מאפיין נוסף של מערכת החיסון הוא היכולת לזהות באופן ספציפי מגוון עצום של אנטיגנים. מכיוון שכנגד כל אנטיגן יכול להיווצר לפחות נוגדן אחד וקולטן T אחד, הרי שבמערכת החיסון קיים מספר עצום של חלבונים (נוגדנים וקולטנים של תאי T) המזהים אנטיגנים. חשוב להדגיש את הייחודיות שבתכונת הגיוון של מערכת החיסון: במערכות אחרות בגוף רקמה מוגדרת מייצרת חלבון עיקרי אחד הזהה בכל התאים (למשל אלבומין בכבד, אקטין ומיוזין בשריר, קרטין בעור).

הפטנים (כמו דיניטרופנול), הם חומרים שנוצרו במעבדה. במהלך האבולוציה של בעלי החוליות לא נחשפו בעלי חיים לחומר זה. למרות זאת, כבר בחשיפה ראשונה ל- DNP הקשור לחלבון תיווצר נגדו תגובה חיסונית. מכאן נובע, שמערכת החיסון יכולה לייצר נוגדנים נגד כל אנטיגן אפשרי, אף אם הוא מלאכותי. מעריכים כי המערכת יכולה לייצר כ- 108 סוגי נוגדנים. כיצד יכולה מערכת החיסון לייצר נוגדנים ספציפיים לכל האנטיגנים האפשריים, כולל כאלה שעולם החי לא נחשף אליהם בזמן כלשהו במהלך האבולוציה? התשובה לשאלה זאת (ברמה הגנטית) די ברורה, ונסביר אותה בהמשך. בשלב זה דון עם חבריך בשאלה שלפניך:
מהי, לדעתך, התחבולה (ברמה התאית) שמערכת החיסון "נוקטת" כדי להתמודד עם כל אנטיגן אפשרי? נמק.
ניתן להמשיל את מערכת החיסון לחנות בגדים. אפשר להיכנס לחנות ולבקש מהחייט שיתפור מעיל; אנשים שונים יבקשו מהחייט שיתפור להם מעילים. ואפשר להיכנס לחנות המוכרת את כל המעילים האפשריים, ולבחור את המעיל
המתאים ביותר. האפשרות הראשונה היא הכתבה, והאפשרות השנייה היא ברירה (בחירה). אכן בשמות אלו כונו שתי התאוריות שניסו להסביר כיצד יכולה מערכת החיסון לייצר כ- 108 נוגדנים שונים.

באיזה מהתאוריות אתה תומך? נמק.

תאורית ההכתבה גרסה כי אנטיגן שפולש לגוף משמש תבנית שעליה נבנה אתר הקישור בנוגדן, כך שהמבנה התלת-ממדי של אתר הקישור בנוגדן מתאים למבנה התלת-ממדי של האנטיגן ומשלים אותו. כלומר, האנטיגן חודר לתא
ומכתיב את המבנה של אתר הקישור בנוגדן שיווצר נגדו. אולם תיאוריה זאת איננה תואמת את הידע שלנו באשר למבנה של חלבונים , מכיוון שהמבנה המרחבי של כל חלבון טמון ברצף חומצות האמינו שלו, ולכן לא ייתכן שחלבון אחד יקבל צורות מרחביות שונות. תיאוריה שונה, המכונה תאורית ברירת שבטים, הוצעה על ידי ברנט (M. Burnet) בשנת 1957, ואלה עיקריה:
1.כל לימפוציט נושא על פניו קולטן לאנטיגן עוד לפני שהתא נחשף לאנטיגן.
2. בגוף קיימים לימפוציטים רבים. כל לימפוציט מייצר קולטן שונה.
3. קישור האנטיגן ללימפוציט הספציפי לו גורם להפעלתו, ומתחיל תהליך של חלוקות חוזרות ונשנות. התאים מתרבים, ונוצר שבט (clone ) של תאים הזהים זה לזה.
4. תפקיד האנטיגן מצטמצם אם כן בבחירת הלימפוציט הספציפי לו מכלל תאי B הקיימים ובהפעלתו.

תאורית ברירת השבטים תואמת לידע שלנו על תכונות אחרות של תגובת החיסון. לדוגמה: תגובת חיסון שניונית היא חזקה יותר, מהירה יותר ונמשכת זמן רב יותר מתגובה ראשונית משום שהאנטיגן פוגש שבט מורחב הספציפי לו, ולא תא בודד. כמו כן היא מסבירה את הסבילות החיסונית בכך שתאים נגד אנטיגנים עצמיים מסולקים מן המערכת או לחלופין מדוכאים.
לפניך תיאור סכמטי של תיאוריה זאת, והתופעות שהיא מסבירה (איור 1.5) :

איור 5.1 : תיאור סכמטי של תאורית ברירת השבטים והתופעות שהיא מסבירה.
(א) בגוף לימפוציטים רבים. כל לימפוציט מייצר קולטן ייחודי, וזה "מוצג
לראווה" על קרום התא. לימפוציטים עם קולטנים לאנטיגנים עצמיים מסולקים עוד בטרם הפכו לתאים בוגרים (איור 5.1 א ).
(ב) אנטיגן זר נקשר רק לתא בעל קולטנים ייחודיים לו. הקישור מפעיל את התא, וזה בתגובה מתחלק (איור 5.1 ב , ג );
(ג) בתום תהליך של חלוקות חוזרות ונשנות מתקבל שבט של תאים (clone) (איור 5.1 ג );
(ד) חלק מהשבט מתמיין לתאי פלזמה (משמאל), חלקו לתאי זיכרון (מימין) (איור 5.1 ד ).

באיור 1.5 מוצג העיקרון לגבי תאי B. גם תאי T עוברים תהליך של ברירת שבטים, כמודגם בקטע הוידאו שלפניך:

היום ידוע, כי הקישור בלבד אינו מספיק להפעלת הלימפוציט, ודרושים תנאים נוספים. תן דוגמה לתנאי נוסף כזה.

תאורית ברירת השבטים קובעת, שכל לימפוציט יכול לזהות דטרמיננטה אנטיגנית אחת ויחידה, ובתגובה לקשירתה הוא מופעל לתהליך של ריבוי והתמיינות.

הוכחה ניסויית לכך התקבלה מתצפית בגידול סרטני שמכונה מיילומה. זהו גידול של שבט תאים אחיד שהתפתח מתא פלזמה בודד. היינו מצפים אפוא, שכל התאים בגידול ייצרו נוגדנים זהים במבנה; ואמנם נמצא שכך הדבר. החוקרים ג' קלר (G. Kohler) וס' מילשטיין (C. Milstein) ניצלו עובדה זאת כדי לייצור נוגדנים חד-שבטיים (מונוקלונליים) בעלי ספציפיות מכוונת.

יכולתו של אורגניזם לייצר מספר עצום של נוגדנים שונים מבוססת אפוא על כך, שהלימפוציטים הם אוסף של תאים עם קולטנים שונים שמהם נוצר אוסף של שבטי תאים. לאחר חשיפה לגירוי מתאים כל שבט מייצר נוגדנים ספציפיים לדטרמיננטה אנטיגנית אחת בלבד; ולכן כלל מערכת החיסון מייצרת תערובת של המוני נוגדנים, שמוצאם משבטים שונים. על השאלה כיצד נוצרת השונות בין השבטים נענה בהמשך.