل الأمين النشط في الأوعية للمساهمة في المناعة ضد أنواع معينة من المستضدات (الديدان الطفيلية ومسببات الحساسية).
تغعيل المكمل
ستجذب الأجسام المضادة التي ترتبط بالمستضدات السطحية (على سبيل المثال ، البكتيريا) المكون الأول من السلسلة التكميلية مع منطقة Fc الخاصة بها وتبدأ تنشيط النظام التكميلي "الكلاسيكي".هذا يؤدي إلى قتل البكتيريا بطريقتين.أولاً ، إن ارتباط الجسم المضاد والجزيئات التكميلية يميز الميكروب عن طريق البلعمة في عملية تسمى طمس ؛ تنجذب هذه البالعات بواسطة جزيئات مكملة معينة تم إنشاؤها في السلسلة التكميلية.ثانيًا ، تشكل بعض مكونات النظام التكميلي مركب هجوم غشائي لمساعدة الأجسام المضادة على قتل البكتيريا مباشرة (تحليل البكتيريا).
تفعيل الخلايا المنشطة
لمكافحة مسببات الأمراض التي تتكاثر خارج الخلايا ، ترتبط الأجسام المضادة بمسببات الأمراض لربطها معًا ، مما يؤدي إلى تراصها. نظرًا لأن الجسم المضاد يحتوي على اثنين من الحواتم على الأقل ، فيمكنه ربط أكثر من مستضد واحد عن طريق ربط حواتم متطابقة محمولة على أسطح هذه المستضدات.عن طريق طلاء العامل الممرض ، تحفز الأجسام المضادة وظائف المستجيب ضد العامل الممرض في الخلايا التي تتعرف على منطقة Fc الخاصة بها. الأجسام المضادة IgE و IgA,IgG.يؤدي ارتباط جسم مضاد معين بمستقبل Fc في خلية معينة إلى تشغيل وظيفة المستجيب لتلك الخلية ؛ البلاعم سوف تتحلل ، الخلايا البدينة و العدلات سوف تتحلل ، الخلايا القاتلة الطبيعية ستطلق السيتوكينات والجزيئات السامة للخلايا ؛ سيؤدي في النهاية إلى تدمير الميكروب الغازي.يؤدي تنشيط الخلايا القاتلة الطبيعية بواسطة الأجسام المضادة إلى بدء آلية سامة للخلايا تُعرف باسم السمية الخلوية المعتمدة على الخلايا المعتمدة على الجسم المضاد (ADCC) - قد تفسر هذه العملية فعالية الأجسام المضادة أحادية النسيلة المستخدمة في العلاجات البيولوجية ضد السرطان.تكون مستقبلات Fc خاصة بالنمط المتماثل ، مما يمنح مرونة أكبر للجهاز المناعي ، ويستدعي فقط آليات المناعة المناسبة لمسببات الأمراض المتميزة.
الأجسام المضادة الطبيعية
ينتج البشر والرئيسيات العليا أيضًا "أجسامًا مضادة طبيعية" موجودة في مصل الدم قبل العدوى الفيروسية.تم تعريف الأجسام المضادة الطبيعية على أنها أجسام مضادة يتم إنتاجها دون أي إصابة سابقة أو تلقيح أو التعرض لمستضد غريب آخر أو تحصين سلبي.يمكن لهذه الأجسام المضادة تنشيط المسار التكميلي الكلاسيكي الذي يؤدي إلى تحلل جزيئات الفيروس المغلفة قبل وقت طويل من تنشيط الاستجابة المناعية التكيفية.يتم توجيه العديد من الأجسام المضادة الطبيعية ضد ثنائي السكاريد جالاكتوز ألفا (1,3) -جالاكتوز (α-Gal) ، والذي يوجد كسكر نهائي على بروتينات سطح الخلية الجليكوزيلاتي ، ويتم إنتاجه استجابةً لإنتاج هذا السكر بواسطة البكتيريا الموجودة في أمعاء الإنسان.يُعتقد أن رفض الأعضاء المزروعة بالأكسجين ناتج جزئيًا عن وجود أجسام مضادة طبيعية تنتشر في مصل المستلم وترتبط بمولدات المضادات α-Gal المعبر عنها في نسيج المتبرع.
تنوع الغلوبولين المناعي
يمكن لجميع الميكروبات تقريبًا أن تؤدي إلى استجابة الجسم المضاد.يتطلب التعرف على العديد من الأنواع المختلفة من الميكروبات والقضاء عليها بنجاح تنوعًا بين الأجسام المضادة ؛ يختلف تكوين الأحماض الأمينية الخاصة بهم مما يسمح لهم بالتفاعل مع العديد من المستضدات المختلفة.تشير التقديرات إلى أن البشر يولدون حوالي 10 مليارات من الأجسام المضادة المختلفة ، كل منها قادر على ربط حاتمة مميزة لمولد ضد.على الرغم من أن ذخيرة ضخمة من الأجسام المضادة المختلفة يتم إنشاؤها في فرد واحد ، فإن عدد الجينات المتاحة لصنع هذه البروتينات محدود بحجم الجينوم البشري.تطورت العديد من الآليات الجينية المعقدة التي تسمح للخلايا البائية الفقارية بتوليد مجموعة متنوعة من الأجسام المضادة من عدد صغير نسبيًا من جينات الجسم المضاد.
تقلبية المجالات
المنطقة الكروموسومية التي تشفر الجسم المضاد كبيرة وتحتوي على عدة مواضع جينية مميزة لكل مجال من مجالات الجسم المضاد - توجد منطقة الكروموسوم التي تحتوي على جينات ثقيلة السلسلة (IGH) في الكروموسوم 14 ، والمواقع التي تحتوي على جينات السلسلة الخفيفة لامدا وكابا ( IGL و IGK ) موجودان في الكروموسومات 22 و 2 في البشر.يُطلق على أحد هذه المجالات اسم المجال المتغير ، الموجود في كل سلسلة ثقيلة وخفيفة من كل جسم مضاد ، ولكن يمكن أن يختلف في الأجسام المضادة المختلفة المتولدة من الخلايا البائية المميزة.توجد الاختلافات ، بين المجالات المتغيرة ، في ثلاث حلقات تُعرف باسم المناطق شديدة التغير (HV-1 و HV-2 و HV-3) أو مناطق تحديد التكامل (CDR1 و CDR2 و CDR3).يتم دعم CDRs داخل المجالات المتغيرة بواسطة مناطق إطار العمل المحفوظة.يحتوي موضع السلسلة الثقيلة على حوالي 65 جينًا مختلفًا للنطاق المتغير تختلف جميعها في CDR الخاصة بها.يؤدي دمج هذه الجينات مع مجموعة من الجينات لمجالات أخرى من الجسم المضاد إلى تكوين سلاح كبير من الأجسام المضادة بدرجة عالية من التباين.هذا المزيج يسمى إعادة التركيب V (D) J الذي تمت مناقشته أدناه.
إعادة تركيب V (D) J
يتضمن إعادة التركيب الجسدي للجلوبيولين المناعي ، المعروف أيضًا باسم إعادة التركيب V (D) J ، إنتاج منطقة متغيرة فريدة من الجلوبيولين المناعي.يتم ترميز المنطقة المتغيرة لكل سلسلة ثقيلة أو خفيفة من الجلوبيولين المناعي في عدة أجزاء - تُعرف باسم المقاطع الجينية (الجينات الفرعية).تسمى هذه المقاطع المتغيرة (V) والتنوع (D) والانضمام (J).تم العثور على مقاطع V و D و J في سلاسل Ig الثقيلة ، ولكن تم العثور على مقاطع V و J فقط في سلاسل Ig الخفيفة.توجد نسخ متعددة من شرائح الجينات V و D و J ، ويتم ترتيبها جنبًا إلى جنب في جينومات الثدييات.في نخاع العظم ، ستجمع كل خلية بائية نامية منطقة متغيرة من الجلوبيولين المناعي عن طريق الاختيار العشوائي والجمع بين جزء واحد من الجين V و D و J واحد (أو جزء واحد V و J واحد في السلسلة الخفيفة).نظرا لوجود نسخ متعددة من كل نوع مقاطع الجينات، ويمكن استخدام مجموعات مختلفة من مقاطع الجينات لتوليد كل منطقة متغيرة من الجلوبولين المناعي، فإن هذه العملية تولد عددا كبيرا من الأجسام المضادة، لكل منها حواتم مختلفة ،وبالتالي خصائص مستضد مختلفة.يقترن إعادة ترتيب العديد من الجينات الفرعية (مثل عائلة V2) للغلوبولين المناعي لسلسلة لامدا الخفيفة مع تنشيط microRNA miR-650 ، مما يؤثر بشكل أكبر على بيولوجيا الخلايا البائية.
تلعب بروتينات RAG دورًا مهمًا في إعادة التركيب V (D) J في قطع الحمض النووي في منطقة معينة.بدون وجود هذه البروتينات ، لن يحدث إعادة التركيب V (D) J.
بعد أن تنتج الخلية البائية جينًا وظيفيًا للجلوبيولين المناعي أثناء إعادة التركيب V (D) J ، لا يمكنها التعبير عن أي منطقة متغيرة أخرى (عملية تُعرف باسم الاستبعاد الأليلي) وبالتالي يمكن لكل خلية بائية إنتاج أجسام مضادة تحتوي على نوع واحد فقط من السلسلة المتغيرة.
