Geny kodujące
Immunoglobuliny
Odpowiedź immunologiczna
• Antygeny
są to substancje immunogenne (zdolne do wywoływania swoistej
odpowiedzi immunologicznej) zdolne do wiązania się z wolnymi
immunoglobulinami oraz immunoglobulinami prezentowanymi na
błonie komórkowej limfocytów B i T
• Przeciwciała (immunoglobuliny)
są to substancje białkowe produkowane w
limfocytach B i plazmocytach, które są zdolne do
swoistego wiązania się z antygenem
• Interleukiny
białka sygnalne układu immunologicznego
• Limfokiny
białka sygnalne wydzielane przez limfocyty
• Monokiny
białka sygnalne wydzielane przez monocyty i makrofagi
Limfocyt
Limfocyty B – odpowiedź humoralna
Limfocyty T – odpowiedź komórkowa
Limfocyty odgrywają główną rolę w odpowiedzi
Immunologicznej
Układ immunologiczny człowieka może wytworzyć 108
immunoglobulin (lub receptorów limfocytów T)
rozpoznających różne elementy patogenów
Żółty – łańcuch leki
Zielony – łańcuch ciężki
Czerwony –część zmienna
Niebieski –część stała
Geny immunoglobulinowe
• Informacja genetyczna o strukturze
immunoglobulin zakodowana jest w genomie
komórek rozrodczych w segmentach
• W genomie występują segmenty kodujące
fragmenty zmiennych (V) i stałych (C) części
łańcuchów immunoglobulin
• Ekspresję poszczególnych immunoglobulin
poprzedza rearanżacja genomu
Organizacja genów immunoglobulin
Łańcuchy lekkie (L):
• Dwie rodziny genów zawierających typ lambda
(λ) i typ kappa (κ)
Łańcuchy ciężkie (H):
• Jedna rodzina zawierająca wszystkie typy
łańcuchów ciężkich
Każda rodzina występuje na innym chromosomie
i składa się z własnego zestawu genów V i C
Elementy kodujące łańcuchy lekkie immunoglobulin
Geny kodujące immunoglobuliny powstają
przez zmianę zapisu genetycznego, usunięcie
dużych fragmentów cząsteczek DNA przy
użyciu mechanizmu rekombinacji
Rekombinacja homologiczna
to wymiana odcinków
między dwoma homologicznymi
(mającymi rozległe
podobieństwo sekwencji)
cząsteczkami dwuniciowego DNA,
np. chromosomami siostrzanymi
W limfocytach zachodzi podobny
proces między fragmentami tej samej
cząsteczki DNA
Rearanżacja i ekspresja genów łańcucha lekkiego lambda
Tworzenie genu dla immunoglobuliny lekkiej typu
lambda
• (I exon) sekwencja liderowa – intron – (II exon)
segment zmienny----------------------segment łączący-
intron - (III exon) segment stały
Rearanżacja i ekspresja genów łańcucha lekkiego kappa
Tworzenie genu dla immunoglobuliny lekkiej typu kappa
(I exon) sekwencja Ln –
intron –
(II exon) segment Vn-
--------------------------------
segment J1 --------
segment J2 --------
segment J3 --------
segment J4 --------
segment J5 --------
(III exon) segment C
Cała informacja o łańcuchach ciężkich
immunoglobulin znajduje się na jednej
cząsteczce
Rekombinacja segmentów łańcucha ciężkiego immunoglobin
Aktywacja promotora segmentu zmiennego następuje
po rearanżacji i zbliżeniu do sekwencji wzmacniającej
Każda rekombinacja V(D)J przebiega przy udziale
charakterystycznych sekwencji sygnalnych (RSS)
Układ sekwencji RSS w komórkach pnia
Sekwencje sygnalne są rozpoznawane przez białka RAG
Obróbka końców powstających w procesie rekombinacji
---------
Różnorodność jest również generowana przez dodatkowe
zmiany na złączu kodującym
Przełączanie klas
Dojrzewanie limfocytów B
IG – immunoglobuliny
H - heavy - ciężki
V - variable – część zmienna
J – joining – część łącząca
D – diversity – część nadająca zmienność
Powstanie formy łańcucha ciężkiego wydzielanej lub
zakotwiczonej w błonie zależy od obróbki RNA
Pojawianie się dużej ilości
komórek produkujących
specyficzne przeciwciała odbywa
się na drodze selekcji klonalnej
Etapy dojrzewania limfocytów B
Wygaszanie rekombinacji drugiego allelu
Receptory limfocytów T powstają na drodze rearanżacji genów
Lokus kodujący TCR α
ma przemieszane
segmenty α i δ
Lokus TCR β
Rearanżacja genomu zachodzi także w limfocytach T
Receptor γδ jest
syntetyzowany we
wczesnych etapach
TCR αβ jest syntetyzowany
później i odpowiada za
odpowiedź komórkową
Do zapamiętania
• Komórki układu immunologicznego mają genom
różniący się od pozostałych komórek
• Geny immunoglobulin powstają w limfocytach B
na drodze rekombinacji V(D)J
• Podobne rearanżacje zachodzą przy powstawaniu
genów receptorowych limfocytów T
bakusiaa