AZ IMMUNOGLOBULIN GÉN SZEGMENSEK SZÁMA Variábilis (V) Diverzitás (D)0027 Kapcsoló (J)546 Gene segmentsKönnyű láncNehéz lánc kappalambda Chromosome 2 kappa light chain gene segments Chromosome 22 lambda light chain gene segments Chromosome 14 heavy chain gene segments AZ IMMUNOGLOBULIN POLIPEPTID LÁNCOKAT TÖBB GÉN SZEGMENS KÓDOLJA AZ IMMUNOGLOBULIN GÉN SZEGMENSEK ELRENDEZŐDÉSE

VH D JH VLJL V-Domének C-Domének VH-D-JH VL-JL AZ ANTIGÉN RECEPTOROK SOKFÉLESÉGE Egy egyed különböző B limfocitái 1234

Hogyan működik a szomatikus rekombináció ? 1.Hogyan jön létre a végtelen számú sokféleség a korlátozott számú gén szegmensek részvételével? Kombinációs sokféleség

A kombinációs sokféleség becslése A funkcionális V, D és J gének száma: 65 VH x 27 DH x 6JH = 10,530 kombináció 40 V  x 5 J  = 200 kombináció 30 V  x 4 J = 120 kombináció = 320 különböző könnyű lánc Amennyiben a H és L láncok véletlenszerűen párosodnak mint H 2 L 2 10,530 x 320 = 3,369,600 lehetőség Csak a KOMBINÁCIÓS sokféleség A valóságban bizonyos H + L kombinációk nem fordulnak elő, mert instabilak Bizonyos V és J gének gyakrabban fejeződnek ki, mint mások A KAPCSOLÁSI sokféleség tovább növeli a szekvenciák számát A POTENCIÁLIS B-SEJT KÉSZLET KIALAKULÁSA

Hogyan működik a szomatikus rekombináció ? 1.Hogyan jön létre a végtelen számú sokféleség a korlátozott számú gén részvételével Kombinációs sokféleség 2.Hogyan találja meg a V régió a J régiót és miért nem a C régióhoz kapcsolódik ? szabály Speciális - Recombination Signal Sequences (RSS) Recognized by Recombination Activation Gene coded proteins (RAGs) PALINDROM A SZEKVENCIÁK HEPTAMERCACAGTGCACAGTGGTGACAC NONAMERACAAAAACCGGTTTTTGT TGTTTTTGGCCAAAAACA

23-mer = két fordulat 12-mer = egy fordulat A szabály molekuláris magyarázata Rekombinációs szignál szekvenciák RSS Közbeeső, bármely hosszúságú DNS 23 V DJ7 9 HeptamerNonamerHeptamerNonamer

A V, D, J gén szegmenseket határoló szekvenciák V A V, D és J elemek előtt konzervált nukleotid szekvenciák helyezkednek el, amelyek mindig 7, 23, 9 és 12 nukleotidból állnak és a lókuszra jellemző elrendeződést mutatnak VV JJ J D VHVH JHJH 7 9

Recombinációs szignál szekvenciák (RSS) SZABÁLY – A 23mer által határolt gén szegmens csak a 12mer RSS határolt gén szegmenssel tud kapcsolódni VHVH D JHJH HEPTAMER – Mindig folytatólagos a kódoló szekvenciával NONAMER – A heptamertől 12 vagy 23 nukleotid választja el VHVH D JHJH 

23-mer 12-mer A közbeeső DNS hurok kivágódik A heptamerek és nonamerek visszafelé illeszkednek Az RSS által kialakított alakzat a rekombinázok célpontja V1 V2 V3V4 V8 V7 V6 V5 V9 DJ V1 DJ V2 V3 V4 V8 V7 V6 V5 V9 Két 23-mer vagy két 12mer nem tudja kialakítani a megfelelő alakzatot A szabály molekuláris magyarázata

23-mer 12-mer V1 DJ V2 V3 V4 V8 V7 V6 V5 V RAG complex kötődik és hasítja a rekombinációs szignál szekvenciát ami hajtű képződést eredményez A hajtű RAG-közvetítette hasítása palindróm szekvenciákat eredményez A REKOMBINÁCIÓ KÖVETKEZMÉNYEI

23-mer 12-mer Loop of intervening DNA is excised V1 DJ V2 V3 V4 V8 V7 V6 V5 V N-nucleotid hozzáadást TdT enzim által A páratlan nekleotidok eltávolítása exonukleázok révén A hiányzó nukleotidok hozzáadása DNS szintézissel, ligálás kódoló szekvenciává Pár képződés Terminal deoxynucleotidyl Transferase

Somatic recombination to generate antibody diversity

Súlyos kombinált immunodeficiencia szindróma (SCID) Korai tünetek Bélmozgás gyenge Egész testen vörös pikkelyes kiütés Opportunista fertőzések (Candida albicans, Pneumocystis carnii pneumonia) Nincsenek tapintható nyirokcsomók Omenn szindroma - RAG deficiencia

Hogyan működik a szomatikus rekombináció ? 1.Hogyan jön létre a végtelen számú sokféleség a korlátozott számú gén részvételével Kombinációs sokféleség 2.Hogyan találja meg a V régió a J régiót és miért nem a C régióhoz kapcsolódik ? szabály 3.Hogyan történik a DNS törés és újrakapcsolódás ? Pontatlanul, véletlenszerű nukleotid eltávolítással és hozzáadással, ami tovább növeli a szekvencia sokféleséget Kapcsolási sokféleség

V DJ TCGACGTTATAT AGCTGCAATATA Kapcsolási sokféleség TTTTT Csíravonalban kódolt nukleotidok Palindrom (P) nukleotidok – újak Nem-template (N) kódolt nukleotidok - újak A V, D és J régiók között gyakorlatilag random szekvenciák alakulnak ki

A D szegmens 3 keretben olvasható GGGACAGGGGGC GlyThrGlyGly GGGACAGGGGGC GlyGlnGly GGGACAGGGGGC AspArgGly A D regió különböző ellenanyagokon végzett analízise azt mutatta, hogy ugyanaz a D régió mindhárom keretben leolvasható, ami eltérő fehérje szekvenciát és ellenanyag specificitást eredményez Keret 1 Keret 2 Keret 3

1.Az Ig génszegmensek szomatikus átrendeződése ellenőrzött sorrendben, meghatározott program szerint megy végbe 2.Egy egyed különböző B-limfocitáiban a gén szegmensek kombinációja nagy számú, egymástól eltérő nehéz és könnyű lánc variábilis régiót eredményez 3.Egy adott egyed teljes B-sejt készlete eltérő módon átrendezett, eltérő variábilis régióval rendelkező B-limfocitából áll A B-SEJT KÉSZLET SOKFÉLE ANTIGÉN FELISMERÉSÉRE KÉPES A CSONTVELŐBEN ZAJLÓ SZOMATIKUS GÉNÁTRENDEZŐDÉS EREDMÉNYE AZ ANTIGÉN JELENLÉTÉTŐL FÜGGETLEN FOLYAMATOK A B-SEJT ÉRÉS SORÁN A CSONTVELŐBEN MENNEK VÉGBE 4. Egy B-sejt az allél kizárás eredményeként csak egyféle nehéz és egyféle könnyű láncot szintetizál ELKÖTELEZETTÉ VÁLIK EGY ADOTT ANTIGÉN KÖTŐ HELY KIALAKÍTÁSÁÉRT