5分鐘了解免疫(Ⅰ)——抗體系統(tǒng)

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作者:神舟
審核:東達(dá)
小A:中學(xué)生可讀,簡(jiǎn)單的免疫學(xué)科普,大佬可忽視
? ? ? ?我們都知道生物的進(jìn)化是基因突變和自然選擇共同作用的結(jié)果。要說突變最快的生命(這里“生命”選取的定義是薛定諤提出的生命以負(fù)熵為食),我覺得莫過于各種細(xì)菌、真菌和病毒。它們個(gè)體小繁殖速度快,其中有一部分遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)往往還很不穩(wěn)定。而它們中的大部分又對(duì)各種動(dòng)植物都有致病作用,所以我們也不斷地生產(chǎn)出各種藥物對(duì)它們進(jìn)行滅殺。
? ? ? ?但正因?yàn)樗鼈冇蟹敝晨煲淄蛔兊奶攸c(diǎn),往往很快就會(huì)在藥物的選擇作用下,保留下對(duì)藥品具有抗性的種類,從而豁免了藥物對(duì)它們的傷害?,F(xiàn)在限制使用抗生素正是因?yàn)樗鼈冞@種令人頭疼的特性。但在漫長(zhǎng)的進(jìn)化史中,動(dòng)物們也進(jìn)化出了相應(yīng)的反制機(jī)制,來阻止病原體對(duì)自身的侵害。這種機(jī)制就是我們的免疫系統(tǒng)。免疫系統(tǒng)的強(qiáng)大讓我們不用和病原體以命相搏。我想,如果我們要直接和病原體們較量繁殖和進(jìn)化速度,那么我想結(jié)局一定非常慘烈。
? ? ??所以,免疫系統(tǒng)到底是如何讓我們不用像病原體一樣以個(gè)體的犧牲換來取群體的延續(xù)的呢?
? ? ?既然病原體的抗原快速變化是編碼他的堿基序列不斷隨機(jī)突變的結(jié)果,那么你可能會(huì)猜想,免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體是不是也是隨機(jī)變化的編碼產(chǎn)生的呢?解決這個(gè)問題之前,我們要先大致了解一下抗體的結(jié)構(gòu)。

?????圖中白色的鏈條我們稱之為輕鏈(Light ?chain,L鏈),約由214個(gè)氨基酸組成。與之相對(duì),黑色部分我們稱之為重鏈(Heavy chain,H鏈),由500個(gè)左右氨基酸組成,上端為氨基端(N端),下端為羧基端(C端)。
? ? ??抗體大部分的氨基酸序列是固定的,它們相對(duì)穩(wěn)定,我們稱之為恒定區(qū)(constant region,C區(qū))。而抗體的N端還有很少一部分約110個(gè)氨基酸的氨基酸序列是不穩(wěn)定的,經(jīng)常變化。這部分也是與抗原相結(jié)合的主要部分,被稱為可變區(qū)(variable region,V區(qū))。也正是這部分代替我們整個(gè)個(gè)體來完成只針對(duì)抗原的“突變進(jìn)化”的任務(wù),它不斷的變化產(chǎn)生各種各樣能與抗原特異性結(jié)合的抗體。
? ? ? ?所以在我們的身體里,平常就會(huì)有大量B細(xì)胞攜帶著各不相同的抗體,隨時(shí)準(zhǔn)備與來自外界的各種抗原(多位病原體上的標(biāo)志性特征蛋白質(zhì))結(jié)合。當(dāng)一種新抗原產(chǎn)生,我們的身體往往也準(zhǔn)備好了數(shù)種新抗體作為武器,這些抗體被B細(xì)胞攜帶著,游走在身體的各個(gè)角落,如果碰到了對(duì)應(yīng)的抗原立馬與之結(jié)合,幫助機(jī)體發(fā)現(xiàn)病原體,并且激活這類B細(xì)胞的增殖分化。一種武器有效就立馬加大投入生產(chǎn)更多,直到把敵軍消滅殆盡。
? ? ? ?我們的免疫系統(tǒng)通過這種方法讓我們獲得了與以往不同的進(jìn)化能力,在與病原體的戰(zhàn)斗中掰回一局。
? ? ? ?看到這里你應(yīng)該已經(jīng)可以隱約感受到免疫系統(tǒng)的強(qiáng)大。而這也僅僅是免疫系統(tǒng)諸多機(jī)制的冰山一角,還有許多其他巧妙的機(jī)制與功能,這里就不再詳談。
望大家期待我下一次的作品,感謝閱讀!