Antikörper-Vielfalt
Abb 2: Entstehung der schweren Kette durch Genkombination
Ein Organismus produziert täglich Millionen verschiedener B-Lymphozyten, damit die Wahrscheinlichkeit genügend gross wird, gegen alle eindringenen fremden Strukturen einen passenden Antikörper aufzuweisen.
Auf der DNA stehen aber lediglich rund 1000 Antikörper-Gene zur Verfügung - und gemäss allgemein akzeptiertem Dogma enthält ein Gen lediglich die Information für den Aufbau von einem Protein.
Woher also stammt die Information für diese riesige Proteinvielfalt?
Das Rätsel wird durch drei Mechanismen gelöst:
1. Genkombination
Leichte Ketten kommen in zwei Versionen vor: kappa und lambda. Beide entstehen aus der Kombination von drei Genabschnitten: Bei der kappa-Kette wird eine von rund 40 variablen Regionen mit einer von 5 Joining-Regionen und der konstanten Region verknüpft. Auf diese Weise entstehen 200 mögliche Gene. Mit den 120 Versionen der lambda-Kette existieren insgesamt rund 320 Möglichkeiten für die leichte Kette (siehe Abbildung 1).
Schwere Ketten entstehen analog aus der Kombination von vier Genabschnitten: Eine von rund 50 variablen Regionen wird einer von rund 30 Diversity-Regionen und mit einer von 6 Joining-Regionen verknüpft. Je nach Antikörpertyp wird der so entstandene variable Teil an einen der verschiedenen konstanten Regionen gekoppelt. Auf diese Weise entstehen rund 8'000 Gene für die schwere Kette (siehe Abbildung 2).
Die Kombination je einer leichten mit einer schweren Kette führt zu insgesamt 2.6 Millionen verschiedenen Antikörpern!
2. Variationen der Verknüpfungsstelle
Durch Variationen der genauen Stelle, an der die verschiedenen Regionen miteinander verknüpft werden, steigt die Anzahl Antikörper nochmals um den Faktor 100 auf 260 Millionen!
3. Somatische Mutationen
Nach der Aktivierung eines B-Lymphozyten führen somatische Mutationen in den bereits kombinierten Genen kombiniert mit einer Selektion von Antikörpern, die genauer zum Antigen passen, zu einem tausendfachen Anstieg der Bindungsstärke.
Bei der riesigen Vielfalt an Antikörpern, die ständig neu produziert werden, besteht die Gefahr, dass Antikörper auch an körpereigene Strukturen binden, sodass sich die Immunabwehr eines Organismus gegen sich selbst wenden würde.
Nächstes Kapitel: Wie unterscheidet ein Antikörper zwischen Selbst und Nicht-Selbst?