Unidad básica de inmunoglobulina - Cadena pesada y cadena ligera

Unidad básica de inmunoglobulina - Cadena pesada y cadena ligera!

La inmunoglobulina es una molécula bilateralmente simétrica formada por cuatro cadenas polipeptídicas (Figura 9.2).

Dos cadenas polipeptídicas se llaman cadenas pesadas y las otras dos cadenas se llaman cadenas ligeras.

Cadenas pesadas y cadenas ligeras:

Las dos cadenas polipeptídicas más grandes se llaman cadenas pesadas (H) y las dos cadenas más pequeñas se llaman cadenas ligeras (L). Las dos cadenas pesadas en una molécula de inmunoglobulina son idénticas. Del mismo modo, las dos cadenas ligeras en una inmunoglobulina son idénticas. Estas cuatro cadenas polipeptídicas se mantienen unidas por fuerzas no covalentes y puentes disulfuro entre cadenas covalentes.

Figs. 9.2A y B: estructura básica de cuatro cadenas de la inmunoglobulina.

(A) Diagrama esquemático de la estructura básica de 4 cadenas, (B) Diagrama esquemático de cadenas pesadas y cadenas ligeras en inmunoglobulina. Los aminoácidos se pliegan en dominios. Cada dominio consta de aproximadamente 110 aminoácidos y un enlace disulfuro intracadena

Cada polipéptido de cadena pesada y ligera se pliega en regiones globulares, llamadas dominios. Cada dominio puede tener de 100 a 110 aminoácidos y un solo enlace disulfuro intracadena. La cadena pesada tiene 4 o 5 dominios, mientras que la cadena ligera tiene 2 dominios.

Región constante y variable de la inmunoglobulina:

Entre las diferentes moléculas de inmunoglobulina, las secuencias de aminoácidos en el dominio N-terminal varían ampliamente y, por lo tanto, el dominio N-terminal se denomina región variable, V H o V L abreviada (V-región variable en la cadena pesada; VL-región variable en cadena ligera). Por otro lado, las secuencias de aminoácidos en los dominios restantes son relativamente constantes y, por lo tanto, se llaman región constante, abreviadas C H o C L (C H -región constante de la cadena pesada; CL-región constante de la cadena ligera).

La cadena ligera de una inmunoglobulina tiene una constante y una región variable. La cadena pesada tiene una región variable (V H ) y 3 o 4 regiones constantes (C H 1, C H 2, C H 3, C H 4) que comienzan con el dominio junto a V H.

La inmunoglobulina tiene una configuración global en forma de 'Y' cuando se ve esquemáticamente. Las cadenas pesada y ligera se alinean en paralelo. Un dominio V H se encuentra directamente al lado de un dominio V L y este par (V H y V L ) forman juntos un único sitio de unión a antígeno. El otro par de dominios VH y VL forma otro sitio de unión a antígeno.

Por lo tanto, una inmunoglobulina tiene dos sitios de unión a antígeno Por lo tanto, se dice que la inmunoglobulina es divalente con respecto a la unión a antígeno. Además, los dos sitios de unión a antígeno en una inmunoglobulina son idénticos con respecto a su especificidad de antígeno (es decir, ambos sitios de unión a antígeno de una molécula de inmunoglobulina se unen a antígenos similares).

El sitio de unión al antígeno de la inmunoglobulina está en la región variable. La unión de la inmunoglobulina con el antígeno es el evento primario, que conducirá a la eliminación definitiva del antígeno.

La inmunoglobulina se combina solo con el antígeno que desencadenó su producción y no se combina con otros antígenos. Esto se conoce como la especificidad antigénica de la inmunoglobulina. La especificidad antigénica de una inmunoglobulina se determina mediante secuencias combinadas de sus sitios de unión a antígeno en los dominios VH y VL.

Las variaciones de las secuencias de aminoácidos en la región variable hacen posible que el huésped produzca diferentes inmunoglobulinas para combinar con diferentes antígenos. Por lo tanto, el huésped puede protegerse contra la entrada de varios antígenos en el cuerpo.

Región bisagra:

La región bisagra es un segmento corto situado entre los dominios C H 1 y C H 2. La región bisagra se compone principalmente de cisteína y prolina. Se forman enlaces disulfuro de la cadena inter-pesada entre los residuos de cisteína de las dos cadenas pesadas. Esta región es más susceptible al ataque enzimático. La cadena de aminoácidos en la región bisagra tiene una estructura secundaria suelta, que permite que los dos brazos (que contienen los sitios de unión al antígeno) de la inmunoglobulina se muevan de forma relativamente libre entre sí.

Cadena J:

La unidad básica de cuatro cadenas de inmunoglobulina se llama monómero. Si una inmunoglobulina tiene más de una unidad básica, se llama polímero (Fig. 9.3) (dímero = dos unidades básicas; pentámero = cinco unidades básicas).

yo. Las inmunoglobulinas de superficie en las células B son siempre de naturaleza monomérica.

ii. Las inmunoglobulinas secretadas en fluidos corporales pertenecientes a la clase IgG, IgD e IgE también son monómeros.

iii. La IgM y la IgA en los fluidos corporales generalmente existen como polímeros de la unidad básica de cuatro cadenas.

Se cree que la cadena polipeptídica adicional llamada cadena J (MW 15, 000) ayuda en la polimerización de IgA e IgM.

Región hipervariable de inmunoglobulina:

Los dominios N-terminales de la cadena pesada de la inmunoglobulina (VH) y la cadena ligera ( VL ) se denominan regiones variables. El dominio de la región variable consiste en aproximadamente 110 secuencias de aminoácidos. Aunque se denomina región variable, las secuencias de aminoácidos en todo el dominio no son variables. La extrema variabilidad de las secuencias ocurre solo en ciertos tramos denominados regiones hipervariables o regiones determinantes de complementariedad (CDR). Cada región variable tiene tres CDR (CDR1, CDR2 y CDR3) y la CDR tiene una longitud de aproximadamente 9-12 aminoácidos. Las CDR en regiones hiper variables son separadas por tramos relativamente invariantes de secuencias llamadas regiones marco (15-30 aminoácidos de longitud) (Figura 9.4).

Fig. 9.3A a C: Diagrama esquemático del monómero, dímero y pentámero de inmunoglobulina.

(A) Dos cadenas pesadas idénticas y dos cadenas ligeras idénticas forman la unidad básica de inmunoglobulina, conocida como monómero, (B) La molécula de inmunoglobulina que consiste en dos unidades básicas (o dos monómeros) conectadas entre sí por la cadena J se llama dímero, y (C) la molécula de inmunoglobulina que consta de cinco unidades básicas (o cinco monómeros) se llama pentámero

La unión al antígeno involucra principalmente a los aminoácidos en la región hipervariable. Por lo tanto, las secuencias en las regiones hipervariables determinan principalmente la especificidad del antígeno. Un único sitio de unión a antígeno se forma por la oposición de seis bucles variables hipervariables (es decir, tres de la cadena V H y otros tres de la cadena V L ).

Figs. 9.4A y B: Diagrama esquemático de la región hipervariable.

(A) El dominio N-terminal de la cadena pesada y la cadena ligera de la inmunoglobulina se llama región variable. Cada región variable de cadena pesada y cadena ligera consta de 110 aminoácidos. Las secuencias de aminoácidos completas en la región variable no son variables. La extrema variabilidad de las secuencias ocurre solo en ciertos tramos cortos de secuencias denominadas regiones hipervariables o regiones determinantes de complementariedad (CDR), (B) Hay tres CDR (CDR1, CDR2 y CDR3) en cada cadena. Cada CDR tiene una longitud de aproximadamente 9-12 aminoácidos. Las CDR están separadas de cada una por tramos relativamente invariantes de secuencias llamadas regiones marco. Cada región marco consta de unos 15-30 aminoácidos.

Puentes Disulfuro:

Se requieren puentes disulfuro en las moléculas de Ig para mantener la asociación de cuatro cadenas de polipéptidos.

yo. Las cadenas H y L en una Ig se mantienen juntas mediante un enlace disulfuro entre cadenas.

ii. Los enlaces disulfuro entre cadenas mantienen las dos cadenas H juntas en una inmunoglobulina. El número de enlaces disulfuro entre las dos cadenas H varía en las diferentes clases de inmunoglobulinas (por ejemplo, la IgG1 humana tiene dos puentes y la IgG3 tiene quince puentes).

iii. También existen varios puentes disulfuro dentro de cada cadena de la inmunoglobulina. Estos puentes disulfuro dentro de la cadena se llaman puentes entre cadenas.