Mångfald av lymfocyter
Det specifika immunsystemet (med andra ord summan av alla lymfocyter) kan känna igen praktiskt taget alla komplexa molekyler som naturen eller vetenskapen har utvecklat. Denna anmärkningsvärda förmåga är resultatet av biljoner av olika antigenreceptorer som produceras av B- och T-lymfocyterna. Varje lymfocyt producerar sin egen specifika receptor, som är strukturerad så att den svarar på ett annat antigen. Efter att en cell möter ett antigen som den känner igen, stimuleras den att föröka sig, och populationen av lymfocyter som bär den specifika receptorn ökar.
Hur är det att kroppen har en så otrolig mångfald av receptorer som alltid är redo att svara på invaderande molekyler? För att förstå detta kommer en snabb genomgång av gener och proteiner att vara till hjälp. Antigenreceptormolekyler är proteiner som består av några polypeptidkedjor (dvs. kedjor av aminosyror kopplade samman med kemiska bindningar kända som peptidbindningar). Sekvensen i vilken aminosyrorna samlas för att bilda en speciell polypeptidkedja specificeras av en diskret region av DNA, kallad en gen. Men om varje polypeptidregion i varje antigenreceptor kodades av en annan gen, skulle det mänskliga genomet (all den genetiska informationen som kodas i DNA som transporteras på cellernas kromosomer) behöva ägna biljoner gener för att koda bara för dessa immun systemproteiner. Eftersom hela det mänskliga genomet innehåller ungefär 25 000 gener kan individer inte ärva en gen för varje speciell antigenreceptorkomponent. Istället finns en mekanism som genererar en enorm variation av receptorer från ett begränsat antal gener.
Det som ärvs är en pool av gensegment för varje typ av polypeptidkedja. När varje lymfocyt mognar, delas dessa gensegment samman för att bilda en gen för varje polypeptid som utgör en specifik antigenreceptor. Denna omarrangemang av alternativa gensegment sker övervägande, men inte helt, slumpmässigt, så att ett enormt antal kombinationer kan resultera. Ytterligare mångfald genereras från den ogräkta rekombinationen av gensegment - en process som kallas förenad diversificering - genom vilken gensegmentens ändar kan förkortas eller förlängas. Den genetiska omarrangemangen äger rum vid det stadium då lymfocyterna som genereras från stamceller först blir funktionella, så att varje mogen lymfocyt bara kan göra en typ av receptor. Således, från en pool av bara hundratals gener, kan en obegränsad mängd olika antigenreceptorer skapas.
Ytterligare andra mekanismer bidrar till receptordiversiteten. Överlagrad på mekanismen som beskrivs i förenklade termer ovan är en annan process, kallad somatisk mutation. Mutation är den spontana förekomsten av små förändringar i DNA under processen med celldelning. Det kallas somatisk när det äger rum i kroppsceller (grekisk soma betyder "kropp") snarare än i groddceller (ägg och spermier). Även om somatisk mutation kan vara en chanshändelse i vilken kroppscell som helst, förekommer den regelbundet i DNA som kodar för antigenreceptorer i lymfocyter. Således, när en lymfocyt stimuleras av ett antigen att delas upp, kan nya varianter av dess antigenreceptor finnas på dess efterkommande celler, och några av dessa varianter kan ge en ännu bättre anpassning för antigenet som var ansvarigt för den ursprungliga stimuleringen.
B-cellantigenreceptorer och antikroppar
Antigenreceptorerna på B-lymfocyter är identiska med bindningsställena för antikroppar som dessa lymfocyter tillverkar en gång stimulerad, förutom att receptormolekylerna har en extra svans som penetrerar cellmembranet och förankrar dem till cellytan. Således räcker en beskrivning av antikropparnas struktur och egenskaper, som är väl studerade, för båda.
