Fisiologia do sistema imunológico

Diversidade de linfócitos

O sistema imunológico específico (em outras palavras, a soma total de todos os linfócitos) pode reconhecer virtualmente qualquer molécula complexa criada pela natureza ou pela ciência. Essa capacidade notável resulta dos trilhões de diferentes receptores de antígeno que são produzidos pelos linfócitos B e T. Cada linfócito produz seu próprio receptor específico, que é estruturalmente organizado para responder a um antígeno diferente. Depois que uma célula encontra um antígeno que reconhece, ela é estimulada a se multiplicar, e a população de linfócitos portadores desse receptor específico aumenta.

Como é que o corpo tem uma diversidade tão incrível de receptores que estão sempre prontos para responder às moléculas invasoras? Para entender isso, uma rápida revisão de genes e proteínas será útil. Moléculas receptoras de antígeno são proteínas, compostas por algumas cadeias polipeptídicas (isto é, cadeias de aminoácidos ligadas por ligações químicas conhecidas como ligações peptídicas). A sequência na qual os aminoácidos são montados para formar uma cadeia polipeptídica específica é especificada por uma região discreta do DNA, denominada gene. Mas se cada região polipeptídica de cada receptor de antígeno fosse codificada por um gene diferente, o genoma humano (toda a informação genética codificada no DNA que é transportado nos cromossomos das células) precisaria dedicar trilhões de genes para codificar apenas esses genes imunes. proteínas do sistema. Como todo o genoma humano contém aproximadamente 25.000 genes, os indivíduos não podem herdar um gene para cada componente específico do receptor de antígeno. Em vez disso, existe um mecanismo que gera uma enorme variedade de receptores a partir de um número limitado de genes.

O que é herdado é um conjunto de segmentos gênicos para cada tipo de cadeia polipeptídica. À medida que cada linfócito amadurece, esses segmentos gênicos são reunidos para formar um gene para cada polipeptídeo que compõe um receptor de antígeno específico. Esse rearranjo de segmentos genéticos alternativos ocorre predominantemente, embora não inteiramente, aleatoriamente, de modo que um número enorme de combinações possa resultar. Diversidade adicional é gerada a partir da recombinação imprecisa de segmentos genéticos - um processo chamado diversificação juncional - através do qual as extremidades dos segmentos genéticos podem ser encurtadas ou alongadas. O rearranjo genético ocorre no estágio em que os linfócitos gerados a partir das células-tronco se tornam funcionais, de modo que cada linfócito maduro é capaz de produzir apenas um tipo de receptor. Assim, a partir de um pool de apenas centenas de genes, uma variedade ilimitada de diversos receptores de antígeno pode ser criada.

Ainda outros mecanismos contribuem para a diversidade de receptores. Sobreposto ao mecanismo descrito em termos simplificados acima, existe outro processo, chamado mutação somática. Mutação é a ocorrência espontânea de pequenas alterações no DNA durante o processo de divisão celular. É chamado somático quando ocorre nas células do corpo (soma grego significa "corpo") e não nas células da linha germinativa (óvulos e espermatozóides). Embora a mutação somática possa ser um evento casual em qualquer célula do corpo, ela ocorre regularmente no DNA que codifica receptores de antígenos nos linfócitos. Assim, quando um linfócito é estimulado por um antígeno a se dividir, novas variantes de seu receptor de antígeno podem estar presentes em suas células descendentes, e algumas dessas variantes podem fornecer um ajuste ainda melhor para o antígeno responsável pela estimulação original.

Receptores e anticorpos de antígenos de células B

Os receptores de antígeno nos linfócitos B são idênticos aos locais de ligação dos anticorpos que esses linfócitos fabricam uma vez estimulados, exceto que as moléculas receptoras têm uma cauda extra que penetra na membrana celular e as ancora na superfície celular. Assim, uma descrição da estrutura e propriedades dos anticorpos, que são bem estudadas, será suficiente para ambos.