BASES GENETICO MOLECULARES DE LA RESPUESTA INMUNOLOGICA EXPRESION DE LOS GENES RECEPTORES DE ANTIGENOS

MS. MARIA CRUZ BRICEÑO DPTO MORFOLOGIA HUMANA. FFCCMM UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

Célula progenitora

CELULAS B Y T

ESTADIOS MADURATIVOS DE LINFOCITOS

LOS LINFOCITOS MADUROS B Y T EXPRESAN RECEPTORES QUE RECIBEN SEÑALES PARA: SUPERVIVENCIA – PROLIFERACION – MADURACION

CARACTERISTICAS GENERALES DE LA MADURACION LINFOCITICA • COMPROMISO de las células progenitoras hacia el linaje de los linfocitos B y T • REORGANIZACION y Expresión de los genes de receptores antigénicos. • SELECCIÓN de células con correctos receptores de antígeno • PROLIFERACION de células progenitoras y comprometidas inmaduras-Reserva • ADQUISICION DE LA COMPETENCIA FUNCIONAL: Que respondan a antígenos extraños(no a los propios)

Características generales de la maduración de los linfocitos cel. Médula ósea Cel Timo

IL7

1

1

2 2

RECEPTORES ANTIGÉNICOS

LOCI DE LOS GENES DE INMUNOGLOBULINAS (IG) Y DE LOS RECEPTORES T (RCT) Locus

Localización

Número de segmentos génicos

IGH

14q32.3

IGK IGL

2p12 22q11

V 45 35 30

D 23 0 0

J 6 5 4

C 9 1 4

TCRα

14q11-12

45

0

55

1

TCRβ TCRγ TCRδ

7q32-33 7p15 14q11-12

50 5 2

2 3/2 3

6 2 4

2 2 1

ORGANIZACIÓN DE LOS GENES IG

300pb

ORGANIZACIÓN DE LOS LOCI GENICOS DE RCT

Dominios de los receptores antigénicos

RECOMBINACION DE LOS GENES DE RECEPTORES ANTIGENICOS EVENTOS: - Sinapsis

- Escisión - Codificaciòn y procesamiento

- Unión o religación de fragmentos TIPOS

-Deleción -Inversión (K) ENZIMAS: Recombinasa: rag-12 , rag-2 Exonucleasas Ligasas

ETAPAS

RECOMBINASAS RAG 1 / RAG2

• Participan en la recombinación de los loci de las Ig y de los receptores T. • Son activas sólo en los linfocitos B y T inmaduros • Solo se expresan Go y G1 – Genes: Gen activador de recombinasa 1

RAG1

» Gen activador de la recombinasa 2

RAG2

• Rag -1 – Endonucleasa que reconoce la SSR y segmento codificados y lo escinde

• Rag-2 – Se une a rag-1, y forma complejo con proteínas

• Desoxinucleotidil transferasa terminal TdT – Repara las roturas de la doble hebra introducidas por la recombinasa

• Ku70 y Ku80.– Proteínas que se unen a los extremos de ADN, y reclutan a la subunidad catalítica de la proteína cinasa dependiente del ADN (ADN-PK),

• ADN-PK – Enzima de reparación del ADN – Fosforila y activa a la enzima Artemisa

• Artemisa – Endonucleasa que abre las horquillas en los extremos codificadores

• ADN ligasa IV:

MECANISMO DE RECOMBINACION SOMATICA DE LOS GENES DE RECEPTORES ANTIGENICOS

Consecuencia de la recombinación: Diversidad

Regulación transcripcional de los genes de la Ig

GENERACION DE LA DIVERSIDAD DEL REPERTORIO DE LINFOCITOS B Y T • • • • •

A. MULTIPLES GENES COMBINABLES B. DIVERSIDAD DE COMBINACION C. DIVERSIDAD EN LAS UNIONES D. COMBINACION DE LAS CADENAS E. MUTACIONES

A. MULTIPLES GENES COMBINABLES

B. DIVERSIDAD COMBINATORIA • Recombinación somática de los genes IG y RCT: producto de la Combinación aleatoria de múltiples segmentos germinales INMUNOGLOBULINA

RCT αβ

Cadena pesada

k

α

β

γ

δ

Segmento V

45

35

45

50

5

2

Seg. De diversidad (D)

23

0

0

2

0

3

Segmentos D leído en los 3 marcos de lectura

Infrecuente

-

-

A menudo

-

Amenudo

Diversificación inducida por la región N

V-D, D-J

Ninguna

V-J

V-J, V-D, V;J

Segmento de unión J

6

5

55

12

Repertorio potencial total con diversidad en uniones

-1011

MECANISMO

- 1016

RCTγδ

V_J / VD1/ D1-D2, D1-J

5 108

4

C. DIVERSIDAD EN LAS UNIONES Mayor contribución a la diversidad PUEDE SER: • a. ELIMINACION DE NUCLEOTIDO • b. ADICION DE NUCLEOTIDO P Y N • c. UNIONES ENTRE REGIONES V-C generan máxima variabilidad en receptores antigénicos (Ig /RCT) – TERCERA REGION HIPERVARIABLE ó CDR3

a. Eliminación de nucelotidos Eliminación de nt del segmento J por Artemisa

b. Adición de nucleótidos P y N

TdT=

Tercera región hipervariable o CDR3

desoxirribonucleotidil transferasa terminal

D. COMBINACION DE CADENAS • CADENAS PATERNAS O MATERNAS

E. MUTACIONES • • • •

OCURRE REGIONES VARIABLES SE REALIZA EN RESPUESTA AL ANTIGENO AUMENTAN LA AFINIDAD POR EL ANTÍGENO Tasa de mutación de 10-3 – Zonas calientes de mutaciòn

MADURACION DEL LINFOCITO B

• CELULAS PRO - B – Expresión de RAG. Unión DJ – Expresión CD10, CD19 – Incremento de TdT

• CELULAS PRE – B – Expresión de cadenas Hµ + cadena ligeras subrogadas(L*) Receptor Pre-B: H µ + L* + proteínas Ig α y β (Pre RCB) – Pre RCB: recibe señales Vía B-tK* • Estimulan la supervivencia • Estimula Proliferación y maduración de Cel. B • Inhibe de forma irreversible el reordenamiento de la cadena pesada del otro cromosoma: exclusión alélica • Estimula el reordenamiento de los genes de la cadena ligera

* B-Tk =Tirosinasa de Bruton  alteración -Agamaglobulinemia ligada al X

Célula Pre-B

Exclusión alélica

Célula Pro y Pre B Recombinación de cadena H

Linfocito B inmaduro Recombinación de cadena K/L Forma el receptor Ag específico: Ig M Abandona la MO

Completan su maduración en bazo tejido linfáticos

Linfocito b inmaduro

Exclusión isotipica de las cadenas ligeras

Linfocito B maduro: Mec. recombinación de cambio o cambio de clase Adquisición de competencia funcional

Tiene la misma región V -la misma especificidad antigénica

Cambio de isotipo de la Cadena H de IG:

NK

BAFF, APRIL

Alotipos Bacterias con capsula

Virus bacterias

Parásitos helmintos Alergias

Mecanismo Molecular del cambio de Isotipo en las cadenas pesadas

MECANISMO: Recombinación de cambio requiere de inductores •Requiere de regiones Switch(S) •Miden de 1-10Kb .

•Sec repetidas GC de 20 – 100 pb •Enzima: Citosina Desaminasa inducida por activación

IFN-γ

Exon iniciador

IL4

Uniòn ADN y ARNTranscrito

Formaciòn del bucle

Desaminasa inducida por activaciòn (AID) Adn desamninado CU Uracilo N-glucosilasa

APE( Endonulceasa ApeI) Rotura: ADN --

--ADN

Síntesis de cadenas μ de membrana y de secreción:

MADURACION DE LOS LINFOCITOS T

REARREGLO DE LOS GENES DE LOS RECEPTORES - T Linfocito pro-T Configuración germinal Linfocito pre T Reordenamiento cadena β: VDJ - Cadena B+ - Proteína PreTα -Proteína CD3 -Proteína δ =Receptor preRCT Función: Median Supervivencia Proliferaciòn Recombinaciòn α

Paso de fase doble (-) a fase doble(+) Exclusión alélica β

Linfocito doble positivo: CD4 y CD8 Expresan CD4 y CD8 Reorganizan genes α Expresiòn receptores αβ Expresiòn de rag 1 rag 2 No existe exclusiòn alelica α

Linfocito simple positivo: CD4 ó CD8

Bibliografia

Abbas: Inmunologia Cap 7 + págs.203-210 Guizar: Genética Jorde: Genetica Medica