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Antikörper: Aufbau, Bindung und Funktion
Antikörper sind Proteine der spezifischen Immunabwehr. Ihre Bindungsstellen passen zu bestimmten Antigenen. Durch die Bindung können Antikörper Erreger oder andere Antigene blockieren, vernetzen oder für weitere Abwehrvorgänge markieren.
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Woran erkennt ein Antikörper sein Ziel?
Ein Antigen ist eine Struktur, an die ein passender Antikörper spezifisch binden kann. Antigene können beispielsweise zu Bakterien oder Viren gehören. Der Antikörper ist dagegen ein Abwehrprotein des Körpers.
Antikörper
Antikörper, auch Immunglobuline genannt, sind Proteine der spezifischen Immunabwehr. Sie binden mit ihren Bindungsstellen an passende Antigene.
Die Bindung wird oft mit einem Schlüssel und einem Schloss verglichen: Nur wenn die räumlichen Strukturen zueinander passen, kann eine stabile Bindung entstehen. Das bedeutet nicht, dass ein Antikörper einen ganzen Erreger als Ganzes erkennt. Entscheidend ist das passende Antigen.
Auf der Oberfläche eines Erregers befindet sich ein bestimmtes Antigen. Ein Antikörper mit passender Bindungsstelle kann daran binden. Ein Antikörper mit anders geformter Bindungsstelle passt nicht und bindet daher nicht spezifisch an dieses Antigen.
Das Antigen ist das Ziel der Bindung. Der Antikörper ist das passende Abwehrprotein.
Wie ermöglicht der Aufbau die Bindung?
Ein Antikörper ist vereinfacht Y-förmig. Er besteht aus vier Polypeptidketten, also Ketten aus Aminosäurebausteinen:
- zwei gleichen leichten Ketten;
- zwei gleichen schweren Ketten.
An den Enden der beiden Y-Arme liegen die variablen Regionen. Sie bilden die Antigen-Bindungsstellen. „Variabel“ bedeutet hier: Ihre Struktur kann sich zwischen verschiedenen Antikörpern unterscheiden.
Andere Abschnitte gehören zur konstanten Region. Diese Region bindet nicht selbst an das Antigen. Sie kann jedoch an Zelloberflächen binden und weitere Teile der Immunantwort mit aktivieren.
Der Körper benötigt nicht für jeden möglichen Antikörper ein vollständig eigenes Gen. In B-Lymphozyten werden Genbausteine unterschiedlich zusammengestellt. So kann eine große Vielfalt verschiedener Antikörper entstehen.
Ein Antikörper besitzt an seinen beiden Armen gleichartige Bindungsstellen. Passen diese zu einem bestimmten Antigen, kann er daran binden. Die variable Region bestimmt also, was erkannt wird; die konstante Region unterstützt, wie es danach weitergeht.
Wie entstehen passende Antikörper?
Antikörper werden von Plasmazellen ausgeschüttet. Plasmazellen entstehen aus aktivierten B-Lymphozyten, kurz B-Zellen.
Der vereinfachte Ablauf lautet:
- Eine B-Zelle kommt mit einem passenden Antigen in Kontakt.
- Die B-Zelle wird aktiviert.
- Sie entwickelt sich zu einer Plasmazelle.
- Die Plasmazelle produziert und schüttet große Mengen passender Antikörper aus.
- Die Antikörper binden spezifisch an das Antigen.
Antikörper werden nicht selbst zu Plasmazellen: Eine aktivierte B-Zelle entwickelt sich zur Plasmazelle, und die Plasmazelle bildet Antikörper.
Trifft eine geeignete B-Zelle auf ihr passendes Antigen und wird aktiviert, entsteht daraus eine Plasmazelle. Die ausgeschütteten Antikörper besitzen Bindungsstellen für dieses Antigen. Ein unpassendes Antigen löst nicht dieselbe spezifische Bindung aus.
Was geschieht nach der Bindung?
Wenn ein Antikörper an sein passendes Antigen bindet, entsteht ein Antigen-Antikörper-Komplex. Die Bindung kann unterschiedliche Abwehrvorgänge auslösen oder erleichtern.
- Neutralisation: Antikörper blockieren wichtige Bindungsstellen eines Antigens. Dadurch kann dessen Wirkung verhindert werden.
- Agglutination: Antikörper vernetzen beispielsweise Bakterien oder Viren. Die verklumpten Ziele können von Fresszellen leichter gefunden und aufgenommen werden.
- Präzipitation: Antikörper vernetzen gelöste Antigene. Diese fallen aus und können anschließend von Fresszellen aufgenommen werden.
- Komplementaktivierung: Antigen-Antikörper-Komplexe können eine Kaskade von Komplementproteinen aktivieren, die zur Zerstörung von Viren oder krank machenden Zellen beiträgt.
Mehrere Antikörper binden gleichzeitig an Antigene auf verschiedenen Bakterien und verbinden diese miteinander. Es entstehen größere Ansammlungen. Dieser Vorgang heißt Agglutination. Fresszellen können die verklumpten Ziele anschließend leichter aufnehmen.
Antikörper beseitigen ein Ziel nicht immer allein. Ihre Bindung kann es blockieren, vernetzen oder weitere Abwehrbestandteile aktivieren.
Welche Rolle spielen Antikörper bei Immunisierungen?
Bei der aktiven Immunisierung erhält der Körper vorsorglich ungefährliche Antigene eines Erregers. Das Immunsystem reagiert selbst darauf und bildet unter anderem Gedächtniszellen. Diese unterstützen bei einem späteren Kontakt eine schnellere und wirksamere spezifische Abwehr.
Bei der passiven Immunisierung werden bereits fertige, spezifische Antikörper verabreicht. Sie können unmittelbar gegen das passende Antigen wirken. Der Körper muss diese Antikörper dafür nicht erst selbst bilden.
| Merkmal | Aktive Immunisierung | Passive Immunisierung |
|---|---|---|
| Verabreicht werden | ungefährliche Antigene | fertige spezifische Antikörper |
| Eigene Immunantwort | wird ausgelöst | Antikörper werden direkt zugeführt |
| Gedächtniszellen | werden gebildet | werden durch die zugeführten Antikörper nicht gebildet |
| Grundidee | vorsorglich ein immunologisches Gedächtnis aufbauen | passende Antikörper unmittelbar bereitstellen |
Karteikasten
Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.
Alles auf einen Blick
- Antikörper
- Aufbau
- zwei leichte und zwei schwere Ketten
- variable und konstante Regionen
- Entstehung
- passende B-Zelle wird aktiviert
- Plasmazelle schüttet Antikörper aus
- Bindung
- variable Region passt zum Antigen
- Antigen-Antikörper-Komplex entsteht
- Wirkungen
- Neutralisation
- Agglutination und Präzipitation
- Komplementaktivierung
- Immunisierung
- aktiv: Antigene und Gedächtniszellen
- passiv: fertige Antikörper
- Aufbau
Abschluss-Check
Du hast den Zusammenhang nun als Kette verstanden: passende B-Zelle → Plasmazelle → spezifischer Antikörper → Antigenbindung → Abwehrwirkung. Entscheidend ist dabei die variable Region, denn ihre Form bestimmt, welches Antigen gebunden werden kann.