Immunology wars: A billion antibodies

Summary

El sistema inmunológico humano es capaz de generar una gran diversidad de anticuerpos para combatir una amplia variedad de patógenos. Estos anticuerpos, compuestos por cadenas ligeras y pesadas, son proteínas esenciales que requieren una gran cantidad de genes para su síntesis. La solución a la cuestión de cómo se producen tales cantidades de anticuerpos con solo 20,000 genes humanos fue un descubrimiento premiado con el Nobel. Las células B son responsables de la producción de anticuerpos y utilizan una enzima llamada RAG para combinar aleatoriamente segmentos de genes (V, D y J) para crear una gran variedad de anticuerpos. Esto resulta en más de 8 millones de posibles combinaciones de cadenas pesadas y ligeras, lo que aumenta la diversidad de anticuerpos a billones, permitiendo al sistema inmunológico responder a enfermedades desconocidas y potencialmente a casi cualquier objetivo en el universo.

Takeaways

• 🧬 Los seres humanos tienen aproximadamente 20,000 genes, pero la diversidad de anticuerpos supera en número a este total.
• 🤔 La generación de una gran variedad de anticuerpos ha sido un misterio científico durante décadas.
• 🛡 Los anticuerpos son una parte vital del sistema inmunológico y son proteínas que combaten una amplia variedad de patógenos.
• 💥 Los anticuerpos están compuestos por dos cadenas ligeras y dos cadenas pesadas.
• 🏆 La solución al misterio de la diversidad de anticuerpos fue un descubrimiento premiado con el Nobel.
• 🌱 Los anticuerpos son producidos por células B, que, a pesar de tener los mismos 20,000 genes, cuentan con una enzima especial llamada RAG.
• 🔄 La enzima RAG actúa como un barajar de ADN, combinando aleatoriamente segmentos genéticos para formar el sitio de unión del anticuerpo.
• 🧩 Existen tres tipos de segmentos genéticos: V (variabilidad), D (diversidad) y J (unión), que se combinan de manera aleatoria.
• 🔗 La combinación de un segmento V, D y J en la cadena pesada del anticuerpo ofrece más de 20,000 combinaciones posibles.
• 🔬 La cadena ligera del anticuerpo puede tener otras 400 combinaciones de genes posibles.
• 🔄 La unión de cadenas pesadas y ligeras puede generar aproximadamente 8 millones de anticuerpos distintos, cada uno con un sitio de unión diferente.
• 🌟 La diversidad adicional se alcanza mediante la adición o eliminación de ADN en las uniones de los segmentos, lo que lleva a una diversidad de anticuerpos en billones.
• 🌌 La diversidad de anticuerpos es tan grande que uno de ellos podría potencialmente unirse a casi cualquier objetivo en el universo.

Q & A

¿Por qué los científicos se maravillaron durante décadas sobre cómo el cuerpo humano puede producir una gran variedad de anticuerpos?

Los científicos se maravillaron porque, a pesar de que los anticuerpos son proteínas vitales para el sistema inmunitario y son necesarios para combatir una gran variedad de patógenos, deberían requerir miles de millones de genes para producir la diversidad de proteínas, lo cual parecía imposible dada que los humanos solo tienen alrededor de 20,000 genes.

¿Cómo logra el sistema inmunitario humano generar miles de millones de anticuerpos ligeramente diferentes?

El sistema inmunitario humano utiliza B-celulas que contienen un enzima llamado RAG, que actúa como un 'barajar' de ADN. Este enzima se enfoca en los segmentos de genes que crean el sitio de unión del anticuerpo, permitiendo una combinación de miles de millones de posibles VDJ para las cadenas pesadas y otras 400 combinaciones posibles para las cadenas ligeras.

¿Cuáles son las tres clases de segmentos de genes que componen el sitio de unión de un anticuerpo?

Las tres clases de segmentos de genes son V (variabilidad), D (diversidad) y J (unión).

¿Cuántas combinaciones posibles de VDJ para la cadena pesada de un anticuerpo se pueden formar en los humanos?

Se pueden formar más de 20,000 combinaciones posibles de VDJ para la cadena pesada de un anticuerpo en los humanos.

¿Cuántas combinaciones de genes son posibles para la cadena ligera de un anticuerpo?

Para la cadena ligera de un anticuerpo, son posibles otras 400 combinaciones de genes.

¿Cuántas posibles combinaciones de anticuerpos diferentes se pueden formar al combinar cadenas pesadas y ligeras?

Al combinar cadenas pesadas y ligeras, se pueden formar aproximadamente 8 millones de diferentes posibles anticuerpos, cada uno con un sitio de unión distinto.

¿Cómo se logra la diversidad de anticuerpos que va desde los millones hasta los billones?

Durante el proceso de unión de los segmentos de genes, se agrega o elimina ADN adicional en las uniones de los segmentos, lo que aumenta la diversidad de anticuerpos de millones a billones.

¿Por qué el sistema inmunitario humano puede responder a enfermedades que nunca antes ha visto?

El sistema inmunitario humano puede responder a enfermedades desconocidas debido a la gran diversidad de anticuerpos que puede generar, lo que permite que uno de ellos tenga la posibilidad de unirse a casi cualquier objetivo en el universo.

¿Por qué los anticuerpos son tan importantes en el sistema inmunitario?

Los anticuerpos son importantes porque son proteínas que ayudan a identificar y neutralizar patógenos específicos, permitiendo al sistema inmunitario combatir una amplia variedad de bacterias, virus y parásitos.

¿Qué es el enzima RAG y qué función cumple en la producción de anticuerpos?

El enzima RAG es un 'barajar' de ADN que se enfoca en los segmentos de genes que componen el sitio de unión del anticuerpo. Su función es unir aleatoriamente los segmentos V, D y J, lo que permite la formación de una gran diversidad de anticuerpos.

¿Cuál es el propósito de las combinaciones VDJ en la cadena pesada del anticuerpo?

Las combinaciones VDJ en la cadena pesada del anticuerpo son cruciales para la diversidad de los anticuerpos. Cada combinación VDJ proporciona un sitio de unión único para un patógeno específico, lo que permite al sistema inmunitario identificar y combatir una amplia gama de invasores.

¿Cómo se puede describir la capacidad del sistema inmunitario humano para generar una gran diversidad de anticuerpos?

La capacidad del sistema inmunitario humano para generar una gran diversidad de anticuerpos se describe como una respuesta adaptable y altamente especializada que permite al cuerpo combatir una amplia variedad de patógenos, incluyendo aquellas enfermedades que nunca antes ha enfrentado.