Une étude de l'organisation fonctionnelle des anticorps en classe inversée

(Extrait du programme sur l'immunité adaptative)

L'immunité adaptative complète l’immunité innée chez les vertébrés. Elle assure une action spécifique contre des motifs moléculaires portés par des agents infectieux ou des cellules anormales. Elle met en jeu des molécules et des cellules particulières, notamment les anticorps et les cellules qui les produisent. Associée à l’immunité innée, elle réussit le plus souvent à éliminer la cause du déclenchement de la réaction immunitaire.

Le prix Nobel de médecine 1972 a été décerné à Gerald M. Edelman et Rodney R. Porter pour « leurs découvertes concernant la structure chimique des anticorps ».

Les anticorps sont des protéines appartenant à la famille des immunoglobulines.

Une molécule d’anticorps est constituée de quatre chaînes polypeptidiques (= chaînes d’acides aminés) deux à deux identiques : deux chaînes lourdes et deux chaînes légères. La représentation de ces quatre  chaînes dessine la forme d'un Y. 

Chaque chaîne, qu’elle soit lourde ou légère, comporte une région constante (= dont la séquence d’acides aminés est identique d’un anticorps à un autre) et une région variable (= dont la  séquence d’acides aminés est différente d’un anticorps à un autre).

Les régions variables des chaînes sont situées aux extrémités des deux branches du Y de l’anticorps.

La reconnaissance spécifique de l’antigène ainsi que la liaison à ce dernier se font au niveau des régions variables. La spécificité des anticorps est donc due à la partie variable. 

1. Gerald M. Edelman et Rodney R. Porter ont obtenu un prix Nobel pour la découverte :

a) de la mémoire immunitaire

b) du rôle de l'immunité innée dans l'activation de l'immunité adptative

c) de la structure des anticorps 

d) de la phagocytose

2. Une molécule d'anticorps comporte : 

a) quatre chaînes identiques 

b) une  chaîne lourde et une chaîne légère

c) deux chaines lourdes identiques entre elles et deux chaînes légères identiques entre elles 

d) huit chaînes

3. Les régions variables des chaînes d'un anticorps :

a) sont situées à la base de l'anticorps 

b) sont situées aux deux extrémités du Y de l'anticorps

c) sont situées tout le long de l'anticorps

d) ont les mêmes séquences d'acides aminés quel que soit l'anticorps 

4. Le Fab d'un anticorps :

a) sert à reconnaitre spéciquement l'antigène et à s'y lier  

b) a la même séquence d'acides aminés quel que soit l'anticorps 

c) a la même séquence d'acides aminés quel que soit l'antigène 

d) est présent en un seul exemplaire dans une molécule d'anticorps

Traiter de manière pertinente les ressources numériques (séquences et modèles moléculaires d'exemples d'anticorps) proposées afin de vérifier que ces anticorps répondent à l'organisation fonctionnelle décrite par les scientifiques. 

Production attendue : un diaporama rendant compte de la recherche menée, illustré par des captures d'écran des résultats des traitements réalisés. 

Modèles moléculaires

(à exploiter avec Libmol)

• Anticorps ou fragment d'anticorps non spécifique du virus Influenza

^{Fc = Fragment Cristallisable. Il s'agit d'une région fonctionnelle de l'anticorps, impliquée dans l'élimination de l'agent infectieux (par exemple, en facilitant la phagocytose de celui-ci). Le F_C est la tige du Y.}

^{Fab = Fragment Antigen Binding. Il s'agit d'une autre région fonctionnelle de l'anticorps, impliquée dans la liaison à l'antigène. Les deux Fab d’un anticorps sont donc les deux branches du Y.}  

• Fragments d'anticorps (Fab) dirigés contre des antigènes de différentes souches du virus Influenza

Séquences

(à exploiter avec GénieGen2)

VADEMECUM POUR L’EXPLOITATION DES RESSOURCES (séquences et modèles moléculaires) 

Pour valider le schéma organisationnel d’un anticorps par les scientifiques, vous pouvez par exemple :

• Comparer entre elles, avec Geniegen2, les séquences d‘acides aminés des chaines d’un anticorps complet pour vérifier l’existence de chaines lourdes et légères.
• Comparer entre elles, avec Geniegen2, les séquences des chaines lourdes d’anticorps différents. Faire de même pour les chaines légères. Noter la position des régions variables.

• Traiter les modèles moléculaires avec Libmol, en demandant par exemple :

- les chaines en squelette

- l’antigène en sphères rouges

- les régions variables des chaines en vert

PRECAUTIONS DE MANIPULATION CONCERNANT LIBMOL :

•  Bien tenir compte des lettres désignant les chaînes lourdes et légères d’une part et l’antigène d’autre part.
•   Pour traiter une chaîne d’acides aminés : tout en haut du menu Commandes, lors de l’utilisation du bandeau « sélectionner », écrire « : » devant le nom de la chaîne avant de valider sa sélection puis indiquer le traitement souhaité.
•    Pour faire une coloration sélective d’une partie seulement d’une chaîne (par exemple acides aminés 1 à 110 dans une chaîne nommée X), la syntaxe de la commande est : « :X and 1-110»