¿ cómo se origina la diversidad en las moléculas de reconocimiento ? eficacia del s. inmune...
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¿ Cómo se origina la diversidad en las ¿ Cómo se origina la diversidad en las moléculas de reconocimiento ?moléculas de reconocimiento ?
Eficacia del S. InmuneEficacia del S. Inmune
Capacidad de reconocer antígenosCapacidad de reconocer antígenos
¿CÓMO ES POSIBLE QUE SE GENERE SEMEJANTE DIVERSIDAD?
Funciona sobre la base de la selección clonal lo Funciona sobre la base de la selección clonal lo cual requiere la generación de una alta diversidad cual requiere la generación de una alta diversidad
de receptoresde receptores
Progenitor común
Proliferación y
diferenciación inducida
por el antígeno
Células de memoria
Células efectoras
Generación de linfocitos vírgenes con
especificidad aleatoria
Diversidad: 109-1011
Maduración linfocíticaMaduración linfocíticaComprendeComprende::
Expresión secuencial de genes produciéndose Expresión secuencial de genes produciéndose la proliferación celular.la proliferación celular.
Generación repertorio diverso.(expresión de Generación repertorio diverso.(expresión de receptores, f reconocimiento).receptores, f reconocimiento).
Cambios fenotípicos de las células Cambios fenotípicos de las células (caracterización).(caracterización).
Adquisición competencia funcional (f. efectora).Adquisición competencia funcional (f. efectora). Selección linfocitos útilesSelección linfocitos útiles..
Estadios de la maduraciónEstadios de la maduración Maduración precoz:Maduración precoz: elevada actividad mitótica por elevada actividad mitótica por
acción IL7 de c. estroma de M.Osea y Timoacción IL7 de c. estroma de M.Osea y Timo -diferenciación y proliferación. -diferenciación y proliferación.
Expresión genes receptores:Expresión genes receptores: Dan señales que Dan señales que promueven la supervivencia, proliferación y generación promueven la supervivencia, proliferación y generación repertorio linfocítico maduro. mecanismo control de repertorio linfocítico maduro. mecanismo control de calidad.calidad.
Selección repertorio maduro:Selección repertorio maduro: S. positiva: conservación de receptores con
especificidades útiles que reconocen ags extraños y sin avidez cph.
S. negativa: Eliminación de linfocitos de alta avidez cph propio, mecanismo de mantención de la tolerancia.
Adquisición de competencia Adquisición de competencia funcionalfuncional
Fase tardía en que se adquiere:Fase tardía en que se adquiere:
Capacidad de respuesta a antígenos, con Capacidad de respuesta a antígenos, con generación de mecanismos efectores.generación de mecanismos efectores.
Capacidad de secreción de Capacidad de secreción de inmunoglobulinas.inmunoglobulinas.
Desarrollo de diferentes tipos de linfocitos.Desarrollo de diferentes tipos de linfocitos.
El proceso de recombinación somática es central en el funcionamiento del sistema
inmune adaptativo
1.1.PorquePorque es el mecanismo básico de es el mecanismo básico de generación generación diversidaddiversidad,, que produce el repertorio inicial de que produce el repertorio inicial de anticuerpos.anticuerpos.
2. Porque el fenómeno de 2. Porque el fenómeno de exclusión alélicaexclusión alélica,, genera linfocitos monespecíficos, lo cual es genera linfocitos monespecíficos, lo cual es necesario para que ocurra el proceso de necesario para que ocurra el proceso de selección clonalselección clonal..
Generación genes de Generación genes de receptoresreceptores
Por “Recombinación somática” de secuencias de DNA heredados, que se encuentran separados y se unen mediante deleción del dna intermediario y empalme de fragmentos restantes, la unión de diferentes segmentos determina el repertorio y se lleva a cabo independiente de la presencia de antígenos.
Generación de la diversidadGeneración de la diversidad Diferentes genesDiferentes genes para para distintos segmentosdistintos segmentos de de
las inmunoglobulinas.las inmunoglobulinas. Cada segmento posee Cada segmento posee múltiples versionesmúltiples versiones para para
regiones variables.regiones variables. Los genes se reordenan al azar en el momento Los genes se reordenan al azar en el momento
de la síntesis ”de la síntesis ”diversidad de combinacióndiversidad de combinación”.”. “Diversidad de unión”. Adición y eliminación de Adición y eliminación de
nucleótidos por enzima, cambio patrón de nucleótidos por enzima, cambio patrón de lectura.lectura.
La existencia de la La existencia de la HipermutaciónHipermutación en el caso de en el caso de linfocitos B.linfocitos B.
BCR e IgsBCR e Igs
Desarrollo de linfocitos BDesarrollo de linfocitos BPro-linfocito BPro-linfocito B
Pre-linfocito BPre-linfocito B
Rearreglo del gen de la Rearreglo del gen de la cadena pesadacadena pesada
Rearreglo del gen de la Rearreglo del gen de la cadena livianacadena liviana
Linfocito B Linfocito B maduromaduro
Estímulo por el Estímulo por el antígenoantígeno
Linfocito B de memoriaLinfocito B de memoriaPlasmocitoPlasmocito
Linfocito B Linfocito B activadoactivado
No hay expresión de IgNo hay expresión de Ig
Expresión de cadena m Expresión de cadena m + sustituto de cadena + sustituto de cadena
livianaliviana
Co-expresión de IgM e IgDCo-expresión de IgM e IgD
Med
ula
Med
ula
óse
a ó
sea
Tej
ido
lin
foid
e p
erif
éric
oT
ejid
o li
nfo
ide
per
ifér
ico
Mecanismos de generación de Mecanismos de generación de diversidad del BCRdiversidad del BCR
Recombinación somáticaRecombinación somática
Diversidad de uniónDiversidad de unión
Asociación segmentos al azarAsociación segmentos al azar
-------------------------------------------------------------------------------------------------------- Hipermutación somáticaHipermutación somática
Síntesis de las cadenas de Síntesis de las cadenas de IgsIgs
Genes que codifican los aa para la Genes que codifican los aa para la cadena pesada.cadena pesada.
Región constante por gen C, con 9 Región constante por gen C, con 9 versiones, cada una para cada isotipo de versiones, cada una para cada isotipo de inmunoglobulina.inmunoglobulina.
Región variable codificada por gen V con Región variable codificada por gen V con 3 segmentos génicos V, D, J.3 segmentos génicos V, D, J.
Mecanismos de generación de Mecanismos de generación de diversidad del BCRdiversidad del BCR
Elección de una versión de cada grupo de genes Elección de una versión de cada grupo de genes queque
codifican las distintas zonas de las cadenas codifican las distintas zonas de las cadenas pesadas ypesadas y
livianas de las Igs.livianas de las Igs.
Características:: Selección al azar de los segmentos.Selección al azar de los segmentos. Se produce en forma secuencial.Se produce en forma secuencial.1º DJ y después V de la cadena pesada1º DJ y después V de la cadena pesada2º VJ y después C de la cadena ligera2º VJ y después C de la cadena ligera
Cadenas Pesadas de IgsCadenas Pesadas de Igs
Gen para cadenas pesadas H con sus región Gen para cadenas pesadas H con sus región variable Vvariable VH y constante C y constante CH esta con 9 esta con 9 segmentos génicos.segmentos génicos.
Región V posee segmentos de genes de la Región V posee segmentos de genes de la región , que son:región , que son:
V, D, J que codifican los aa V, D, J que codifican los aa
Organización multigénica de los genes de las Inmunoglobulinas
¿ Cómo producen los linfocitos B distintas ¿ Cómo producen los linfocitos B distintas clases de inmunoglobulinas ? clases de inmunoglobulinas ?
C C C C1 C2 C4C C2CVDJ
Cadena livianasCadena livianas Kappa y Lambda. Kappa y Lambda.
Poseen gen CPoseen gen CL que codifica los aa, con que codifica los aa, con Kappa 1 segmentoKappa 1 segmento Lambda 4 – 6 segmentos.Lambda 4 – 6 segmentos.
Poseen gen VPoseen gen V 3-4 segmentos para genes V, J que codifican 3-4 segmentos para genes V, J que codifican
los aa de la región variable.los aa de la región variable.
La Recombinación Somática depende de:
1. La existencia de regiones no conservadas de 23 y 12 pb en los intrones “espaciadores” que separan los segmentos V, D, J y que guían el proceso de recombinación y “secuencias señal” conservadas de 7 pares de bases Heptámeros o 9 pb Nonámeros, reconocidas por las enzimas especializadas.
2. La existencia de recombinasas específicas (RAG1, RAG2) que solo se expresan en los linfocitos B y T inmaduros, con actividad endonucleasa.
Recombinación Recombinación
Formación de estructura intermedia en forma de bucle del DNA , que luego es eliminada en forma de circulo.
Extremos sueltos se empalman con la unión de secuencia codificante VJ O JD y cumpliéndose regla 12/23 pb, para el reordenamiento de segmentos flanqueados posteriormente.
Durante la union de segmentos V, D, J, se producen variaciones o introducción de codones debido a:
a)La flexibilidad en el corte del bucle terminal que introduce nucleótidos denominados P o palindromicos.
b) La acción de la enzima TdT (deoxinucleotidil transferasa terminal) que incorpora nucleotidos (N) en el extremo 3’.
DIVERSIDAD DE LIGACIÓN O UNIÓN
La diversidad combinatoria y de ligación La diversidad combinatoria y de ligación concentran la diversificación en el CDR3concentran la diversificación en el CDR3
CDR1 CDR2N
N
N
Dominio variableDominio constanteCDR2 CDR3CDR1
V D jgen mRNA ()
Ig, cadena pesada (proteína)
CDR3
Dominio variable
La hipermutación somática es un La hipermutación somática es un elemento adicional de generación elemento adicional de generación
diversidaddiversidad Recombinación Recombinación somáticasomática
(médula ósea)(médula ósea)
Hipermutación somáticaHipermutación somática : proceso de introducción de mutaciones puntuales en la región variable de los genes de las cadenas livianas y pesadas que expresa el linfocito B.
La tasa de mutación es 109 superior a la que ocurre en otras células, y no afecta la región constante de las Igs.
Hipermutación Hipermutación somáticasomática (órganos (órganos linfoideslinfoides
secundarios)
La hipermutación somática seguida de la selección por el La hipermutación somática seguida de la selección por el antígeno, dan lugar al proceso de antígeno, dan lugar al proceso de maduración de la
afinidad.
HipermutaciHipermutación ón somáticasomática
Baja afinidad
Progenie con BCRs de distinta afinidad
Alta afinidad
Proliferación
Célula B en proliferación
Muerte por Muerte por apotosisapotosis
Célula dendrítica Célula dendrítica folicularfolicular
Selección por Selección por afinidadafinidad
Centro germinal
El switch de clases permite la secreción de distintos isotipos de Ig permite la secreción de distintos isotipos de Ig
a medida que transcurre la respuesta inmune.a medida que transcurre la respuesta inmune.
RESUMEN: Formas en que se genera la diversidad en el
dominio variable de las Inmunoglobulinas.
-Diversidad de la línea germinal
-Recombinación somática
Diversidad combinatoria (rearreglo V,D,J)
Diversidad de ligación
Combinación de cadenas livianas y pesadas
Diversidad potencial = 109-1011
-Hipermutación somática
Receptor T: Mecanismos similares operan en el caso del TCR, con excepción de la hipermutación somática que no existe, y la
falta de exclusión alélica en el rearreglo de la cadena alfa.
TCRTCR
RECEPTOR DE LINFOCITOS T (TCR)
Receptor ubicado en la membrana de los clones Receptor ubicado en la membrana de los clones de los linfocitos Tde los linfocitos T
Reconoce antígenos proteicosReconoce antígenos proteicos
Se generan a partir de Linfocitos inmaduros del Se generan a partir de Linfocitos inmaduros del TimoTimo
TCR del linfocito TTCR del linfocito T
El receptor posee:
una cadena o (simil cadena liviana)
una cadena o (simil cadena pesada)
Dependiendo si es TCR o TCR
MECANISMO DE MECANISMO DE RECOMBINACIÓN SOMÁTICARECOMBINACIÓN SOMÁTICA
El reordenamiento de los genes del TCR El reordenamiento de los genes del TCR es un tipo especial de recombinación es un tipo especial de recombinación del ADN que afecta a segmentos del ADN que afecta a segmentos génicos no homólogos y está mediado génicos no homólogos y está mediado por la actividad coordinada de varias por la actividad coordinada de varias enzimas, algunas de las cuales sólo se enzimas, algunas de las cuales sólo se encuentran en linfocitos en desarrollo, encuentran en linfocitos en desarrollo, mientras que otras son enzimas de mientras que otras son enzimas de reparación del ADN.reparación del ADN.
INICIO DE LA RECOMBINACION
Precursor linfático entra en el Timo: Precursor linfático entra en el Timo:
timocito que se llaman pro-T, estos no expresan nitimocito que se llaman pro-T, estos no expresan ni
CD4 ni CD8 por lo que se llaman dobles negativos. CD4 ni CD8 por lo que se llaman dobles negativos.
Los dobles negativos empezarán a expresar Los dobles negativos empezarán a expresar enzimasenzimas
para el reordenamiento, recombinasas: RAG (1, 2) ypara el reordenamiento, recombinasas: RAG (1, 2) y
TdT que sólo se expresan en los linfocitos B y TTdT que sólo se expresan en los linfocitos B y T
RECOMBINASASRECOMBINASAS
RAG 1:Ez que une y corta el ADN, es decir, actúa como
unaendonucleasa específica. Es enzimáticamente
activacuando forma un complejo con el RAG 2
RAG 2:Tiene características estructurales similares al RAG
2 y actúa potenciando a RAG 1
PROPIEDADES RAGPROPIEDADES RAG
Son específicas de algunos tipos celulares, expresadas sólo en la
estirpe linfocítica B y T inmadura.
En consecuencia, la recombinasa V(D)J únicamente se activa con
linfocitos inmaduros.
Se expresan en la fase G0 y G1 del ciclo celular, están silenciados
en las células que proliferan
ENZIMAS ACCESORIASENZIMAS ACCESORIAS
PC- ADN (complejo de la proteína cinasa PC- ADN (complejo de la proteína cinasa dependiente de ADN):dependiente de ADN):
Su función es la reparación de las Su función es la reparación de las roturas en la doble cadena de ADN roturas en la doble cadena de ADN provocadas por la recombinasaprovocadas por la recombinasa
DIVERSIDADDIVERSIDAD
Es producto de:Es producto de:
1.1. Diversidad de combinaciónDiversidad de combinación producto de producto de la suma de las combinatorias posibles de la suma de las combinatorias posibles de las cadenas asociadas. “Recombinación las cadenas asociadas. “Recombinación Somática”Somática”
2.2. Diversidad de las unionesDiversidad de las uniones en el momento en el momento del empalme de exones adición(TdT) o del empalme de exones adición(TdT) o perdida de nucleótidos(endonuleasas)perdida de nucleótidos(endonuleasas)