Jedes Molekül, das vom Körper als fremd oder nicht zum Körper gehörend erkannt wird, wird als Antigen bezeichnet. Wenn ein Antigen in den Körper gelangt, stimuliert es eine Immunantwort der Zellen des Immunsystems. Diese Zellen erkennen die verschiedenen Antigene durch die Verwendung von Rezeptoren auf der Oberfläche ihrer Zellmembranen. Jede Zelle hat einen spezifischen Antigenrezeptor, sodass die Zelle nur durch das spezifische Antigen aktiviert wird.
Der Antigenrezeptor ist eine Polypeptidkette oder eine Kette von Aminosäuren. Seine Struktur entspricht der Form des Antigens, für das es spezifisch ist. Diese Spezifität der Struktur, die der Antigenrezeptor aufweist, ermöglicht es jeder Zelle, nur einem Antigentyp zu entsprechen.
Eine Art von Immunzellen, Lymphozyten, sind in der Lage, eine Art von Protein zu produzieren, das als Antikörper bezeichnet wird. Jeder Antikörper ist auch für ein bestimmtes Antigen spezifisch. Erst wenn dieses Antigen im Körper gefunden wird, wird die Produktion des Antikörpers stimuliert. Antikörper haben keine Antigenrezeptoren auf ihren Zellmembranen, sondern haben stattdessen eine sehr spezifische dreidimensionale Form, die es ihnen ermöglicht, nur an das entsprechende Antigen zu binden. Dieser Bereich wird als Antigenbindungsstelle bezeichnet.
Es gibt zwei Arten von Lymphozyten, die an der Produktion und Sekretion von Antikörpern beteiligt sind, B-Lymphozyten und T-Lymphozyten. B-Lymphozyten oder B-Zellen sind die Lymphozyten, die die Antikörper produzieren und sezernieren. Wenn B-Zellen reifen, wird eine kleine Anzahl von Antikörpern produziert, aber nicht von der Zelle freigesetzt. Stattdessen bildet ein Teil des Antikörpers einen Protein-Antigen-Rezeptor auf der Oberfläche der Zellmembran. Je nachdem, ob ein Antigen erkannt wurde oder nicht, ergibt sich eine andere Reaktion.
Wenn ein Antigen zum ersten Mal entdeckt wird, beginnen die B-Zellen mit dem für das Antigen spezifischen Antigenrezeptor, Antikörper zu produzieren, was ein langsamer Prozess ist und Tage und manchmal Wochen dauern kann, bis genug produziert wird. Einige dieser aktivierten B-Zellen werden zu Plasmazellen und andere zu Gedächtniszellen. Plasmazellen sind in der Lage, Antikörper schnell und in großer Zahl zu produzieren und abzusondern, aber sie leben nicht lange. Gedächtniszellen hingegen verbleiben wochen- und manchmal monatelang im Körper. Wenn das gleiche Antigen erneut angetroffen wird, entwickeln sie sich zu Plasmazellen und beginnen mit der Produktion von Antikörpern.
Wie bei den B-Zellen gibt es zwei Arten von T-Lymphozyten, die an der Immunantwort beteiligt sind. T-Helferzellen werden durch ein spezifisches Antigen aktiviert. Dabei setzen sie hormonähnliche Moleküle frei, die die B-Zellen dazu anregen, Antikörper zu produzieren und abzusondern. Wenn T-Killer ein bestimmtes Antigen erkennen, heften sie sich an die Oberfläche der infizierten Zellen und sezernieren toxische Substanzen, um die Zellen sowie die Antigene abzutöten.