Geração dos receptores de antígenos dos linfócitos

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Geração dos receptores de antígenos dos linfócitos
● Os receptores dos linfócitos B (BCR) são as imunoglobulinas transmembrana (IgM e IgD) e os receptores dos linfócitos T (TCR) são receptores transmembrana das células T. Os quais atuam como sensores que detectam a presença de antígenos em seu microambiente (terão encaixe perfeito, os receptores com os antígenos).
● A ampla gama de especificidade antigênica dos receptores de antígenos se dá pela VARIAÇÃO na sequência de aminoácidos do sítio de ligação do receptor, com os ANTÍGENOS. Região variável (V) o que se liga com o antígeno presente no patógeno.
● Cada região variável, está ligada a uma região constante (C) a qual é responsável pelas funções efetoras ou sinalizadora dos receptores, BCR (a região constante será a parte a qual macrófagos e sistema complemento irão se ligar e desencadear uma série de funções imunológicas desses componentes) e TCR (a região constante vai fazer com que haja uma sinalização intracelular para que esse linfócito B se torne um linfócito T efetor uma vez que entra em contato com o antígeno. E a sua característica de combate efetora será na produção de citocinas, quimiocinas que auxiliarão outras células para que cumpram funções efetoras).
Receptores de células T
Tem a cadeia alfa a direita (da foto abaixo) e a cadeia beta a esquerda. E a região variável, mais superior, onde o antígeno se liga, há o reconhecimento antigênico e a célula T será ativada. Também terão outras proteínas que irão ajudar na sinalização, formando complexo TCR. Além disso terá a cadeia de proteínas CD3 e de dzeta (possuem prolongamento citoplasmático bem maior do que o TCR propriamente dito/sozinho. Com a função de fazer a transdução intracelular. Porque o TCR sozinho tem um domínio citoplasmático muito curto, o que dificultaria a sinalização intracelular). 
● Os receptores de antígenos das células T CD4 e CD8, consistem em heterodímeros formados por duas cadeias polipeptídicas transmembrana (TCR α e β).
● As proteínas CD3 e ζ (dzeta) estão associados não covalentemente ao TCR (α e β), quando o TCR reconhece um antígeno, essas proteínas transduzem os sinais que resultam na ativação da células T, favorecendo a ativação de cascatas de sinalização, fatores de transcrição nuclear, para que a célula seja ativada e cumpra sua função.
Receptores de células B
● Os IgM e IgD de membrana são os receptores de antígenos das células B virgens, com extremidades citoplasmáticas muito curtas. Os sinais mediados por Igs são transduzidos por duas outras moléculas; Igα e Igβ (com funções de prolongar a porção citoplasmática do complexo BCR para auxiliar nas traduções dos sinais intracelular, para que a célula seja ativada e cumpra suas funções). Essas moléculas formam o complexo receptor da célula B (BCR). Uma vez entrando em contato haverá vários sinais intracelulares que permitirá que a célula mude de classe, produza outros tipos de anticorpos, além da IgM.
IgD ainda existem muitos estudos sobre ela, possui funções muito especificas em determinados tipos de infecções. É o que dá o caráter funcional de uma célula B virgem. 
A cadeia pesada é a maior e a cadeia leve a menor. A região variável é formada por uma cadeia leve e outra pesada. 
A região constante é a porção terminal da IgM (BCR) de membrana. E essa porção tem caráter efetor porque é através dessa região que o macrófago irá reconhecer um microrganismo opsonizado para que seja fagocitado, o sistema complemento também se liga nessa região. Confere um caráter efetor, de resposta imunológica do anticorpo.
REARRANJO DOS GENES DOS RECEPTORES ATIGÊNICOS DAS CÉLULAS B (BCR) e T (TCR):
● Os linfócitos expressam receptores de antígenos altamente diversos, capazes de reconhecer uma ampla variedade de substâncias estranhas. Essa diversidade de receptores é gerada durante o desenvolvimento (maturação) dos linfócitos T (Timo) e B (medula óssea/terminando no baço).
● As células-tronco hematopoiéticas da medula óssea e os progenitores linfoides iniciais contêm genes de BCR (Igs) e TCR na sua configuração herdada, de linhagem germinativa, presentes no DNA.
São tantos antígenos para serem reconhecidos, que se nós fossemos expressar todos os receptores de BCR e TCR no genoma humano, nós seriamos praticamente só receptores, dada a grande diversidade de receptores que existem nos linfócitos.
● Neste contexto os loci da cadeia leve e pesada da BCR e os loci da cadeia α e β do TCR, contêm múltiplos genes das regiões variáveis (V), chegando até algumas centenas, e alguns genes da cadeia constante (C).
● A expressão de receptores de antígenos em células B e T é iniciada pela RECOMBINAÇÃO SOMÁTICA DOS SEGMENTOS GÊNICOS que codificam as regiões variáveis (V) desses receptores (BCR e TCR). E a sua diversidade é gerada durante este processo.
● Os genes que codificam diversos receptores de antígenos dos linfócitos T e B, são gerados pelo rearranjo de diferentes segmentos gênicos das REGIÕES VARIÁVEIS (V) com o segmento gênico de DIVERSIDADE (D) e de JUNÇÃO (J). A interação entre esses segmentos irá modificar a região variável.
REARRANJO DOS GENES DOS RECEPTORES ANTIGÊNICOS DAS CÉLULAS B (Ig) e T (TCR):
● A organização dos loci genéticos do BCR e do TCR na linhagem germinativa é fundamentalmente semelhante. E caracteriza-se pela segregação espacial de múltiplas sequências, que codificam domínios variáveis e constantes das proteínas dos receptores. Onde sequências das regiões variáveis distintas são unidas a sequências das regiões constantes em diferentes linfócitos.
● Os genes completos que codificam a região variável são produzidos pela recombinação somática de segmentos gênicos separados, das cadeias pesadas e leves do BCR e das cadeias α e β do TCR. Chamado de RECOMBINAÇÃO GÊNICA.
● Existem algumas CENTENAS de segmentos gênicos herdados de origem germinativa (muito pouco, pois no nosso ambiente tem milhos de microrganismos nos rodiando. É vírus novo), que ao se RECOMBINAREM garantem a GRANDE DIVERSIDADE DAS REGIÕES VARIÁVEIS dos receptores de células T e B. NA CASA DE MILHÕES. Se elas não se recombinarem e tivéssemos apenas os locis gênicos padrões, não teríamos receptores diferentes para os diversos tipos de microrganismos diferentes existentes e não iriamos gerar resposta imune contra eles.
Das recombinações geram regiões variáveis diferentes, milhões, uma infinidade. Podendo reconhecer uma infecção nova, igual o vírus da COVID. 
● Logo, do mesmo DNA da linhagem germinativa, é possível gerar sequencias recombinadas de DNA e de mRNA, que diferem em suas junções V-D-J.
● Na figura abaixo podemos observar a produção de mRNA de receptores de antígenos distintos do mesmo DNA germinativo, utilizando segmentos gênicos DIFERENTES e a adição de nucleotídeos nas junções.
Os três loci (V- variável, D- diversidade e J- junção) dará origem a região variável.
Durante a maturação das células T e B essas regiões irão se recombinar. E no final de tudo o DNA de origem germinativa será recombinado gerando RNAm para expressar a proteína daquele BCR e TCR diferente. Cada um sendo especifico para determinados antígenos. 
Os receptores das células T estarão reconhecendo proteínas, células B reconhecem além de proteína outros tipos de moléculas. Sem células T as células B não irão funcionar. 
O MECANISMO DE RECOMBINAÇÃO: V (D) J
● Embora a recombinação seja regulada por diversos mecanismos, o processo de recombinação V (D) J pode ser dividido em 4 eventos distintos:
1 – Sinapse: porção do cromossomo/DNA onde estão localizados os genes dos receptores de antígenos, prontos para o processo de recombinação. É o local de aproximação dos ELEMENTOS CODIFICADORES e suas SEQUENCIA SINAL DE RECOMBINAÇÃO (RSS) adjacentes, formando uma alça no cromossomo (essa recombinação irá acontecer onde houver a região codificadora, região V e J. Ao lado dela tem que existir um epitâmero e um nanomero mais espaçadores de 12 e 23 pares de bases, nessa região que acontece a recombinação. Senão sairia acontecendo em qualquer local do DNA). Sendo mantidas nesta posição paraa clivagem. Essas sequencias e sinais são importantíssimos para que a recombinação aconteça no local e hora exatos.
Resumindo, a sinapse é isso a região codificadora irá se aproximar da via epitâmeros, as enzimas trabalham para essa aproximação. E quando se aproximam trazem para próximo as regiões codificadoras V e J. E ai começará a sequência de proteínas agindo nessa sinapse. A primeira enzima a entrar em ação são as RAG-1 e RAG-2, passando para o outro passo. 
2 – Clivagem: quebra do filamento duplo/DNA por enzimas nas junções das SEQUENCIAS CODIFICADORAS e a SEQUENCIA SINAL DE RECOMBINAÇÃO (RSS). Através das recombinases RAG-1 e RAG-2 (Gene Ativador da Recombinação 1 e 2) que agem em conjunto. E as regiões codificadoras ficam próximas. NOTA: Um mecanismo específico dos linfócitos em desenvolvimento.
2.1 - A recombinase RAG-1, reconhece a sequência de DNA na junção entre um heptâmero e um segmento codificador, clivando-o. Porém só é ativa enzimaticamente quando complexada com a RAG-2. Após clivagem há a formação de uma estrutura semelhante a um GRAMPO. 
Ao mesmo tempo que elas cortam/clivam, elas introduzem um grampo onde houve o corte da fita dupla de DNA. Esse grampo é importante para que não haja mais perda de nucleotídeos na região codificadora que foi cortada.
2.2 - A RAG-1 e RAG -2 além de produzir a quebra do filamento duplo, mantêm as extremidades dos grampos unidas, antes da modificação das extremidades codificadoras e do processo de ligação (para que não fique um DNA danificado).
● NOTA: Para esta orientação acontecer, existem as sequências sinais de recombinação (RSSs), formados por um heptâmero e um nanômero. Seguidos de um espaçador com 12 ou 23pb (pares de base). Localizadas adjacentes aos pontos onde ocorre a recombinação.
3 – ABERTURA DO GRAMPO e processamento das extremidades codificadoras: as extremidades codificadoras quebradas são modificadas pela adição ou remoção de bases com subsequente GERAÇÃO DE MAIOR DIVERSIDADE.
3.1 - Após as quebras de filamento duplo, os grampos são abertos pela ENDONUCLEASE Artemis nas junções codificadoras, para que haja processamento, remodelação dessa região que foi clivada. Em seguida, bases podem ser adicionadas ou removidas das extremidades codificadoras, de acordo com a sequência que foi perdida, assegurando uma diversidade ainda maior (adicionar novos nucleotídeos e novas bases para gerar aquele aminoácido que dará origem aquela proteína nova da região variável.
3.2 – Em seguida uma enzima específica do tecido linfoide, a desoxinucleotidil transferase terminal (TdT), ACRESCENTA bases às extremidades quebradas do DNA.
3.3 - IMPORTANTE: Na ausência de Artemis os grampos não podem ser abertos, não havendo geração de células T e B maduras/funcionais. Ausência de Artemis gera uma imunodeficiência rara, caracterizada pela ausência de células T e B. Devido a uma mutação em Artemis. EX: SÍNDROME DE OMENN. O mesmo pode acontecer para RAG.
4 – Junção: As extremidades codificadoras quebradas são APROXIMADAS E LIGADAS por um processo de REPARO DE QUEBRAS DE FILAMENTO DUPLO DE DNA. Com a participação de diversos fatores:
● Proteína Ku 70 e 80 e a DNA ligase IV: proteínas que ligam as extremidades do DNA quebrado e recrutam a proteinocinase dependente de DNA (DNA-PK), uma enzima de REPARO do DNA de filamento duplo.
As bases perdidas serão adicionadas e essas sequencias vão mudando. E irão juntar esses DNAs quebrados, havendo a junção. 
Mais uma vez enfatizando que esse processo faz com que aumente a diversidade proteica na região variável. Cada recombinação você gera uma região variável diferente, que reconhecerá um antígeno diferente. 
GERAÇÃO DA DIVERSIDADE DE RECEPTORES NAS CÉLULAS T e B:
● A enorme diversidade dos receptores de células T e B não é apenas criado por COMBINAÇÕES ALEATÓRIAS DE SEGMENTOS gênicos de linhagem germinativa reunidas. Mas também pela adição ou deleção de sequencias de bases nas JUNÇÕES ENTRE OS SEGMENTOS UNIDOS.
● DIVERSIDADE COMBINATÓRIA (quando acrescenta ou retira novas bases na região quebrada do DNA, dando origem a uma região variável distinta da de origem germinativa): o rearranjo V (D) J, reúne múltiplos segmentos gênicos de linhagem germinativa, que podem recombinar-se de modo aleatório, e as diferentes combinações produzem na ordem de MILHARES RECEPTORES de antígenos distintos.
● Entretanto esse número é obviamente muito menor do que a diversidade real dos receptores de antígenos dos linfócitos maduros.
● Como então se pode chegar a essa grande diversidade real dos receptores dos linfócitos? O que mais contribui?
● A maior contribuição à diversidade dos receptores de antígenos é feita pela REMOÇÃO OU ADIÇÃO de NUCLEOTÍDEOS nas junções dos segmentos V (D) J, durante a junção destes segmentos. Denominado, DIVERSIDADE JUNCIONAL.
● Uma forma pelo qual isso ocorre é através das endonuclease, que removem nucleotídeos das sequencias de linhagem germinativa nas extremidades dos segmentos gênicos recombinantes. E além disso, novas sequencias de nucleotídeos, não presentes na linhagem germinativa podem ser adicionadas as junções.
● A adição de novos nucleotídeos N (partes maiores) é mediada pela enzima desoxinucleotidil transferase terminal (TdT). E P a parte menor de nucleotídeo, que são acrescentados. Então quando acrescenta esses novos nucleotídeos aumenta a variedade de possibilidades de gerar um receptor com uma proteína/sequencia proteica diferente do de origem germinativa, fazendo com que o novo receptor reconheça um antígeno especifico.