Geração de diversidade

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

*
Geração de diversidade
FACIMPA 2011
Imunologia Básica
*
Receptores que reconhecem o antígeno
No SI inato: são as PPRs
PPRs reconhecem PAMPs (moléculas que estão na superfície de patógenos, relativamente “estáveis” ou que mudaram pouco durante a evolução)
Assim, o SI inato estaria em desvantagem frente a inúmeros microrganismos com enorme capacidade genética de evoluir e gerar novas moléculas.
Foi preciso criar mecanismos para gerar diversidade e a capacidade de reconhecer novas e diferentes moléculas. 
*
Receptores que reconhecem o antígeno especificamente
Ideal: para cada antígeno deve haver um receptor no SI que o reconheça.
Os receptores que reconhecem o antígeno no SI são:
	1. TCR  presente na superfície do linfócito T.
	2. Anticorpos  presentes na superfície dos linfócitos B e presentes no líquidos orgânicos.
*
B
T
TCR
Anticorpo de 
superfície
Anticorpos 
solúveis
Parte
constante
Parte
constante
Parte
variável 
Parte
variável 
*
Total de linfócitos
O organismo possui de 1015 a 1018 linfócitos.
Premissa: se para cada proteína existe um gen, para cada anticorpo deveria haver um gen  mais de 90% do genoma seria necessário para produzir anticorpos (?).
Tonegawa (prêmio Nobel em 1987) esclareceu este quebra-cabeça.
Descreveu o fenômeno da RECOMBINAÇÃO GENÉTICA.
*
Susumo Tonegawa
Prêmio Nobel 
em 1987 
*
L
EXON
L
L
DNA GENÔMICO
TRANSCRITO
PRIMÁRIO RNA
RNA MENSAGEIRO
PROTEÍNA
TRANSCRIÇÃO
RECOMPOSIÇÃO
TRADUÇÃO
INTRON
COOH
NH2
*
Pontos importantes
Cada linfócito expressa somente uma especificidade de receptor.
a parte variável é codificada em locus diferente da parte constante (isto vale tanto para as cadeias L quanto H).
2. A expressão dos gens que codificam as cadeias L e H segue a regra de exclusão de alelos.
*
Cadeia leve к
Codificada no cromossoma 2 
A cadeia leve possui 108-110 aa na parte variável
Possui:
aproximadamente 40 genes VL  cada um codifica um “bloco” de 95 aa
4 genes J  cada um codifica um “bloco” de 13 aa
1 gen C к  codifica um “bloco” de 120 aa (parte constante da cadeia)
*
V1 V2 V3 V4 V40 J1 J2 J3 J4 J5 Cк
L
Gens VL
Gens J
Gen CK
Peptídeo 95 aa
Peptídeo 13 aa
Peptídeo 120 aa
Cadeia completa com 228 aa
*
Cadeia leve 
Codificada no cromossoma 22 
A cadeia leve possui 108 aa na parte variável
Possui:
aprox. 40 genes VL  cada um codifica um “bloco” de 95 aa
5 genes J  cada um codifica um “bloco” de 13 aa
1 gen C   codifica um “bloco” de 120 aa (parte constante da cadeia)
*
V1 V2 V3 V4 V40 J1 J2 J3 J4 J5 Cк
V3
J4
J5
Cк
J4
V3
Cк
J5
V3
J4
Cк
L
L
RECOMBINASES
V1
V2
L
V2
RAG 1 e RAG 2
*
Cadeia pesada
Codificada no cromossoma 14 
A cadeia pesada possui aprox. 110 aa na parte variável
Possui:
aprox. 50 genes VH  cada um codifica um “bloco” de 95 aa
20 genes DH  cada um codifica um “bloco” de 5 aa
6 genes J  cada um codifica um “bloco” de 10 aa
9 gens C  para cada tipo de cadeia pesada. Codifica para um “bloco” de 340 a 390 aa.
*
V1


3
1
1
2
4
ξ
2
V2
V3
V50
Gens V
V1 - V50
Gens D
D1 – D20
Gens J
J1 – J6
V12
D15
J4
1
L
VL
CL
L
Cadeia pesada do 
tipo IgA1
*
Enzimas que possibilitam a recombinação genética
Complexo de enzimas chamadas recombinases VDJ
Expressos somente em linfócitos B e T
Importantes: RAG 1 e RAG 2
DNA ligase, proteína kinase DNA dependente, Artemis e outras.
*
Troca de classe
Acontece depois que a parte variável foi definida.
O linfócito B produz primeiro IgM e IgD.
Citocinas liberadas por linfócitos T e macrófagos induzem a célula a trocar a classe do anticorpo.
A parte variável da cadeia pesada não se altera.
A parte constante é trocada.
Este fenômeno é conhecido como “switch”.
*
Parte
variável
Parte
constante
IgG
IgE
Switch
*
Troca de classe ou “switch”
O linfócito B segue a ordem dos gens que está em sequência no cromossomo 14.
Sendo assim o linfócito B primeiro produz IgD e IgM, porém quando faz o switch, não poderá voltar a produzir IgM ou IgD.
Depois poderá produzir IgG3, IgG1, IgA1, IgG2, IgG4, IgE e IgA2, nesta sequência.
*
Fatores que geram diversidade de anticorpos
Multiplos gens V.
Associação combinatória de V+J ou V+D+J.
Pareamento das cadeias leves e pesadas.
Diversidade de junção: pequenos erros nos pontos de junção, adicionando ou retirando um ou outro aminoácido
*
Fatores que geram diversidade de anticorpos
5. Diversidade de inserção  devido a ação de uma enzima TdT (desoxinucleotídeos terminais transferase) 
	Capaz de inserir fragmentos de nucleotídeos nas junções V/J e D/J.
*
Fatores que geram diversidade de anticorpos
6. Hipermutação somática das regiões V  taxa de mutação dos gens V é elevadíssima. 
	(10.000 X maior em comparação a outros gens)
	
	Este fenômeno é responsável pela sintonia fina entre antígeno e anticorpo.
*
MUTAÇÃO
*
Questões para estudo
Se uma pessoa possui 30 gens V e 4 gens J na cadeia leve e na cadeia pesada tem 20 gens V, 5 gens D e 8 gens J, quantos anticorpos diferentes ela poderá produzir?
Qual a vantagem da troca de classe para a resposta imune?
O que significa exclusão de alelos? Porque na produção de anticorpos é necessário excluir um dos alelos?
O DNA de uma cadeia H de um linfócito B possui a seguinte estrutura: 5`L-V17-D5-J2-C2. Quantos rearranjos foram necessários para chegar a este DNA?
*
Questões para estudo
5. Qual a vantagem para o SI do fenômeno da hipermutação somática?
6. Porque um linfócito B pode expressar IgM e IgD ao mesmo tempo, porém não pode expressar simultaneamente IgG, IgA ou IgE com outras classes de anticorpos?
7. Descobriu-se que uma tribo de índios da Amazônia possui somente 10 gens V na cadeia L e 20 gens V na cadeia H. Entretanto parecem saudáveis e adaptados. Como isto é possível?
*
Leituras
Imunobiologia – Janeway – pag 135-149
Imunologia Ilustrada – Thao Doan – cap 89
Imunologia Básica e Clínica – Peakman – pag 42-45
Imunologia – Benjamini – cap 6
Imunologia Médica – Parslow – pag 93 -97