HAUPTHISTOKOMPATIBILITÄTSKOMPLEX: EIGENSCHAFTEN, FUNKTIONEN - BIOLOGIE - 2025

Der Haupthistokompatibilitätskomplex oder CMH (MHC, Major Histocompatibility Complex) ist ein Begriff, der zur Beschreibung einer komplexen genetischen Region und einer Reihe von Proteinprodukten verwendet wird, die an der Regulation von Immunantworten bei praktisch allen Wirbeltieren beteiligt sind.

Obwohl es nur einen kleinen Teil aller seiner Funktionen darstellt, leitet sich der Name "Haupthistokompatibilitätskomplex" aus der Beteiligung dieser Moleküle an der Akzeptanz oder Abstoßung von Gewebetransplantaten ab, ein Kontext, in dem sie vor fast 80 Jahren zum ersten Mal untersucht wurden. Jahre.

Expressionsmuster des Haupthistokompatibilitätskomplexes (Quelle: abgeleitete Arbeit: Zionlion77 (Diskussion) MHC_Class_1.svg: Benutzer atropos235 auf en.wikipediaMHC_Class_2.svg: Benutzer atropos235 auf en.wikipedia über Wikimedia Commons)

Derzeit ist bereits bekannt, dass "natürlich" die von dieser genetischen Region codierten Moleküle eine wichtige Beteiligung an der zellulären Immunantwort haben, insbesondere an der, die mit T-Lymphozyten zu tun hat.

T-Lymphozyten gehören zu einer Reihe von Blutzellen und haben ihren Ursprung im Knochenmark, obwohl sie ihre Reifung in einem Organ namens Thymus vollenden, daher ihr Name.

Diese Zellen sind an der Aktivierung anderer ähnlicher Zellen, der B-Lymphozyten (Antikörper produzierende Zellen), beteiligt und sind auch direkt an der Eliminierung von Zellen beteiligt, die mit verschiedenen Pathogenen infiziert sind.

Die Fähigkeit von T-Zellen, ihre Aktionsziele zu erkennen, wird durch die Beteiligung der Proteine ​​des Haupthistokompatibilitätskomplexes gegeben, da diese spezifische Antigene "zeigen", die von T-Zellen leicht erkannt werden können. Prozess, der die Entwicklung seiner Funktionen ermöglicht.

Eigenschaften: Gene und Proteine

Der Haupthistokompatibilitätskomplex (beim Menschen als humane Leukozytenantigene oder HLA bekannt) ist ein polymorpher Genkomplex, der hauptsächlich Proteine ​​codiert, die als zelluläre Rezeptoren fungieren, die an der Entwicklung vieler Reaktionen des Immunsystems beteiligt sind.

Obwohl nur sehr wenige mit "Histokompatibilität" (dem Prozess, nach dem sie benannt wurden) zu tun haben, gibt es mehr als 100 Gene, die zum Haupthistokompatibilitätskomplex gehören.

Beim Menschen befinden sich diese auf dem kurzen Arm von Chromosom 6 und werden in drei Klassen eingeteilt: Gene der Klassen I, II und III.

Klasse I Gene

Die Klasse-I-Gene des Haupthistokompatibilitätskomplexes kodieren für Oberflächenglykoproteine, die in den meisten kernhaltigen Zellen des menschlichen Körpers exprimiert werden. Diese Proteine ​​sind an der Präsentation von zytotoxischen T-Zell-Erkennungsantigenen (Fremdantigenen) beteiligt.

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass zytotoxische T-Lymphozyten eine wichtige Rolle bei der zellulären Immunität spielen, insbesondere bei der Eliminierung von Zellen, in die intrazelluläre Pathogene parasitären, bakteriellen und viralen Ursprungs eingedrungen sind.

Somit sind die von MHC-Klasse-I-Genen kodierten Proteine ​​direkt an der Abwehr des Körpers gegen fremde intrazelluläre Wirkstoffe beteiligt.

MHC-Klasse-I-Proteine ​​binden an Peptide, die von endogenen Antigenen stammen (die intrazellulär von einem Pathogen produziert werden), die im Cytosol verarbeitet wurden und anschließend im Proteasomkomplex abgebaut werden.

Antigenverarbeitung durch Klasse-I-Haupthistokompatibilitätskomplexproteine ​​(Quelle: MHC_Class_I_processing.svg: Scrayderivative Arbeit: Retama über Wikimedia Commons)

Sobald sie abgebaut sind, werden sie zum endoplasmatischen Retikulum transportiert, das sie „verpackt“ und zur Membran lenkt, um sie an die MHC-Klasse-I-Proteine ​​zu „laden“ oder zu „binden“, damit die Zelle von erkannt wird zytotoxische T-Lymphozyten.

Beim Menschen sind alle MHC-Gene als HLA-Gene (Human Leukocyte Antigens) bekannt und diejenigen der Klasse I sind: HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-E, HLA-H, HLA- G und HLA-F.

Die von diesen Genen codierten Moleküle unterscheiden sich in Bezug auf ihre Aminosäuresequenz etwas, ihre Gene werden jedoch in allen Zellen codominant exprimiert, dh sowohl die Gene der Mutter als auch die des Vaters werden gleichzeitig exprimiert. Wetter.

Haupthistokompatibilitätskomplexproteine ​​der Klassen I und II (Quelle: BQmUB2011048 über Wikimedia Commons)

Klasse II Gene

Die von diesen Genen codierten Produkte werden spezifisch in Zellen exprimiert, die auf die "Präsentation" von Antigenen (Antigen-präsentierende Zellen oder APCs) spezialisiert sind, bei denen es sich um Makrophagen, dendritische Zellen oder B-Lymphozyten handeln kann.

Antigene, die mit den Haupthistokompatibilitätskomplexproteinen der Klasse II assoziiert sind, werden Helfer-T-Zellen (Helfern) präsentiert, um die Aktivierung ihrer Immunfunktionen zu fördern.

Im Gegensatz zu Klasse-I-Proteinen binden diese an Peptide, die von exogenen Antigenen stammen, die intrazellulär verarbeitet werden. Grund, aus dem sie nur von Zellen exprimiert werden, die in der Lage sind, fremde oder eindringende Mittel wie beispielsweise Bakterien zu "essen".

Zu den Genen der MHC-Klasse II beim Menschen gehören HLA-DR, HLA-DP und HLA-DQ.

Klasse III Gene

Diese Gene kodieren für Proteine ​​mit immunologischer Aktivität, die sekretiert werden, darunter einige Zytokine wie der Tumornekrosefaktor (TNF) und einige Komponenten des Komplementsystems.

Die Region des Chromosoms, die für diese Gene kodiert, liegt zwischen den kodierenden Loci der Klasse I- und Klasse II-Gene.

Allotypischer Polymorphismus

Alle Moleküle des MHC-Komplexes weisen ein hohes Maß an etwas auf, das Wissenschaftler als „allotypischen Polymorphismus“ bezeichnet haben und das mit den molekularen Variationen bestimmter Regionen der MHC-Proteine ​​zusammenhängt, was bedeutet, dass jede Person einen nahezu einzigartigen Satz von hat diese Moleküle.

Eigenschaften

Die Hauptfunktion der Proteine, die vom Haupthistokompatibilitätskomplex kodiert werden, hat mit der Entwicklung vieler adaptiver Immunantworten von Tieren zu tun, Reaktionen, die normalerweise durch das Vorhandensein von Krankheitserregern oder "fremden" Zuständen im Körper ausgelöst werden. .

Dies sind Proteine, die auf der Plasmamembran (sind Oberflächenrezeptoren) der kernhaltigen Zellen fast aller Wirbeltiere exprimiert werden, mit Ausnahme der entkernten (kernlosen) roten Blutkörperchen des Menschen.

Diese Rezeptoren binden an Peptide, die von endogenen oder exogenen Proteinen stammen, und "präsentieren" sie, um von T-Zellen oder Lymphozyten erkannt zu werden. Somit helfen die Proteine ​​des MHC-Komplexes dem Körper, zwischen dem, was sein eigenes ist und dem, was nicht, zu unterscheiden. B. die Erkennung vieler infektiöser Krankheitserreger regulieren.

Anerkennung von eigenen und nicht eigenen

Die Proteinprodukte des MHC-Komplexes, die von den Genen der Klassen I und II codiert werden, begünstigen den Prozess der Unterscheidung des Selbst und des von T-Zellen durchgeführten Seltsamen. Dies kann leicht am Beispiel eines Patienten nachgewiesen werden, der eine Transplantation erhält oder ein Gewebetransplantat.

Wie?

Wenn ein Individuum ein Fremdgewebe erhält, erhält es damit Zellen, die Moleküle der Klasse I oder II des Haupthistokompatibilitätskomplexes präsentieren, die die übrigen Zellen des Individuums nicht besitzen, weshalb diese als Fremdantigene angesehen und "behandelt" werden Vom Immunsystem als fremde Invasion.

Verweise

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