Klonalt urval

För användning av klonal selektion i allmän trädgårdsodling, se Clonal (växt) . För användning av klonal selektion i vinodling, se Förökning av vinrankor .






Klonal selektionsteori för lymfocyter : 1) En hematopoetisk stamcell genomgår differentiering och genetisk omarrangering för att producera 2) omogna lymfocyter med många olika antigenreceptorer. De som binder till 3) antigener från kroppens egna vävnader förstörs, medan resten mognar till 4) inaktiva lymfocyter. De flesta av dessa möter aldrig ett matchande 5) främmande antigen, men de som gör det aktiveras och producerar 6) många kloner av sig själva.

Inom immunologi förklarar klonal selektionsteori funktionerna hos celler i immunsystemet ( lymfocyter ) som svar på specifika antigener som invaderar kroppen. Konceptet introducerades av den australiensiska läkaren Frank Macfarlane Burnet 1957, i ett försök att förklara den stora mångfalden av antikroppar som bildas under initiering av immunsvaret . Teorin har blivit den allmänt accepterade modellen för hur det mänskliga immunsystemet reagerar på infektion och hur vissa typer av B- och T-lymfocyter väljs ut för att förstöra specifika antigener .

Teorin säger att i en redan existerande grupp av lymfocyter (specifikt B-celler) aktiverar (dvs. väljer ut) ett specifikt antigen endast sin motspecifika cell, vilket sedan inducerar just den cellen att föröka sig, vilket producerar identiska kloner för antikroppsproduktion . Denna aktivering sker i sekundära lymfoida organ som mjälten och lymfkörtlarna . Kort sagt är teorin en förklaring av mekanismen för generering av diversitet av antikroppsspecificitet. Det första experimentella beviset kom 1958, då Gustav Nossal och Joshua Lederberg visade att en B-cell alltid producerar bara en antikropp. Idén visade sig vara grunden för molekylär immunologi, särskilt inom adaptiv immunitet .

Postulat

Den klonala selektionsteorin kan sammanfattas med följande fyra grundsatser:

  • Varje lymfocyt bär en enda typ av receptor med en unik specificitet (genererad av V(D)J-rekombination) .
  • Receptorockupation krävs för cellaktivering.
  • De differentierade effektorcellerna härledda från en aktiverad lymfocyt bär receptorer med identisk specificitet som modercellen.
  • De lymfocyter som bär receptorer för självmolekyler (dvs endogena antigener som produceras i kroppen) förstörs i ett tidigt skede.

Tidigt arbete

År 1900 föreslog Paul Ehrlich den så kallade "sidokedjeteorin" om antikroppsproduktion. Enligt den uppvisar vissa celler på sin yta olika " sidokedjor " (dvs. membranbundna antikroppar) som kan reagera med olika antigener. När ett antigen är närvarande binder det till en matchande sidokedja. Sedan slutar cellen att producera alla andra sidokedjor och påbörjar intensiv syntes och utsöndring av den antigenbindande sidokedjan som en löslig antikropp. Även om Ehrlichs idé skilde sig från klonal selektion, var den en selektionsteori som var mycket mer exakt än de instruktiva teorierna som dominerade immunologin under de kommande decennierna.

År 1955 lade den danske immunologen Niels Jerne fram en hypotes om att det redan finns ett stort antal lösliga antikroppar i serumet innan någon infektion. Inträdet av ett antigen i kroppen resulterar i valet av endast en typ av antikropp för att matcha den. Detta skedde förmodligen genom att vissa celler fagocyterade immunkomplexen och på något sätt replikerade antikroppsstrukturen för att producera mer av den.

År 1957 antog David W. Talmage att antigener binder till antikroppar på ytan av antikroppsproducerande celler och "endast de celler väljs för multiplikation vars syntetiserade produkt har affinitet för antigenet". Den viktigaste skillnaden från Ehrlichs teori var att varje cell antogs endast syntetisera en sorts antikropp. Efter antigenbindning prolifererar cellen och bildar kloner med identiska antikroppar.

Burnets klonal selektionsteori

Senare 1957 publicerade den australiensiske immunologen Frank Macfarlane Burnet en artikel med titeln "En modifiering av Jernes teori om antikroppsproduktion med hjälp av konceptet klonalt urval" i den ganska oklara Australian Journal of Science . I den utökade Burnet Talmages idéer och kallade den resulterande teorin för "klonal selektionsteorin". Han formaliserade teorin ytterligare i sin bok från 1959 The Clonal Selection Theory of Acquired Immunity . Han förklarade immunologiskt minne som kloning av två typer av lymfocyter. Den ena klonen agerar omedelbart för att bekämpa infektion medan den andra är längre, stannar kvar i immunsystemet under lång tid och orsakar immunitet mot det antigenet. Enligt Burnets hypotes finns bland antikroppar molekyler som sannolikt med varierande grad av precision kan motsvara alla, eller praktiskt taget alla, de antigena determinanter som förekommer i annat biologiskt material än de som är karaktäristiska för kroppen själv. Varje typ av mönster är en specifik produkt av en klon av lymfocyter och det är kärnan i hypotesen att varje cell automatiskt har tillgängliga på sin yta representativa reaktiva ställen motsvarande de för globulinet de producerar . När ett antigen kommer in i blodet eller vävnadsvätskorna antas det att det kommer att fästa vid ytan av alla lymfocyter som bär reaktiva ställen som motsvarar en av dess antigena determinanter. Sedan aktiveras cellen och genomgår proliferation för att producera en mängd olika ättlingar. På detta sätt initieras preferentiell proliferation av alla de kloner vars reaktiva ställen motsvarar de antigena determinanterna på antigenerna som finns i kroppen. Ättlingarna är kapabla att aktivt frigöra lösliga antikroppar och lymfocyter, samma funktioner som föräldraformerna.

1958 visade Gustav Nossal och Joshua Lederberg att en B-cell alltid bara producerar en antikropp, vilket var det första direkta beviset som stödde teorin om klonal selektion.

Teorier som stöds av klonal selektion

Burnet och Peter Medawar arbetade tillsammans för att förstå immunologisk tolerans , ett fenomen som också förklaras av klonal selektion. Detta är organismens förmåga att tolerera introduktionen av celler före utvecklingen av ett immunsvar så länge det inträffar tidigt i organismens utveckling. Det finns ett stort antal lymfocyter som förekommer i immunsystemet, allt från celler som tål egenvävnad till celler som inte gör det. Det är dock endast celler som är toleranta för egenvävnad som överlever embryonalstadiet. Om icke-självvävnad introduceras, är lymfocyter som utvecklas de som inkluderar icke-självvävnaderna som självvävnad.

1959 föreslog Burnet att under vissa omständigheter skulle vävnader framgångsrikt kunna transplanteras till utländska mottagare. Detta arbete har lett till en mycket större förståelse för immunsystemet och även stora framsteg inom vävnadstransplantation. Burnet och Medawar delade Nobelpriset i fysiologi eller medicin 1960.

1974 föreslog Niels Kaj Jerne att immunsystemet fungerar som ett nätverk som regleras via interaktioner mellan de variabla delarna av lymfocyter och deras utsöndrade molekyler. Teorin om immunnätverk är fast baserad på konceptet klonal selektion. Jerne vann Nobelpriset i fysiologi eller medicin 1984, till stor del för sina bidrag till teorin om immunnätverk.

Se även

Vidare läsning

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Clonal_selection&oldid=1124074018 "