Gene der Antikörper

Antikörper, auch als Immunglobuline bekannt, sind essenzielle Bestandteile des Immunsystems. Sie erkennen und neutralisieren fremde Substanzen wie Viren und Bakterien. Doch wie ist es möglich, dass unser Körper Millionen verschiedener Antikörper produzieren kann, obwohl er dabei auf etwa nur 1.000 Gene zurückgreift? Dieser Artikel erklärt die genetischen Mechanismen, die hinter dieser erstaunlichen Vielfalt stecken.

Aufbau der Antikörper und Genstruktur

Ein Antikörper besteht aus zwei identischen schweren und zwei identischen leichten Ketten. Jede dieser Ketten hat eine variable und mindestens eine konstante Region. Diese Regionen werden durch verschiedene Genfragmente codiert:

• Leichte Kette: Die variable Region wird durch die Gensegmente V (Variable) und J (Joining) codiert.
• Schwere Kette: Die variable Region wird durch die Gensegmente V, D (Diversity) und J codiert.

Die Kombination dieser Segmente ermöglicht eine immense Vielfalt an Antikörpern.

V(D)J-Rekombination: Der Schlüssel zur Vielfalt

Der Prozess, der diese Vielfalt ermöglicht, heißt V(D)J-Rekombination. Dabei werden die verschiedenen Gensegmente zufällig miteinander kombiniert, um die variable Region der Antikörper zu erzeugen. Alleine durch die Kombination der schweren und leichten Ketten entstehen etwa 2,6 Millionen verschiedene Antikörper.

Zusätzliche Vielfalt durch somatische Hypermutation

Nach der initialen Rekombination der Gene folgt ein weiterer Prozess namens somatische Hypermutation. Dabei mutieren die Gene der Antikörper in den B-Lymphozyten weiter, was zu einer noch größeren Vielfalt führt. Diese Mutationen verbessern oft die Bindungsstärke der Antikörper an ihre spezifischen Antigene.

Selbsttoleranz: Schutz vor Autoimmunität

Um zu verhindern, dass Antikörper körpereigene Strukturen angreifen, durchlaufen die B-Lymphozyten eine strenge Selektionsphase. Antikörper, die körpereigene Strukturen angreifen, werden eliminiert. Dieses Prinzip der Selbsttoleranz ist entscheidend für ein funktionierendes Immunsystem.

Fazit

Die Vielfalt der Antikörper ist ein Ergebnis komplexer genetischer Prozesse, darunter die V(D)J-Rekombination und somatische Hypermutation. Diese Mechanismen ermöglichen es dem Immunsystem, auf eine enorme Bandbreite an Krankheitserregern zu reagieren und sich ständig anzupassen. Das Wissen über diese genetischen Prozesse ist nicht nur faszinierend, sondern auch entscheidend für das Verständnis und die Weiterentwicklung von Immuntherapien und Impfstoffen.

Biologie-Insider-Tipp für deinen MedAT

Insider-Tipp von Max (MasterClass-Tutor)

Die Immunbiologie ist ein sehr komplexes Gebiet der Medizin. Für den MedAT ist es nicht notwendig, jedes mikroskopische Detail zu Genen und Struktur der Antikörper zu verstehen. Vielmehr sollte man die Hintergründe der Antikörpervielfalt begreifen. Insbesondere empfehlen wir, sich mit den schweren und leichten Ketten sowie den Genen V, J und D vertraut zu machen. Um das Thema zu vertiefen,…