Antitanalar, immunoglobulinlar — qon plazmasining yirik globulyar oqsillari bo‘lib, immun tizimining plazmatik hujayralari tomonidan ajratib chiqariladi va patogenlar (bakteriyalar, zamburug‘lar, ko‘p hujayrali parazitlar) hujayralari hamda viruslarni, shuningdek oqsilli zaharlar va ayrim boshqa begona moddalarni neytrallash uchun xizmat qiladi. Har bir antitana organizmning o‘zida mavjud bo‘lmagan patogenning noyob elementini — antigenni, antigen doirasida esa uning ma’lum bir qismini — epitopni taniydi. Patogenlar yuzasidagi antigenlar bilan bog‘langanda, antitanalar ularni bevosita neytrallashi yoki immun tizimining boshqa komponentlarini, masalan, komplement tizimi va fagotsitlarni jalb qilib, begona hujayralar yoki virus zarralarini yo‘q qilishga yordam berishi mumkin. Antitanalar gumoral maxsus immunitetning eng muhim tarkibiy qismidir.
Antigen va Antitana o'rtasidagi o'zaro ta'sir sxemasi
Antitanalar (immunoglobulinlar) oqsil “superoila”sini hosil qiladi. Antitana molekulasi Y-simon shaklga ega: molekulaning ikki uchida antigen bilan bog‘lanadigan ikkita bir xil sayt joylashgan, uchinchi uchi esa bir nechta turlardan biriga mansub bo‘lib, aynan shu uchiga qarab antitanalar ma’lum sinfga kiritiladi. Antitana tarkibiga ko‘pincha ikkita og‘ir zanjir va ikkita yengil zanjir kiradi. Sutemizuvchilarda og‘ir zanjirlarning besh turi mavjud — α, γ, δ, ε va μ; ularga mos ravishda antitanalarning besh izotipi (isotypes), ya’ni sinflari — IgA, IgG, IgD, IgE va IgM. Har bir izotipdagi antitanalar boshqa izotiplardan funksiyalari va tuzilish xususiyatlari bilan farq qiladi. Antitanalarning nihoyatda katta variabelligi V(D)J-rekombinatsiya jarayonida og‘ir va yengil zanjirlarni kodlovchi lokuslarning qayta tuzilishi hisobiga ta’minlanadi.
Organizmning normal oqsillarini tanib oladigan antitanalar (autoantibodies — autoantitanalar) hosil bo‘lishi autoimmun kasalliklar, masalan, tizimli qizil volchanka, revmatoid artrit, 1-tur diabet va boshqalarning rivojlanishiga asos bo‘ladi. Antitanalarning to‘liq yoki qisman yo‘qligi immunodefitsit holatlarining rivojlanishiga olib keladi.
Tuzilishi
Immunoglobulin (antitana) molekulalari “Y” harfi shakliga ega bo‘lib, disulfid bog‘lar bilan biriktirilgan ikkita bir xil yengil va ikkita bir xil og‘ir polipeptid zanjirdan iborat. “Y harfi”ning “yuqori” uchlaridagi polipeptid zanjirlar amin guruhlari bilan tugaydi va antigen bilan bog‘lanadigan qismlarni tashkil etadi, “oyoq” qismi esa karboksil guruhlari bilan tugaydi.
Antitanalarning eruvchan va membranaviy shakllari ma’lum. Membranaviy antitanalar B-limfotsitlarda uchraydi va B-hujayra retseptorlari (B-cell receptors) deb ataladi. Eruvchan antitanalar tuzilishi bo‘yicha membranaviy shakllarga deyarli bir xil; farq asosan C-uch (konstant) qismida bo‘ladi. Monomer immunoglobulin molekulasi 150—170 kDa molekulyar massaga ega bo‘lib, to‘rtta polipeptid zanjirdan tashkil topadi: ikkita yengil (L-zanjirlar; Light) (50—60 kDa) va ikkita og‘ir (H-zanjirlar; Heavy) (100—120 kDa). Ular simmetrik joylashadi va disulfid bog‘lar bilan ulanadi. H- va L-zanjirlar yengil zanjirning C-uchiga yaqin joylashgan bitta disulfid bog‘ orqali birikadi, qolgan disulfid bog‘lar H-zanjirlarni o‘zaro mahkamlaydi. Yengil zanjirlar tarkibida ikkita gomologik segment (domen) bo‘ladi, og‘ir zanjirlarda esa 4—5 domen mavjud. Domenlar taxminan 110 ta aminokislota qoldig‘idan iborat bo‘lib, bitta disulfid bog‘ bilan barqarorlashgan o‘xshash fazoviy tuzilishga ega, ammo ularning funksiyalari turlicha. Bu domenlar “immunoglobulin domenlari” deb ataladi; ular “immunoglobulin buklanishi” (immunoglobulin fold) nomi bilan ma’lum bo‘lgan xos strukturaviy motivga (structural motif) ega: disulfid bog‘lar va elektrostatik o‘zaro ta’sirlar yordamida o‘zaro bog‘lanadigan ikki β-qatlamdan iborat bo‘lib, “sendvich”ga o‘xshash tuzilma hosil qiladi. Domenlar bir-biri bilan gidrofob o‘zaro ta’sirlar orqali ham aloqada bo‘ladi.
Barcha zanjirlarning N-uchlari antigenni tanishda ishtirok etadi, ya’ni antigen bilan bog‘lanadigan ikkita bir xil saytni hosil qiladi. Antigenni tanish jarayonida antigen tuzilmasi (aniqrog‘i, antigen molekulasining bir qismi — epitop) va antitananing antigenni tanish qismi — paratopning “kalit–qulf” tamoyili asosida mos kelishi hal qiluvchi rol o‘ynaydi. Immunoglobulinlarning spetsifikligi antigenni tanuvchi domenlarning aminokislota ketma-ketligi bilan belgilanadi; ular variabelli domenlar yoki V-domenlar deb ataladi (ularni FV-qism ham deyishadi). Antigen bilan bog‘lanadigan qism og‘ir va yengil zanjirlarning V-domenlari (mos ravishda VH va VL) tomonidan shakllantiriladi. Uni β-varaqlarning variabelli “halqa”lari hosil qiladi: ularning uchtasi VL domeniga, qolgan uchtasi esa VH domeniga tegishli. Bu halqalar ba’zan komplementarlikni belgilovchi hududlar (complementarity-determining regions, CDRs) deb ataladi. CDRlar gipervariabelli hududlar sifatida ham ma’lum. Immunoglobulin molekulasida odatda 3 ta gipervariabelli hudud bo‘ladi va ularning zanjirdagi joylashuvi farq qilishi mumkin. Bundan tashqari, har bir V-domen tarkibida nisbatan barqaror tarkibli 4 ta “karkas” (framework) hudud mavjud. CDRlarning o‘ta yuqori variabelligi immunoglobulinlarning ulkan xilma-xilligini ta’minlaydi.
Monomer antitananing tuzilishi.
1 — Fab fragmenti,
2 — Fc fragmenti,
3 — og‘ir zanjirlar,
4 — yengil zanjirlar,
5 — antigen bilan bog‘lanadigan uchastkalar,
6 — sharnir (hinge) uchastkalari.
Immunoglobulin molekulasining qolgan domenlari qat’iy (barqaror) tuzilishga ega, shu bois ular konstant domenlar yoki C-domenlar deb ataladi. L-zanjirda bitta C-domen (CL), H-zanjirda esa 3 yoki 4 domen bo‘lib, ular CH1, CH2, CH3, CH4 tarzida belgilanadi. C-domenlar antigenni tanishda ishtirok etmaydi; ular immun hujayralari retseptorlari bilan o‘zaro ta’sirlashish, komplement tizimini faollashtirish va boshqa effektor funksiyalar uchun zarur.
V-domenlardagi gipervariabelli pozitsiyalar ulushi nisbatan kichik bo‘lib, barcha aminokislota qoldiqlarining 15—20 % ini tashkil qiladi. Umurtqali hayvonlar evolyutsiyasi davomida V-domenlar konstant domenlarga qaraganda ko‘proq konservativ bo‘lib chiqqan; ularning konservativligi konstant hududlar bilan bog‘liq. Masalan, VL-domenlar gomologiyasi yo‘lbars akulasi va Galapagos akulasi o‘rtasida taxminan 75 %, odam va it o‘rtasida esa taxminan 50 % ni tashkil qiladi.
Antitana faqat bitta antigen yoki epitopni taniy olsa, u monospefik (monospecific) deyiladi; agar u ikki xil antigenni yoki bitta antigen tarkibidagi ikki xil epitopni bog‘lasa, bispefik (bispecific) deyiladi. Ba’zi antitanalar bir nechta antigenni taniydigan bo‘lsa, ularni polivalent yoki nospetsifik deb atashadi.
Proteazalar ta’sirida immunoglobulin molekulalari bo‘laklarga ajraladi va bu bo‘laklar maxsus nomlarga ega. Masalan, papain immunoglobulinni uchta fragmentga ajratadi: ikkita Fab fragment (Fragment antigen binding) va bitta Fc fragment (Fragment crystallizable). Fab fragmentlar tarkibiga V-domenlar hamda CL va CH1 domenlar kiradi; Fc esa qolgan C-domenlar va ularni biriktiruvchi disulfid bog‘larni o‘z ichiga oladi. Pepsin immunoglobulinni biroz boshqacha kesib, ikki valentli antigen-bog‘lovchi F(ab')2 fragment va qisqargan Fc' fragment hosil qiladi.
C-domenlar sohasida hujayra retseptorlari (masalan, Fc-retseptorlar) bilan o‘zaro ta’sirlashadigan ko‘plab saytlar joylashgan. Masalan, Cγ2 domenida komplement komponenti C4b bilan, shuningdek FcγRI va FcγRII retseptorlari bilan bog‘lanish saytlar mavjud; Cγ3 domenida esa FcγRIII bilan bog‘lanish sayti joylashgan. Antitananing qon oqimida qancha vaqt saqlanishi CH2 domeni tuzilish xususiyatlariga bog‘liq. CH1 va CH2 domenlari orasida H-zanjirning turli izotiplarida uzunligi turlicha bo‘ladigan, domen tarkibiga kirmaydigan bo‘lim mavjud. Prolin ko‘p bo‘lgani uchun u juda egiluvchan bo‘ladi va shu sabab “sharnir” (hinge) hudud deb ham ataladi. Immunoglobulinlarning proteazalar bilan kesilish saytlarining asosiy qismi aynan shu hududda joylashadi.
Antitana molekulalari glikozillanishga uchraydi, ya’ni ular glikoproteinlardir. L-zanjirlarda barqaror glikozillanish hududlari yo‘q, H-zanjirlarda esa variabelli domenlardan tashqari barcha domenlarda glikozillanish uchraydi (eng ko‘pi CH2 domenida). Antitanalar tarkibida N-glikozillanish saytlarining soni O-glikozillanish saytlaridan ko‘proq. Antitanalarning uglevod qismi ularning spetsifikligiga ta’sir qilmaydi, biroq glikozillanish molekulaning funksional jihatdan muhim xususiyatlarini barqarorlashtirish uchun zarur: lektinlar bilan o‘zaro ta’sirni ta’minlaydi, katabolizm xususiyatlarini va biologik xossalarni belgilaydi. Antitanalardagi uglevod fragmentlari ko‘pincha mannoza va xitobioza qoldiqlariga asoslangan bo‘ladi.
Sinflar
Og‘ir va yengil zanjirlar tuzilishi va funksiyasi bilan farqlanuvchi bir nechta variantlarda uchraydi; shu bois antitanalar sinflarga yoki izotiplarga bo‘linadi. L-zanjirlarning ikki turi (κ va λ) va H-zanjirlarning besh izotipi (μ, γ, α, δ va ε) ajratiladi. Bitta immunoglobulin molekulasi tarkibida faqat bitta turdagi H-zanjir bo‘lishi mumkin. Sutemizuvchilarda antitanalarning besh asosiy turi mavjud: IgM, IgG, IgA, IgD va IgE (sinflar nomidagi lotin harflari H-zanjir izotiplarini belgilovchi yunon harflariga mos keladi). IgG va IgA sinflari H-zanjir xususiyatlariga ko‘ra kichik sinflarga (subtiplarga) bo‘linadi. Barcha sinf immunoglobulinlari tarkibida κ yoki λ tipidagi L-zanjir bo‘lishiga qarab mos ravishda κ-tipi yoki λ-tipi bo‘lishi mumkin. Turli H-zanjir izotiplari C-domenlar soni bilan farq qiladi: γ-, α- va δ-zanjirlarda 3 ta C-domen, μ- va ε-zanjirlarda esa 4 ta C-domen bo‘ladi. Antitana sinflari glikozillanish darajasi bilan ham farqlanadi; xususan, IgG sinfi antitanalari eng kam glikozillangan hisoblanadi.
Antitana sinflarining asosiy xossalari quyidagi jadvalda keltirilgan.
| Xossa | IgM | IgG | IgA | IgD | IgE |
|---|---|---|---|---|---|
| Molekulyar massa, kDa | 950 | 150; IgG3 subtipi — 165 | 150; dimer — 300 | 185 | 190 |
| Monomerlar soni | 5 | 1 | 1 yoki 2 | 1 | 1 |
| Valentlik | 5 | 2 | 2 yoki 4 | 2 | 2 |
| H-zanjir izotipi | μ | γ | α | δ | ε |
| H-zanjirdagi C-domenlar soni | 4 | 3 | 3 | 3 | 4 |
| H-zanjirlar orasidagi disulfid bog‘lar soni | 4 | 3—12 | 4 yoki 5 | 1 | 3 |
| Zardobdagi miqdori, mg/ml | 1,5 | 13—14 | 3,5 | 0,03 | 0,00002—0,0005 |
| Yarim parchalanish davri, kun | 5—10 | 23 (IgG3 — 7) | 6 | 3 | 2 |
| Fc-retseptorlar orqali bog‘laydigan hujayralar | — | Makrofaglar, monotsitlar, neytrofillar | Makrofaglar, monotsitlar, neytrofillar (kuchsiz) | — | Tuch hujayralar, bazofillar |
| Funksiyalari | Membranaviy retseptor, birlamchi immun javob | Ikkilamchi immun javob, bakteriya va viruslardan himoya | Shilliq qavat sekretlarida ustun | Membranaviy retseptor | Reaginlar, parazitlardan himoya |
Sutemizuvchilardagi yuqoridagi antitana sinflaridan tashqari, ayrim umurtqali hayvonlarda boshqa antitana sinflari ham mavjud. Masalan, suyakli baliqlarda IgT/Z deb ataladigan alohida sinf bor; amfibiyalar, reptiliyalar va qushlarda esa immunoglobulin Y (IgY) uchraydi. IgY ikki og‘ir va ikki yengil zanjirdan iborat bo‘lib, tuxum sarig‘ida ko‘p miqdorda to‘planadi. Tog‘ayli baliqlar va tuya (Camelidae) oilasiga mansub sutemizuvchilarda yengil zanjirlarsiz, faqat og‘ir zanjirlardan tashkil topgan antitanalar ham uchraydi. Tog‘ayli baliqlar va tuyalardagi faqat og‘ir zanjirli antitanalar konvergent evolyutsiya natijasi deb hisoblanadi va ular funksional xususiyatlar bilan bog‘liq holda paydo bo‘lgan. Tuyoqlilar ichida tuya va yaqin turlarda antitanalarning taxminan 50 % i sutemizuvchilarga xos odatiy “to‘rt zanjirli” antitanalardir. Faqat og‘ir zanjirli antitanalargina mavjud bo‘lgan hayvonlar bormi — noma’lum.
Vazifalari
Immun tizimida antitanalarning asosiy vazifalariga quyidagilar kiradi:
- neytrallash (neutralization): neytrallovchi antitanalar bakteriya hujayrasi yoki virion yuzasining bir qismini bloklab, ularni faol bo‘lmaydigan holga keltiradi;
- agglutinatsiya: antitanalar begona hujayralarni “yopishtirib”, bo‘lak (uyum) holiga keltiradi; keyin ular fagotsitoz orqali yo‘q qilinadi;
- pretsipitatsiya: antitanalar qon plazmasida erigan antigenlarni yig‘ib, cho‘kmaga tushadigan to‘planmalar hosil qiladi; bu cho‘kma fagotsitozga uchraydi;
- komplementni faollashtirish: antitanalar patogen hujayra yuzasiga birikib, komplement tizimi komponentlari hujumini osonlashtiradi, hujayra lizisini va yallig‘lanishni ishga tushiradi.
Begona hujayra yuzasi bilan bog‘langan antitanalar Fc-qismi yordamida komplement kaskadining birinchi komponentini faollashtiradi; komplementni bunday faollashtirish usuli komplement faollashuvining klassik yo‘li (classical pathway) deb ataladi. Natijada antitanalar bilan “qoplangan” hujayra ikki yo‘l bilan nobud bo‘lishi mumkin. Birinchidan, antitanalar va komplement komponentlarining hujayra yuzasiga bog‘lanishi hujayrani fagotsitlar yo‘q qilishi uchun “nishon” qilib belgilaydi; fagotsitlar komplement kaskadining ayrim komponentlari orqali hujayraga jalb etiladi. Ikkinchidan, komplement komponentlari hujayra yuzasida membranaga hujum qiluvchi kompleks (membrane attack complex) hosil qiladi va bu hujayra lizis natijasida halok bo‘ladi.
Antitelaga bog‘liq hujayra vositasidagi sitotoksiklik mexanizmi
Hujayradan tashqarida ko‘payadigan patogenlarga qarshi turish uchun antitanalar patogen hujayralarni bir-biriga “yopishtirib”, agglutinatsiyani keltirib chiqaradi. Antitananing minimal valentligi ikki bo‘lgani uchun u turli hujayralardagi ikkita antigen molekulasini bog‘lab, ularni o‘zaro ulanib ketishiga sabab bo‘lishi mumkin. Patogen yuzasini qoplagan antitanalar Fc-qismi orqali effektor immun hujayralarini jalb etadi. Fc-qismini taniydigan hujayralarda maxsus Fc-retseptorlar (FcR) bo‘ladi; ular IgA, IgG va IgE ning Fc-qismlari bilan bog‘lana oladi. Hujayra Fc-retseptorining antitana bilan bog‘lanishi hujayrani faollashtiradi: fagotsitlarda fagotsitoz ishga tushadi, tuch hujayralar va neytrofillarda degranulyatsiya (degranulation) yuz beradi, tabiiy killerlar (natural killers) esa sitokinlar va sitotoksik molekulalarni ajratib chiqaradi; oxir-oqibat mikroorganizmlar yo‘q qilinadi. Tabiiy killerlarning antitanalar bilan faollashishi antitelaga bog‘liq hujayra vositasidagi sitotoksiklik (antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC) deb ataladigan mexanizmni ishga tushiradi. Bu mexanizm monoklonal antitanalarning saratonni davolashdagi samaradorligini tushuntirishi mumkin. Fc-retseptorlar faqat ma’lum izotip antitanalariga xos bo‘lgani uchun, immun tizimi muayyan patogenga qarshi aynan kerakli turdagi immun javobni ishga tushira oladigan darajada moslashuvchandir.
Odam va yuqori primatlarda qon plazmasida doimiy ravishda “tabiiy antitanalar” (natural antibodies) mavjud bo‘lib, ular avvalgi infeksiya, vaksina yoki boshqa ta’sirsiz ham hosil bo‘ladi. Bu antitanalar tufayli komplement tizimi adaptiv immunitet oldindan faollashmasdan turib ham mikroorganizmlar hujayralari va qobiq (enveloped) viruslarning virionlari lizisini boshlashi mumkin. Ko‘plab tabiiy antitanalar galaktoza-α(1,3)-galaktoza (α-Gal) disaxaridiga spetsifik bo‘lib, u glikozillangan hujayra yuzasi oqsillaridagi yakuniy shakar hisoblanadi. Bu antitanalarning ishlab chiqarilishi ichakdagi simbiont bakteriyalar α-Gal sinteziga javoban ishga tushadi. Ksenotransplantat (boshqa turdan ko‘chirib o‘tkazilgan to‘qima/organ)ning rad etilishi qisman resipientdagi tabiiy antitanalarning transplantat oqsillari tarkibidagi α-Gal ga hujumi bilan izohlanadi.
Faollashgan B-hujayralar antitana ajratib chiqarishga qodir plazmatik hujayralarga yoki uzoq muddat saqlanib, ilgari uchragan antigenlar “xotirasi”ni tutib turadigan B-xotira hujayralariga (memory B cells) differensiyalanadi. Prenatal va neonatal davrda antitanalar chaqaloq organizmiga onadan o‘tadi. O‘z antitanalarini ishlab chiqarishning boshlanishi turli sinflarda turlicha bo‘lib, odatda hayotning ilk yillarida yuz beradi.
Immun tizimidagi yuqoridagi vazifalardan tashqari, antitanalar boshqa, “kanonik bo‘lmagan” rollarni ham bajarishi mumkin. Ba’zi antitanalarda antigen bog‘lanish saytida aminokislota qoldiqlarining tarkibi ayrim fermentlarning faol markaziga juda yaqin bo‘ladi, shu sabab antitanalar ayrim kimyoviy reaksiyalarni katalizlashi mumkin. Katalitik faollikka ega antitanalar abzimlar (abzymes) deb ataladi. Turli katalitik faollikka ega antitanalar sintezi mos reaksiyalarning oraliq birikmalari bilan immunizatsiya qilinganda boshlanishi ko‘rsatilgan. Biroq katalitik faollik bo‘yicha abzimlar “haqiqiy” fermentlardan ancha sust. Odamda ham normada, ham patologiyada patogenlarga xos molekulalarni parchalovchi proteolitik faollikka ega antitanalar tez-tez aniqlanadi. Proteolitik antitanalar IgG, IgA va IgM sinflariga mansub bo‘ladi. IgM va IgG sinflarining ayrim antitanalari boshqa effektor mexanizmlarsiz ham mikroorganizmlar hujayrasini yakka holda o‘ldira oladi, ammo bu mexanizm faqat ayrim holatlarda ma’lum. Xususan, IgM va IgG ning inaktivlovchi monoklonal antitanalari patogen zamburug‘ Cryptococcus neoformans hujayra yuzasi bilan bog‘langanda unda gen ekspressiyasi va metabolizm o‘zgarishlarini chaqirishi ko‘rsatilgan. Antitanalarning patogen bakteriya Borrelia burgdorferi yuzasi bilan bog‘lanishi hujayrada teshiklar hosil bo‘lishiga va osmotik shok (osmotic shock) natijasida hujayraning nobud bo‘lishiga olib keladi. Ba’zan turli antitanalar patogenni qo‘shimcha effektor yo‘llarsiz ham sinergik ta’sir hisobiga inaktivlaydi. IgA sinfidagi antitanalarda ayrim maxsus, kanonik bo‘lmagan funksiyalar tasvirlangan: masalan, ular sichqonlarda ichakda bakteriyalarning transepitelial transportini (transepithelial transport) vositachilashi va bakterial metabolitlarning xo‘jayin hujayralariga kirib borishini tartibga solishi mumkin. Bundan tashqari, antitanalar sog‘lom organizmda ham shaperonlar (chaperones) va turli birikmalar tashuvchisi sifatida ishlashi mumkin.
Xilma-xillik
Deyarli barcha mikroorganizmlar immun javobni chaqirishi mumkin. Patogenlarni muvaffaqiyatli tanish va yo‘q qilish uchun turli antigenlarni taniydigan antitanalarning juda katta xilma-xilligi zarur. Ayrim baholashlarga ko‘ra, odam organizmida 10 milliard xil antitana hosil bo‘ladi va ularning har biri noyob epitopni taniydi. Har bir individda antitanalar juda ko‘p hosil bo‘lsa-da, ularni kodlaydigan genlar soni genom hajmi bilan cheklanadi. Umurtqali hayvonlarda nisbatan kam genlar hisobiga nihoyatda ko‘p turdagi antitanalarni hosil qilish imkonini beradigan bir nechta mexanizm mavjud.
Domenlarning variabelligi
Antitanalar komponentlarini kodlovchi uchastkalar odamda bir nechta xromosomalarda joylashgan. 14-xromosomada og‘ir zanjir variantlarini kodlovchi genlar jamlangan; κ va λ yengil zanjirlari mos ravishda 22- va 2-xromosomalarda kodlangan. Yengil hamda og‘ir zanjir uchastklaridan hosil bo‘ladigan variabelli domenlar turli plazmatik hujayralar ishlab chiqargan antitanalar o‘rtasida farq qiladi. Variabelli domenlar orasidagi farqlar HV-1, HV-2 va HV-3 deb ataladigan uchta halqaga (gipervariabelli hududlar) yoki CDR1, CDR2 va CDR3 (komplementarlikni belgilovchi hududlar)ga taalluqlidir. Og‘ir zanjir lokusi turli CDRlarga ega 65 ta variabelli domenni kodlaydi. Shu variantlarning og‘ir zanjirning boshqa domenlarini kodlovchi chiziqli joylashgan genlar bilan kombinatsiyasi antitanalarning ulkan xilma-xilligini ta’minlaydi. Bu kombinatsiya quyida bayon qilinadigan V(D)J-rekombinatsiya natijasida yuz beradi.
V(D)J-rekombinatsiya
V(D)J-rekombinatsiya jarayonida variabelli domenni kodlaydigan noyob DNK uchastkasi shakllanadi. Og‘ir yoki yengil zanjirning variabelli qismi bir nechta bo‘lak — subgenlarga ajratilgan lokus tomonidan kodlanadi; ular V (variable — “o‘zgaruvchan”), D (diversity — “xilma-xillik”) va J (joining — “ulash”) deb belgilanadi. V, D va J subgenlar og‘ir zanjirning variabelli uchastkasini kodlaydi, yengil zanjir variabelli qismi esa V va J subgenlar bilan kodlanadi. Har bir subgen xromosomada ketma-ket (tandem) joylashgan bir nechta variantlar bilan ifodalanadi. Suyak iligida B-hujayra yetilish jarayonida variabelli domenlarni kodlovchi lokuslarda qayta tuzilishlar sodir bo‘ladi: natijada lokus tarkibida V, D va J subgenlarning har biridan faqat bittadan variant qoladi, qolgan variantlar esa genomdan butunlay olib tashlanadi. Har bir subgen bir nechta variantda bo‘lgani uchun, ularning kombinatsiyalari antigenlarga turlicha spetsifiklikka ega antitanalarni beradi. V(D)J-rekombinatsiyada RAG oqsillari (recombination-activating gene proteins) muhim rol o‘ynaydi: ular ma’lum uchastklarda uzilishlar hosil qiladi; RAG bo‘lmasa, V(D)J-rekombinatsiya amalga oshmaydi. B-hujayra genomida og‘ir va yengil zanjirlar uchun variabelli domenni kodlaydigan bittadan funksional gen hosil bo‘lgach, variabelli domenlarni kodlovchi qolgan lokuslar ekspressiyasi to‘xtaydi (allel istisnosi, allelic exclusion), shu tariqa har bir B-hujayra faqat bitta variabelli domenli antitana ishlab chiqara oladi.
Somatik gipermutatsiya
Antigen bilan faollashgandan so‘ng B-hujayralar jadal proliferatsiyalanadi. Tez-tez bo‘linishlar bilan bir vaqtda og‘ir va yengil zanjirlarning gipervariabelli domenlarini kodlovchi lokuslarda nuqtaviy mutatsiyalar chastotasi oshadi. Bu jarayon somatik gipermutatsiya (somatic hypermutation) deb ataladi. Somatik gipermutatsiya taxminan har bir hujayra bo‘linishida variabelli domenning bitta mutatsiyaga uchragan nukleotidi darajasida sodir bo‘ladi. Natijada bo‘linishdan hosil bo‘lgan qiz hujayralar biroz boshqacha variabelli domenli antitanalar ishlab chiqaradi. Shunday qilib, somatik gipermutatsiya antitana xilma-xilligini oshiruvchi yana bir mexanizm bo‘lib, antitananing antigenga bo‘lgan “yaqinligi” (affinity — avidlik/affinitet)ga ta’sir ko‘rsatadi. Ayrim mutatsiyalar affinitetni pasaytiradi, boshqalari esa oshiradi. Antigenga yuqori affinitetli antitanalarni ifodalovchi B-hujayralar boshqa hujayralar bilan o‘zaro ta’sirda kuchli “tirik qolish” signallarini oladi va apoptozga uchramaydi. Shu bois yuqori affinitetli antitana kodlaydigan B-hujayralar past affinitetli B-hujayralarga nisbatan raqobat ustunligiga ega bo‘ladi va B-hujayra har bo‘linganda antigenga affinitet ortib boradi. Affinitetning bosqichma-bosqich oshishi va eng yaxshi affinitetli B-hujayralarning tanlanishi V(D)J-rekombinatsiyadan keyin T-xelperlar (T-helpers) ishtirokida yuz beradi.
Sinflarni almashtirish
Antitana sinflarini almashtirish B-hujayra faollashgandan so‘ng sodir bo‘ladi va unga turli sinf antitanalarini (IgA, IgE yoki IgG) ishlab chiqarish imkonini beradi. Sinflar o‘rtasidagi farqlar og‘ir zanjirning C-domenlari bilan bog‘liq. Dastlab “naiv” B-hujayralar (naive B cells) bir xil antigen spetsifikligiga ega bo‘lgan faqat yuzaki IgM yoki IgD immunoglobulinlarini ishlab chiqaradi. Har bir izotip ma’lum funksiyaga mos bo‘lgani sababli, faollashgandan so‘ng plazmatik hujayra patogenga samarali qarshi turish uchun IgG, IgA yoki IgE ishlab chiqarishi kerak bo‘ladi. Sinflarni almashtirish tufayli bir xil B-hujayradan kelib chiqqan turli qiz hujayralar turli izotip antitanalarini ishlab chiqarishi mumkin. Sinflarni almashtirish jarayonida o‘zgarishlar faqat og‘ir zanjirning C-domenlarida yuz beradi; demak, bitta B-hujayraning avlodlari turli sinf antitanalarni, ammo bir xil antigen spetsifikligini saqlagan holda ishlab chiqaradi. Sinflarni almashtirish ayrim sitokinlar ta’siri ostida amalga oshadi.
Antitana sinfini almashtirish mexanizmi
Sinflarni almashtirishda og‘ir zanjirlarni kodlovchi lokusda qayta tuzilishlar sodir bo‘ladi. Jarayon uchun S-uchastkalar (switch regions) deb ataladigan konservativ nukleotid motivlar zarur; ular og‘ir zanjirlarni kodlovchi har bir lokusdan yuqorida joylashadi (istisno — δ-tiplari). Keyin maxsus fermentlar DNKda ikki S-uchastka bo‘yicha ikkita uzilish kiritadi. Natijada ikki uzilish orasidagi fragment olib tashlanadi, konstant uchastkadagi ikki zanjirli uzilish esa uchlarni nogomologik ulash (non-homologous end joining) yordamida reparatsiya qilinadi.
Hosil bo‘lishi va sekretsiyasi
Antitanalarni B-hujayralarning maxsus turi — plazmatik hujayralar ajratib chiqaradi. Ko‘pchilik sekretsiya qilinadigan oqsillar kabi immunoglobulinlarning og‘ir va yengil zanjirlari donador (qo‘pol) endoplazmatik retikulum (EPR)dagi ribosomalar tomonidan sintezlanadi. Sintez jarayonida hosil bo‘layotgan polipeptid zanjir EPR lümeniga o‘tadi va u yerda glikozillanishga uchraydi. Og‘ir zanjirlarning to‘g‘ri buklanishi va yengil zanjirlar bilan bog‘lanib antitana hosil qilishi EPR shaperonlari, masalan, kalneksin (calnexin) va BiP (binding immunoglobulin protein) tomonidan nazorat qilinadi. Ular yangi sintezlangan immunoglobulin polipeptidlariga bog‘lanib, to‘g‘ri tuzilma shakllanguncha ularni parchalanishdan himoya qiladi. EPR lümenida, shuningdek, og‘ir va yengil zanjirlar o‘rtasida disulfid bog‘lar hosil bo‘lishi hisobiga antitana yig‘ilishi ham sodir bo‘ladi. Yig‘ilishdan keyin antitana molekulalari shaperonlardan ajraladi va Golji apparatiga o‘tadi; u yerda uglevod qoldiqlari qo‘shimcha “protsessing”dan o‘tadi. Yetilgan antitanalarni tutuvchi vezikulalar Golji apparatidan ajralib chiqib, hujayra membranasi bilan qo‘shiladi: membranaviy antitanalar hujayra membranasida “langar”lanib qoladi, erkin antitanalar esa hujayralararo makonga chiqib ketadi.
B-hujayralar suyak iligida yetilish davomida immunoglobulin ekspressiyasi bir qator o‘zgarishlarga uchraydi. B-qatorning eng erta hujayralari — pre-B-hujayralar — faqat μ sinfidagi og‘ir zanjirlarning membranaviy shakllarini sintezlaydi. Bu zanjirlar “surrogat yengil zanjirlar” deb ataladigan oqsillar bilan kompleks hosil qilib, pre-B-hujayra retseptorini shakllantiradi; uning kichik qismi B-hujayra yuzasida namoyon bo‘ladi. Yetilmagan va yetilgan B-hujayralar κ va λ sinfidagi yengil zanjirlarni sintezlaydi; ular μ og‘ir zanjirlari bilan birikib IgM antitanalarini hosil qiladi. Yetilgan B-hujayralar membranaviy IgM va IgD ni ifodalaydi; ular antigenlarni taniydigan va B-hujayra faollashuvini boshlaydigan retseptorlardir. Pre-B-hujayra retseptorlari va B-hujayra retseptorlari integrinlar bilan nokovalent bog‘langan bo‘lib, ularning signal funksiyalari yuzaki IgM va IgD shakllarini ifodalash uchun zarur.
B-hujayralar antigenlar va boshqa stimullar bilan faollashganda, antitana ajratib chiqaruvchi plazmatik hujayralarga aylanadi. Plazmatik hujayralarga o‘tishda membranaviy shakllarga nisbatan sekretsiya qilinadigan immunoglobulinlar ulushi keskin ortadi. Shu paytda antitana sinflarini almashtirish ham sodir bo‘ladi: hujayra IgM va IgD sintezini to‘xtatib, IgA, IgE yoki IgG ajrata boshlaydi.
Evolyutsiya
Evolyutsiya jarayonida adaptiv immunitet va antitanalar umurtqali hayvonlarda taxminan 500 million yil avval paydo bo‘lgan. Eng qadimgi antitana sinflari ehtimol IgM va IgD bo‘lib, deyarli barcha umurtqalilarda, hatto tog‘ayli baliqlarda ham uchraydigan IgD eng qadimgi sinf hisoblanadi (tog‘ayli baliqlarda IgD ba’zan IgW deb belgilanadi; W yunoncha ω harfiga mos keladi). Biroq IgD ni yo‘qotgan umurtqalilar ham bor, masalan, qushlar va sutemizuvchilarning bir nechta turlari. Shu bilan birga, sutemizuvchilarga xos IgA, IgE va IgG sinflari umurtqalilarning barcha guruhlarida ham uchramaydi. Xususan, suyakli baliqlarda IgA, IgE va IgD yo‘q, biroq boshqa umurtqalilarda bo‘lmagan qo‘shimcha IgT (yoki IgZ) sinfi bor. IgT (T yunoncha τ harfiga mos) ehtimol baliqlarning shilliq qavatlarini himoya qiladi. Boshqa umurtqalilarda ham noodatiy antitana sinflari uchraydi: masalan, tog‘ayli baliqlar va tuyalardagi faqat og‘ir zanjirli antitanalar, shuningdek amfibiyalar, reptiliyalar va qushlardagi IgY.
Tuzilmani bashorat qilish va antitanalarning kompyuter dizayni
Antitanalarni tibbiyot va biotexnologiyalarda qo‘llash uchun ularning yuqori aniqlikdagi (high resolution) tuzilmasini bilish zarur. Antitana tuzilmasi haqidagi ma’lumotlar antitanalarning oqsil muhandisligida, antigen bilan bog‘lanish qobiliyatini modifikatsiya qilishda va alohida antitanalarning epitoplarini aniqlashda keng qo‘llanadi. Antitana tuzilmasini aniqlashning keng tarqalgan usullaridan biri rentgen tuzilma tahlili (X-ray crystallography) bo‘lsa-da, antitanalarni kristallash juda uzoq va mehnat talab qiladigan jarayon. Shu sababli antitana tuzilmalarini hisoblash usullari yordamida bashorat qilish keng yoyilgan. Biroq bashorat tuzilma haqida mutlaq aniq ma’lumot bermaydi. Variabelli domenlar tuzilmasini kompyuterda modellashtirish Web Antibody Modeling (WAM) va Prediction of Immunoglobulin Structure (PIGS) dasturlari yordamida amalga oshirilishi mumkin. Variabelli domenlar tuzilmasini Rosetta xizmati orqali ham bashorat qilish mumkin: unda maxsus usullar bilan bashorat jarayonida CDR ga mos keluvchi halqalarning uzunligi minimallashtiriladi, yengil va og‘ir zanjirlarning o‘zaro nisbiy joylashuvi optimallashtiriladi hamda antitananing o‘ziga xos antigeni bilan “dokking”i (docking)ni bashorat qiluvchi modellar quriladi. CDRlarning bioinformatik tahlili natijalariga tayangan holda antitanalarning kompyuter dizaynini bajaradigan bir nechta dasturlar ham mavjud.
Peptidlar va oqsillarni, jumladan antitanalarni identifikatsiya qilishning eng samarali usullaridan biri — tandem mass-spektrometriya bilan bog‘langan suyuqlik xromatografiyasi. Antitanalarning aminokislota ketma-ketliklarini yuqori unumli sekvenslash (high-throughput sequencing) ma’lumotlarini tahlil qilish uchun maxsus hisoblash yondashuvlari zarur: jumladan, mass-spektrometriya ma’lumotlaridan de novo sekvenslash (de novo sequencing), shuningdek oqsil ketma-ketliklari bazalari bo‘yicha qidiruv usullari. Aminokislota ketma-ketligini aniqlashda “shotgun” usuli alohida ahamiyatga ega; uning qoplamasi (coverage) CID/HCD/ETD fragmentatsiya usullari orqali oshiriladi. Ba’zi ketma-ketlikni aniqlash usullari uchun o‘xshash oqsillarning ketma-ketligi yoki genom ketma-ketligi ma’lum bo‘lishi talab etiladi. Zamonaviy sekvenslash usullari de novo peptid sekvenslashni, intensivlik va pozitsion ishonchlilik baholarini (ma’lumotlar bazasidan gomolog qidirish orqali) birlashtirib, yuqori aniqlikda oqsil ketma-ketliklarini yig‘ishni ta’minlay oladi.
Tibbiyotda qo‘llanilishi
Diagnostika
Qonda ma’lum spetsifik antitanalarni aniqlash va ularning konsentratsiyasini o‘lchash tibbiy diagnostikada juda keng qo‘llanadi. Masalan, organizmda Epshteyn—Barr virusi yoki Laym kasalligini chaqiruvchi Borrelia burgdorferi bakteriyasi bor-yo‘qligi ularga qarshi antitanalar titri (titer) orqali aniqlanadi. Agar mos antitanalar aniqlanmasa, bemor bu patogenlarga umuman duch kelmagan bo‘lishi mumkin yoki juda uzoq vaqt avval duch kelgan bo‘lib, ularga qarshi antitana ishlab chiqaradigan plazmatik hujayralar allaqachon yo‘qolgan bo‘ladi.
Klinik immunologiyada bemorning antitana profili turli sinf antitanalar konsentratsiyasini nefelyometriya (nephelometry) yordamida aniqlash orqali tavsiflanadi. Ayrim sinf antitanalar miqdorining ortishi jigar shikastlanishining sabablarini aniqlashda foydali bo‘lishi mumkin, ayniqsa aniq tashxis qo‘yish qiyin bo‘lsa. Masalan, IgA ning ortishi alkogolli jigar sirrozidan dalolat berishi mumkin; IgM darajasining oshishi virusli gepatitlar va birlamchi jigar sirrozi foydasiga; IgG esa virusli gepatitlar, autoimmun kasalliklar va sirrozda ko‘tariladi.
Autoimmun kasalliklarning rivojlanishi organizmning o‘z epitoplarini taniydigan antitanalar (autoantitanalar) hosil bo‘lishi bilan bog‘liq. Ularni qon tahlili orqali aniqlash mumkin. Eritrotsitlarning yuzaki antigenlariga qarshi antitanalar gemolitik anemiyani chaqiradi va Kumbs reaksiyasi (Coombs test) orqali aniqlanishi mumkin. Kumbs reaksiyasi, shuningdek, qon quyish (transfuziya) oldidan antitanalarni skrining qilishda va homilador ayollarda ham o‘tkaziladi.
Antigen–antitana o‘zaro ta’siri prinsipi immunodiagnostika usullarining asosidir: ferment bilan bog‘langan immunoanaliz (ELISA), immunoflyuorestsens tahlil, vester-blot (Western blot), immunodiffuziya (immunodiffusion), immunoelektroforez va magnit immunoanaliz. Antitanalarni ftor-18 (18F) radioaktiv izotopi bilan belgilash ularni pozitron-emission tomografiya (PET) yordamida saraton o‘smalarini vizualizatsiya qilishda ishlatish imkonini beradi.
Kasalliklarni davolash
Monoklonal antitanalar revmatoid artrit, tarqoq skleroz, psoriaz va ko‘plab saraton turlarini, jumladan, noxodjkin limfomalari, yo‘g‘on ichak saratoni, bosh va bo‘yin saratoni, ko‘krak bezi saratonini davolashda qo‘llanadi.
Bruton kasalligi va gipogammaglobulinemiya (hypogammaglobulinemia) kabi ko‘plab immunodefitsitlar antitanalarning to‘liq yoki qisman yo‘qligi bilan bog‘liq. Bunday bemorlarga antitanalarni sun’iy kiritish orqali passiv immunitet (passive immunity) ta’minlanadi.
Prenatal terapiya
Odam eritrotsitlarida rezus-faktor (Rh) deb ataladigan antigen mavjud. Tug‘ruq yoki homiladorlik asoratlari vaqtida homila qoni ona qon oqimiga tushishi mumkin; agar bola Rh-musbat, ona esa Rh-manfiy bo‘lsa, ona organizmida rezus-faktorga qarshi antitanalar hosil bo‘ladi. Keyingi homiladorliklarda Rh-musbat homilaga qarshi bu antitanalar hujum qilib, yangi tug‘ilgan chaqaloqlarda gemolitik sariqlikni keltirib chiqarishi mumkin. Rezus-konfliktning oldini olish uchun Rh-manfiy, Rh-musbat homilani ko‘tarayotgan ayollarga rezus-faktorga qarshi antitanalar — Rho(D)-immunoglobulin (Rho(D) immune globulin) sun’iy kiritiladi. Rho(D)-immunoglobulinni homila rezus-faktori onadagi B-hujayralarni faollashtirib, adaptiv immun javob va B-xotira hujayralari hosil bo‘lishini boshlashidan oldin kiritish zarur.
Ilmiy tadqiqotlarda qo‘llanilishi
Ma’lum antigenga spetsifik antitanalarni antigenni sutemizuvchiga (sichqon, kalamush, quyon, echki, qo‘y, ot) yuborib, so‘ng undan ko‘p miqdorda antitanalarni ajratib olish orqali olish mumkin. Immunizatsiya qilingan hayvondan olingan qonda poliklonal antitanalar bo‘ladi, ya’ni bitta antigenning o‘ziga spetsifik bo‘lgan bir nechta turli antitanalar aralashmasi. Poliklonal antitanalarni rivojlanayotgan tovuq tuxumining sarig‘iga antigen yuborish orqali ham olish mumkin.
Antigen tarkibidagi aniq bir epitopni taniydigan antitanalarni olish uchun antigenga qarshi antitana ajratadigan plazmatik hujayralar hayvondan ajratib olinadi va “immortalizatsiya” qilinadi (immortalize): ularni saraton hujayralari bilan qo‘shib yuboriladi. Plazmatik hujayralar va saraton hujayralari qo‘shilishidan hosil bo‘lgan hujayralar gibridomalar (hybridomas) deb ataladi; ular hujayra kulturasi sharoitida ko‘payib, doimiy ravishda kerakli antitanalarni ajratib chiqaradi. Yakka gibridomadan olingan identik antitanalar monoklonal (monoclonal) deb ataladi. Poliklonal va monoklonal antitanalar ko‘pincha A/G oqsili (protein A/G) yoki affinitet xromatografiyasi (affinity chromatography) yordamida tozalanadi.
Berilgan spetsifiklikka ega monoklonal antitanalarni olish bo‘yicha tajriba sxemasi.
Tozalangan antitanalar tadqiqotlarda juda ko‘p maqsadlarda ishlatiladi; ko‘plab antigenlarga qarshi antitanalarni tijoriy kompaniyalardan sotib olish mumkin. Tadqiqotlarda antitanalar ko‘pincha hujayra ichidagi va hujayradan tashqaridagi oqsillarning lokalizatsiyasini aniqlash uchun ishlatiladi. Ular oqsillar ekspressiyasiga qarab hujayralarni ajratish uchun oqim sitometriyasida (flow cytometry) ham qo‘llanadi. Antitanalar immunopretsipitatsiya (immunoprecipitation) orqali hujayra lizati tarkibidan ma’lum oqsillarni va ular bilan bog‘langan molekulalarni ajratib olishda, gel-elektroforez bilan ajratilgan oqsillarni vester-blot yordamida identifikatsiya qilishda ishlatiladi. Antitanalar immunoflyuorestsens va immunogistokimyoning asosini tashkil etadi; bu usullar yordamida hujayra va to‘qimalarda qiziqish uyg‘otuvchi oqsillarning ekspressiyasi hamda lokalizatsiyasi o‘rganiladi. Antitanalar oqsillarni aniqlash va ularning konsentratsiyasini baholash uchun, xususan, ELISA va ELISpot usullarida ham ishlatiladi.
Antitanalarning ko‘p qo‘llanilishiga qaramay, ular bilan ishlash ancha mehnat talab qiladi: tajriba natijasiga ko‘plab omillar ta’sir qiladi va ularni nazorat qilish zarur (masalan, antitananing antigenga affinitetiga ta’sir qiluvchi pH, erituvchi, to‘qima holati va boshqalar). Tadqiqotchilar tomonidan antitanalarni validatsiya qilish usullarini yaxshilash bo‘yicha ko‘plab urinishlar qilingan. Antitanalar bilan ishlaydigan olimlar tajriba sharoitlarini juda sinchiklab qayd etishi kerak, shunda boshqa olimlar ularni qayta takrorlay oladi.
Antitana mimetiklari (antibody mimetics)
Antitana mimetiklari deb antitanalar kabi antigenlar bilan spetsifik bog‘lana oladigan organik birikmalarga aytiladi. Odatda antitana mimetiklari 3—20 kDa massali sun’iy peptidlardan iborat bo‘ladi. Ba’zan mimetik sifatida nuklein kislotalar va kichik molekulalar ham xizmat qiladi, biroq ularga sun’iy antitanalar, antitana fragmentlari yoki ularning kovalent ulangan kombinatsiyalari kirmaydi. Antitanalardan farqli ravishda, mimetiklar odatda yaxshiroq eruvchanlikka ega, to‘qimalarga yaxshiroq kirib boradi, harorat va fermentlar ta’siriga nisbatan barqarorroq, bundan tashqari ular “haqiqiy” antitanalarga qaraganda arzonroq bo‘ladi. Affimer va DARPin kabi ayrim antitana mimetiklari tadqiqot, terapiya va diagnostika maqsadlarida foydalanish uchun ro‘yxatdan o‘tgan.
O‘rganilish tarixi
“Antitana” termini (nemischa Antikörper) ilk bor Paul Erlix (Paul Ehrlich) asarlarida uchraydi. Xususan, bu atama 1891-yil oktyabrda chiqqan “Immunitetni eksperimental o‘rganish” maqolasining xulosasida uchraydi. Unda “agar ikki modda ikki xil Antikörper ajralishiga sabab bo‘lsa, demak ularning o‘zi ham turlicha” degan mazmun ilgari surilgan. Shunga qaramay, dastlab “Antikörper” termini darhol mustahkamlanmagan va antitanalarni belgilash uchun boshqa atamalar ham taklif qilingan: Immunkörper, Amboceptor, Zwischenkörper, substance sensibilisatrice, copula, Desmon, philocytase, fixateur, Immunisin.
Antitanalarni o‘rganish 1890-yilda Kitasato Sibasaburo va Emil Adolf fon Bering difteriya va qoqshol toksinlariga qarshi antitanalar ta’sirini tasvirlagan paytda boshlangan. Sibasaburo gumoral immunitet nazariyasini rivojlantirib, qon zardobida begona antigenlar bilan o‘zaro ta’sirlasha oladigan qandaydir “vositachi” borligini taxmin qilgan. Sibasaburo g‘oyalariga tayangan holda Paul Erlix 1897-yilda “yon zanjirlar nazariyasi”ni (side-chain theory) ilgari surib, antitana va antigenlar o‘zaro ta’sirining prinsiplari “kalit–qulf” tamoyiliga asoslanishini tushuntirgan. U hujayra yuzasidagi retseptorlar (“yon zanjirlar”) toksinlar bilan spetsifik bog‘lanishi, retseptor–toksin o‘zaro ta’siri esa antitana ishlab chiqarilishini ishga tushirishini taxmin qilgan. Boshqa tadqiqotchilar antitanalar qon oqimida erkin harakatlanadi, deb hisoblagan. 1904-yilda Almrot Rayt antitanalar bakteriya hujayralari yuzasini qoplab, ularni fagotsitoz va parchalanishga yo‘naltirishini taklif qilgan; bu jarayon hozir opsonizatsiya (opsonization) deb ataladi.
1920-yillarda Maykl Heydelberger va Osvald Everi antigenlar antitanalar ta’sirida cho‘kmaga tushishi mumkinligini kuzatgan va antitanalarning oqsil tabiatini ko‘rsatgan. Antitana–antigen o‘zaro ta’sirining biokimyoviy xususiyatlari 1930-yillarning oxirida Jon Marrak tomonidan batafsil o‘rganilgan. 1937-yilda immunoglobulinlar oqsil turi sifatida gel-elektroforez yordamida qon zardobining γ- va β-globulin fraksiyalarida aniqlangan. 1940-yillarda Laynus Poling Erlixning “kalit–qulf” gipotezasini tasdiqlab, antitana–antigen o‘zaro ta’siri ko‘proq antigenning fazoviy konfiguratsiyasiga bog‘liqligini, uning kimyoviy tarkibiga esa kamroq bog‘liqligini ko‘rsatgan. 1948-yilda Astrid Fagreyus antitanalarni B-limfotsitlarning turi bo‘lgan plazmatik hujayralar ajratib chiqarishini ko‘rsatgan.
Keyingi tadqiqotlar antitana tuzilmasini o‘rganishga qaratildi. 1960-yillarning boshida Djerald Edelman va Jozef Galli antitananing yengil zanjirini tasvirlagan va aynan yengil zanjir 1845-yilda Genri Bens-Jons tomonidan tasvirlangan Bens–Jons oqsili ekanini ko‘rsatgan. Keyinchalik Edelman antitanalar disulfid bog‘lar bilan biriktirilgan ikkita og‘ir va ikkita yengil zanjirdan iboratligini ko‘rsatgan. Shu davr atrofida Rodni Porter IgG molekulasi tarkibidagi Fab va Fc qismlarini tasvirlagan. Bu tadqiqotchilar birgalikda IgG ning tuzilmasi va to‘liq aminokislota ketma-ketligini aniqlaganlari uchun 1972-yilda fiziologiya va tibbiyot bo‘yicha Nobel mukofotiga sazovor bo‘lgan. Fv fragmentini Devid Givol tozalab ajratgan va tasvirlagan. Dastlabki antitana tadqiqotlari asosan IgG va IgM ga qaratilgan bo‘lib, immunoglobulinlarning yangi izotiplari 1960-yillarda aniqlangan: Tomas Tomashi sekretsiya qilinadigan IgA ni tasvirlagan, Devid Rouv va Jon Fey IgD ni kashf etgan, Kimisige Isizaka va Teruko Isizaka IgE ni kashf etib, aynan shu antitanalar allergik reaksiyalar rivojlanishida ishtirok etishini ko‘rsatgan. 1976-yilda Sudzumi Tonegava tajribalar seriyasini boshlab, antitanalarni kodlovchi genlar qayta tuzilishlarga uchrashi va shuning hisobiga antitanalarning ulkan xilma-xilligi hosil bo‘lishini ko‘rsatgan. 1987-yilda Tonegava antitana xilma-xilligi mexanizmlarini kashf etgani uchun fiziologiya va tibbiyot bo‘yicha Nobel mukofotiga sazovor bo‘lgan.
1970-yillarda gomogen o‘smaviy antigenlarni o‘rganish natijasida gibridoma texnologiyasi ishlab chiqildi; bu texnologiya ma’lum spetsifiklikka ega monoklonal antitanalarni olish imkonini berdi.
