GERAÇÃO DA DIVERSIDADE DE RECEPTORES ESPECÍFICOS
Graduação em BiotecnologiaDisciplina de Imunobiologia
GERAÇÃO DA DIVERSIDADE DE RECEPTORES ESPECÍFICOS
IMUNIDADE ADAPTATIVA
17 de dezembro de 2012
Marcelo Mendonç[email protected]
Cada linfócito possui inúmeras cópias deum único receptor de Ag com uma únicaespecificidade antigênica
Cada indivíduo possui bilhões de linfócitos
Receptores de Antígenos dos Linfócitos
Respostas a uma grande variedade deantígenos
Variações nas sequências de aa no sítio deligação ao Ag (cadeias variáveis - V)
Receptores específicos para antígenosRCTRCB
Como estes receptores são gerados?
Quantos receptores antigênicos existem na superfície de um linfócito?
30.000~ 5 x 1013
• Especificidade?• Diversidade?
“Cada cadeia variável do receptor não pode ser
que aqueles existentes no genoma”
“Cada cadeia variável do receptor não pode sercodificada por completo no genoma, pois seriamnecessários mais genes para receptores de antígenos dosque aqueles existentes no genoma”
As cadeias variáveis são codificadas por vários segmentos gênicos
Rearranjo Gênico
Arranjados dos
formar
Arranjados durante o desenvolvimento doslinfócitos por recombinação somática do DNA paraformar uma sequencia completa da região V
O rearranjo gênico primário das imunoglobulinas
A região V de uma cadeia leve ou pesada é codificada por mais
de um segmento gênico
• Segmento gênico V ou variável
• Segmento gênico J ou junção
V-J• Segmento de diversidade ou DH
V-J
Organização genômica dos loci de cadeias leves e pesadas no genoma humano
Vários segmentos CHL = sequência líder
As sequências sinais de recombinação são sequências heptaméricase nonaméricas conservadas que flanqueiam os segmentos que
codificam as regiões V, D e J das imunoglobulinas
O rearranjo dos segmentos gênicos V, D e J é orientado por sequências flanqueadoras no DNA
A introdução dos nucleotídeos N e P diversifica as junções entre os
segmentos gênicos durante o rearranjo gênico das
imunoglobulinas
Rearranjo Gênico para formar um éxon de região V
1. Diversidade Combinatória (Rearranjo gênico)
2. Diversidade JuncionalDiversidade adicional em regiões de junção (região V leve e V pesada)
A diversidade do repertório de imunoglobulinas é gerada por quatro processos principais
(região V leve e V pesada)
3. Diversidade combinatóriaPareamento de diferentes regiões V de cadeias leves e pesadas
1,9 x106 - diversidade combinatória
1011 - diversidade juncional
4. Hipermutação somática (em células B ativadas)
Organização dos loci do receptordas células T na linhagem germinal humana
O rearranjo gênico dos receptores de células T
Segmentos gênicos dos receptores de
células de células T estão organizados
de modo similar aos
Rearranjo e expressão dos genesde cadeias αααα e ββββ do receptor de célula T
de modo similar aos segmentos gênicos
das imunoglobulinas e são rearranjados
pelas mesmas enzimas
� Podem ser receptores transmembrana ou
secretados
� Domínios C dos anticorpos são cruciais para
suas funções efetoras
Variações estruturais nas regiões constantes das Imunoglobulinas
suas funções efetoras
� Diferentes classes de imunoglobulinas são
distinguidas pela estrutura de suas regiões
constantes de cadeia pesada
Diferenças entre classes:Função efetora
Número e localização de pontes dissulfídricas intercadeias
Número de moléculas de oligossacarídeos ligados
Número de domínios C
Tamanho da região da dobradiça
Característica das Imunoglobulinas
Os isotipos de imunoglobulinas são codificados por um agrupamento de genes de região C de cadeia pesada de imunoglobulinas
IgMPropriedades
• Primeiro Ig produzida
• Pentâmero
• Resposta primária (baixa afinidade)
• Ativa Sistema Complemento
Anticorpos
• Sintetizada à partir do 5 meses de vida fetal
• Não neutraliza vírus ou toxinas
• Níveis elevados de IgM normalmente indicam uma infecção recente ou uma exposição recente do Antígeno
IgGPropriedades
• Mais abundante (~10 g/L)
• 3 domínios constantes na cadeia H
• Monômero: 4 subclasses (Humanos)
• Principal Ig dos espaços extravasculares
• Transferência placentária
Anticorpos
• Transferência placentária
• Fixa Complemento
• Opsonina
• Neutraliza toxinas
• Neutraliza vírus
IgAPropriedades
• 2ª mais abundante no soro (monomérica)
• Ocorre como monômero e como dímero (sIgA)
• Principal Ig secretada para superfícies externas (mucosas)
Anticorpos
Lágrimas, saliva, suco gástrico e secreções
• Não fixa Complemento
• Neutraliza vírus, bactérias e suas toxinas
IgEPropriedades
• Baixa concentração no soro
• Liga via porção Fc em basófilos e mastócitos (Não requer a presença do antígeno para se ligar)
• Indivíduos saudáveis, os níveis de IgE são baixos
• Reações alérgicas - Níveis aumentam na resposta a parasitas ou pacientes com hipersensibilidade do tipo I
Anticorpos
parasitas ou pacientes com hipersensibilidade do tipo I
• Interação mastócito / IgE / Ag, causa a ativação do mastócito com efeitos vasculares potentes localizados
• Infecções parasitárias (Helmintos)
• Ligação via Fc aos eosinófilos
• Não fixa Complemento
Propriedades
• Concentrações séricas baixas
• Vida curta
• Menos caracterizada das imunoglobulinas
• Sensível à proteólise
IgDAnticorpos
• Sensível à proteólise
• Está na superfície dos Linf. B que não maturaram
• Não liga Complemento
Três processos que modificam os genes de imunoglobulinas rearranjados
Diversificação secundária do repertório de anticorpos
Diversificação secundária do repertório de anticorpos
Hipermutação somática – Afinidade
Conversão gênica – Especificidade
Troca de classe – Atividade efetora Troca de classe – Atividade efetora
� A citidina desaminase induzida pelaativação (AID) é responsável pela introduçãode mutações na hipermutação somática, naconversão gênica e na troca de classe
Hipermutação Somática
A hipermutação somática introduz mutações nas regiões variáveis das imunoglobulinas rearranjadas que aprimora a ligação do antígeno