Cadena pesada de inmunoglobulina

La cadena pesada de inmunoglobulina (IgH) es la subunidad polipeptídica grande de un anticuerpo (inmunoglobulina). En el genoma humano, los loci del gen IgH se encuentran en el cromosoma 14.

Un anticuerpo típico está compuesto por dos cadenas pesadas de inmunoglobulina (Ig) y dos cadenas ligeras de Ig. Existen varios tipos diferentes de cadena pesada que definen la clase o isotipo de un anticuerpo. Estos tipos de cadenas pesadas varían entre diferentes animales. Todas las cadenas pesadas contienen una serie de dominios de inmunoglobulina, generalmente con un dominio variable (V_H) que es importante para la unión del antígeno y varios dominios constantes (C_H1, C_H2, etc.). La producción de una cadena pesada viable es un paso clave en la maduración de las células B. Si la cadena pesada puede unirse a una cadena ligera sustituta y pasar a la membrana plasmática, entonces la célula B en desarrollo puede comenzar a producir su cadena ligera.

La cadena pesada no siempre tiene que unirse a una cadena ligera. Los linfocitos pre-B pueden sintetizar cadenas pesadas en ausencia de cadenas ligeras, lo que luego puede permitir que la cadena pesada se una a una proteína de unión a cadena pesada.

En mamíferos

Clases

Hay cinco tipos de cadena pesada de inmunoglobulina de mamíferos: γ, δ, α, μ y ε. Definen clases de inmunoglobulinas: IgG, IgD, IgA, IgM e IgE, respectivamente.

• Las cadenas pesadas α y γ tienen aproximadamente 450 aminoácidos.
• Las cadenas pesadas μ y ε tienen aproximadamente 550 aminoácidos.

regiones

Cada cadena pesada tiene dos regiones:

• a región constante (que es lo mismo para todas las inmunoglobulinas de la misma clase pero difiere entre clases).
  • Las cadenas pesadas γ, α y δ tienen una región constante compuesta de tres dominios tándem (en una línea al lado del otro), pero también tienen una región de bisagra para mayor flexibilidad.
  • Las cadenas pesadas μ y ε tienen una región constante compuesta de cuatro dominios.
• a región variable que difiere entre diferentes células B, pero es el mismo para todas las inmunoglobulinas producidas por el mismo clon de células B o B. El dominio variable de cualquier cadena pesada se compone de un solo dominio de inmunoglobulina. Estos dominios tienen unos 110 aminoácidos de largo.

Vacas

Las vacas, específicamente Bos taurus, muestran una variación del tema general de los mamíferos en el que la región CDR H3 de la cadena pesada se ha adaptado para producir un repertorio divergente de anticuerpos que presentan un "tallo y perilla" superficie de interacción de antígeno en lugar de la superficie de punta bivalente más familiar. La CDR bovina es inusualmente larga y contiene atributos de secuencia únicos que respaldan la producción de residuos de cisteína emparejados durante la hipermutación somática. Así, mientras que en los seres humanos el paso de hipermutación somática se dirige al proceso de recombinación V(D)J, en las vacas el objetivo es la creación de diversos enlaces disulfuro y la generación de conjuntos únicos de bucles que interactúan con el antígeno. Un factor evolutivo especulado para esta variación es la presencia de un entorno microbiano mucho más diverso en el sistema digestivo de las vacas como consecuencia de su condición de rumiantes.

En pescado

Los peces con mandíbulas parecen ser los animales más primitivos capaces de producir anticuerpos como los descritos para los mamíferos. Sin embargo, los peces no tienen el mismo repertorio de anticuerpos que poseen los mamíferos. Hasta ahora se han identificado tres cadenas pesadas de Ig distintas en peces óseos.

• El primero identificado fue el μ (o mu.) cadena pesada que está presente en todos los peces jawed y es la cadena pesada para lo que se cree que es la inmunoglobulina primordial. El anticuerpo resultante, IgM, se secreta como un tetramer en peces teleostos en lugar del típico pentamer encontrado en mamíferos y tiburones.
• La cadena pesada (δ) para el IgD fue identificada inicialmente desde el canal catfish y el salmón del Atlántico y ahora está bien documentado para muchos peces teleost.
• El tercer teleost Ig heavy chain gene was identified very recently and does not resemble any of the heavy chains so far described for mammals. Esta cadena pesada, identificada tanto en trucha arco iris (τ) como en zebrafish (modelo), podría potencialmente formar un isotipo anticuerpo distinto (IgT o IgZ) que pueda preceder al IgM en términos evolutivos.

De manera similar a la situación observada en los peces óseos, se han identificado tres isotipos distintos de cadenas pesadas de Ig en los peces cartilaginosos. Con la excepción de μ, estos isotipos de cadena pesada de Ig parecen ser exclusivos de los peces cartilaginosos. Los anticuerpos resultantes se denominan IgW (también llamado IgX o IgNARC) e IgNAR (receptor de nuevo antígeno de inmunoglobulina). El último tipo es un anticuerpo de cadena pesada, un anticuerpo que carece de cadenas ligeras, y puede usarse para producir anticuerpos de dominio único, que son esencialmente el dominio variable (V_NAR) de un IgNAR. Los anticuerpos de tiburón de dominio único (V_NAR) contra antígenos virales o tumorales se pueden aislar a partir de una gran biblioteca V_NAR de tiburón nodriza utilizando tecnología de presentación en fagos.

Ahora también se ha encontrado IgW en el grupo de peces con aletas lobuladas, incluidos el celacanto y el pez pulmonado. La IgW1 y la IgW2 en el celacanto tienen una estructura habitual (VD)n-Jn-C, además de tener una gran cantidad de dominios constantes.

En anfibios

Las ranas pueden sintetizar IgX e IgY.