Белки как средства защиты организма
Белки участвуют во всех стадиях иммунного ответа: распознавании антигена , развитии и регуляции процесса, эффекторной стадии. Основные группы иммунологически активных белков составляют иммуноглобулины ( антитела ), антигены и рецепторы поверхности лейкоцитов , цитокины и белки системы комплемента .
Во внешней среде имеется множество бактерий и вирусов, способных повреждать живые клетки и размножаться за их счет, нередко вызывая, таким образом, тяжелые заболевания. Если бы люди не располагали естественными средствами защиты от болезнетворных микроорганизмов, то человечество прекратило бы свое существование. Такая печальная судьба могла бы постичь и большинство животных, а также растений. К счастью, все живые клетки и организмы имеют свои защитные системы. Однако эти системы не всегда справляются с бактериями и вирусами, и тогда организм заболевает.
У человека и животных одна из таких главных систем - это иммунная система . В лимфоидных тканях (вилочковая железа, лимфатические железы, селезенка) производятся лимфоциты - клетки, способные синтезировать огромное разнообразие защитных белков - антител . Такие антитела носят название иммуноглобулинов. Иммуноглобулины состоят из четырех белковых цепей. Они имеют участок, узнающий "пришельца", и участок, обеспечивающий "расправу" с ним. Антитела узнают чужеродные белки и иные биополимеры (полисахариды, полинуклеотиды) и их комплексы, в свободном виде растворенные в жидких средах организма или в составе бактерий и вирусов. Узнаваемые антителами чужеродные биополимеры называют антигенами. Антигены вызывают в лимфоцитах синтез антител- иммуноглобулинов определенного типа, способных узнавать антиген и взаимодействовать с ним. Поскольку антигенами являются как сами бактерии или вирусы (точнее, биополимеры в их составе), так и производимые бактериями токсины, то лимфоциты реагируют на них синтезом защитных антител. Присоединяясь к целым клеткам болезнетворных бактерий, антитела привлекают особые ферментные белки (группу таких белков называют комплементом ), которые разрушают оболочки бактерий, что ведет к их гибели. Самое удивительное то, что лимфоциты способны ответить синтезом соответствующих антител на любой антиген, с которым клетка и организм никогда до этого не встречались. Природа такого удивительного явления стала понятна только тогда, когда были исследованы гены, ответственные за синтез иммуноглобулинов. Оказалось, что в эмбриональном и периоде развития происходят множественные перетасовки генов, которые обеспечивают синтез огромного разнообразия антител, способных узнать практически любой антиген. При этом возникает множество лимфоцитов, каждый из которых способен синтезировать одну разновидность иммуноглобулинов, узнающих один определенный антиген ( рис. 11 ). Чтобы предупредить инфекционные заболевания, людям и животным вводят ослабленные или убитые бактерии либо вирусы (вакцины), которые не вызывают болезни, но стимулируют синтез антител против возбудителей заболеваний. Если через некоторое время болезнетворная неослабленная бактерия или вирус попадают в организм, они встречают прочный защитный барьер из антител. Миллионы человеческих жизней спасены вакцинацией против оспы, бешенства, полиомиелита, желтой лихорадки и других болезней. В клетках человека и животных синтезируются также специальные противовирусные белки - интерфероны. Синтез таких белков начинается после встречи клетки с вирусной нуклеиновой кислотой. Интерферон через систему посредников активирует в клетке фермент, расщепляющий вирусные нуклеиновые кислоты, и включает синтез фермента, блокирующего аппарат синтеза вирусных белков. Растения в ответ на атаку болезнетворных микроорганизмов (патогенов) также синтезируют ряд защитных белков. Это ферменты, которые катализируют синтез сложных защитных соединений - флавоноидов , терпенов , алкалоидов . Это также ферменты, разрушающие наружные покровы патогенов, ферменты, которые делают более прочными наружные покровы самих растений. Такими различными способами белки служат средствами защиты живого мира от вызывающих заболевания микроорганизмов.
