Główny układ zgodności tkankowej

Główny układ zgodności tkankowej (MHC, z ang. major histocompatibility complex) – zespół białek, odpowiedzialnych za prezentację antygenów limfocytom T. Swoją nazwę zawdzięczają temu, że zostały odkryte jako pierwsze i najważniejsze białka decydujące o utrzymaniu się lub odrzuceniu przeszczepu, a zatem odpowiadające za zgodność tkanek dawcy i biorcy. Wyróżnia się trzy klasy MHC, które różnią się pełnionymi funkcjami:

Diploid (z gr. διπλος – podwójny) – komórka zawierająca po dwa chromosomy danego typu. Ta sama informacja jest przechowywana w dwóch miejscach, co ma znaczenie na przykład przy mutacjach.
Grupy krwi — zestawy antygenów, czyli cząsteczek powodujących gwałtowną odpowiedź układu odpornościowego, które występują na powierzchni czerwonych krwinek. W ramach tego samego gatunku może istnieć wiele różnych grup takich antygenów. Różnice mogą być niewielkie i sprowadzać się do obecności pojedynczych aminokwasów budujących białka lub monosacharydów tworzących wielocukry, które pokrywają krwinki. W innych przypadkach niektóre osobniki mogą cechować się występowaniem zupełnie innych cząsteczek antygenów nieobecnych w pozostałych grupach.

MHC klasy I znajdują się na wszystkich jądrzastych komórkach organizmu i uczestniczą w obronie przed patogenami wewnątrzkomórkowymi

MHC klasy II występują na specjalnej klasie komórek – komórkach prezentujących antygen.

MHC klasy III stanowią różne cząsteczki, niezwiązane z procesem prezentacji antygenu. Oznaczone najpierw jako prawdopodobne cząsteczki prezentujące – ze względu na umiejscowienie pomiędzy genami MHC klasy I a MHC klasy II, co po dalszych badaniach genomu zostało odrzucone. O ile między klasą I i II widoczne są wybitne podobieństwa strukturalne, o tyle MHC klasy III nie są podobne ani do dwóch pozostałych klas, ani do siebie nawzajem.

Ludzkie MHC określane są mianem HLA (ang. human leukocyte antigens – ludzkie antygeny leukocytarne).

Śmiertelność (ang. fatality rate) - liczba osobników populacji ginąca w określonej jednostce czasu. Śmiertelność wyrażona jest najczęściej w liczbach względnych, w których odniesieniem jest liczba osobników populacji podawana w procentach. Można wyróżnić śmiertelność ekologiczną, czyli faktycznie istniejącą w badanej populacji lub śmiertelność minimalną, która miałaby miejsce, gdyby populacja żyła w optymalnych warunkach.
Błona komórkowa, plazmolema, plazmolemma (cytolemma, plasmolemma) – półprzepuszczalna błona biologiczna oddzielająca wnętrze komórki od świata zewnętrznego. Jest ona złożona z dwóch warstw fosfolipidów oraz białek, z których niektóre są luźno związane z powierzchnią błony (białka peryferyjne), a inne przebijają błonę lub są w niej mocno osadzone białkowym lub niebiałkowym motywem (białka błonowe).

Budowa cząsteczek MHC klasy I

Schemat budowy MHC klasy I

Cząsteczki MHC klasy I składają się z dwóch łańcuchów polipeptydowych: łańcucha ciężkiego α (masa cząsteczkowa 45 kD) oraz β2-mikroglobuliny (m. cz. 12 kD). Łańcuch ciężki składa się z trzech domen zewnątrzkomórkowych, fragmentu przechodzącego przez błonę i krótkiej części wewnątrzcytoplazmatycznej. Dwie pierwsze domeny (α1 i α2) tworzą charakterystyczną strukturę rowka, którego dno stanowią struktury β, zaś boki są utworzone przez dwie α-helisy. Domena α3 oraz β2-mikroglobulina tworzą podstawę cząsteczki i znajdują się bliżej błony. Cała struktura białka MHC klasy I jest ukazana na rysunku obok.

Środowisko – ogół elementów nieożywionych i ożywionych, zarówno naturalnych, jak i powstałych w wyniku działalności człowieka, występujących na określonym obszarze oraz ich wzajemne powiązania, oddziaływania i zależności. Jest to pojęcie podrzędne w stosunku do przyrody, obejmującej również elementy ożywione.
Tkanka (łac. textum) – zespół komórek o podobnej budowie, określonych czynnościach, podobnym pochodzeniu, budowie, przemianie materii i przystosowanych do wykonywania określonej funkcji na rzecz całego organizmu. Tkanki są elementami składowymi narządów i ich układów. Dział biologii zajmujący się tkankami to histologia.

Największe znaczenie funkcjonalne ma rowek, w obrębie którego umieszczany jest prezentowany antygen. Żeby zrozumieć jego rolę, trzeba się w podstawach zapoznać z procesem prezentacji antygenu (dokładny opis znajduje się w artykule na ten temat). Otóż MHC klasy I pełnią funkcję obronną przeciw takim patogenom, jak wirusy, które namnażają się we wnętrzu komórki gospodarza. Każda komórka zawiera proteasomy, czyli wieloenzymatyczne kompleksy, które rozcinają białka wewnątrzkomórkowe na mniejsze fragmenty. Te właśnie fragmenty są umieszczane w rowku białek MHC klasy I. Z kolei limfocyty Tc rozpoznają rowek razem z umieszczonym w nim peptydem i tutaj może nastąpić jeden z dwóch scenariuszy:

Cytoplazma – część protoplazmy komórki eukariotycznej pozostająca poza jądrem komórkowym a w przypadku, z definicji nie posiadających jądra, komórek prokariotycznych – cała protoplazma.
Limfocyty Th są subpopulacją limfocytów T pełniących funkcje związane z pobudzaniem odpowiedzi odpornościowej. Ponad 90% tych limfocytów nosi na swojej powierzchni cząsteczki CD4, ale reguła ta nie zawsze jest spełniona. W związku z tym rozpoznają one antygeny połączone z cząsteczkami MHC klasy II.

jeśli komórka jest "zdrowa", to nic się nie stanie, gdyż limfocyt T nie stwierdzi obecności obcego białka na powierzchni komórki:

jeśli komórka zawiera patogen, jego białka będą cięte przez proteasom i umieszczone na białku MHC klasy I; limfocyt T rozpozna taki obcy peptyd, po czym zabije zakażoną komórkę razem z patogenem (zostaje ona poświęcona dla dobra całego organizmu).

Widać zatem, że rowek, który wiąże peptydy, jest niezwykle ważny dla prawidłowego funkcjonowania układu odpornościowego. W jego obrębie mogą być wiązane jedynie peptydy o długości do 10 aminokwasów, co wiąże się z faktem, że rowek ma kształt wanienki – jego końce są zamknięte. Pojedyncza cząsteczka MHC może wiązać wiele peptydów, jeśli tylko przynajmniej część ich aminokwasów może związać się z rowkiem. Takie aminokwasy nazywamy aminokwasami kotwiczącymi. Ponieważ jednak dana cząsteczka MHC klasy I (lub II) może wiązać tylko ograniczoną ilość peptydów, musi istnieć więcej cząsteczek, przy czym powinny się one różnić budową rowka. Rzeczywiście, każdy z nas posiada kilka różnych cząsteczek MHC klasy I, co ma poważne konsekwencje biologiczne i medyczne (omówione szerzej w dalszej części artykułu). W tym miejscu natomiast najbardziej istotne jest to, że właśnie rowek jest najbardziej zmiennym fragmentem cząsteczek MHC (obu klas) i dlatego tworzące go domeny α1 i α2 są polimorficzne, zaś domena α3 oraz β2-mikroglobulina są niepolimorficzne.

Pseudogen to niedziałająca kopia genu, na przykład zawierająca błędy w obszarze kodującym co sprawia, że zawartej w nim informacji genetycznej nie można odczytać. Pseudogeny powstają na drodze duplikacji genu i uszkodzenia dodatkowej kopii, lub na drodze retropozycji, czyli odwrotnej transkrypcji mRNA danego genu i integracji do genomu. Retropseudogeny nie posiadają sekwencji regulatorowych.
Odpowiedź odpornościowa swoista, odpowiedź immunologiczna swoista, odpowiedź immunologiczna adaptacyjna to gałąź odpowiedzi odpornościowej, w której główną rolę odgrywają mechanizmy swoiste. Ponieważ jedynymi komórkami, które są odpowiedzialne za specyficzne rozpoznanie antygenu są limfocyty, odpowiedź swoista jest uzależniona właśnie od ich działania. Podstawą rozwoju odpowiedzi swoistej są zjawiska prezentacji antygenu oraz selekcji klonalnej, pozwalają one bowiem na wyodrębnienie z puli wszystkich limfocytów jedynie tych, które mogą rozpoznawać dany antygen.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)