ImmunologiaCurso de Análises Clinicas
Aula Teórica Nº 5
Recombinação V(D)J:
Os genes das Ig e TCR
A teoria clonal centra-se na existência de receptores do
antigénio clonotípicos :
Linf. B : mIgLinf. T: TCR
Similaridades e diferenças entre o TCR e as Ig
A codificação genética do TCR e Ig NECESSIDADE BIOLÓGICA:
Criar um número ilimitado de TCR
LIMITAÇÃO PRÁTICA: O Genoma é limitado, pelo que pode
codificar um número limitado de Proteínas
RESPOSTA BIOLÓGICA: O mecanismo de recombinação somática
cria uma diversidade ilimitada a partir de um número limitado de elementos genéticos base
Os receptores do antigénio são codificados por mais
que um gene Ig
Cadeias Pesadas: IgH Cadeias Leves: Ig e Ig
TCR Cadeia Cadeia Cadeia Cadeia
Os genes das Imunoglobulinas
Cromossoma 12
Cromossoma 6
Cromossoma 16
Os genes do TCR
Os genes do TCR são diferentes em células diferenciadas e células indiferenciadas
O rearranjo somático
Regulação da recombinação: as sequências sinal
A recombinação somática segue a regra: “ só rearranjam elementos com espaçadores de
comprimentos diferentes”.
Regulação da recombinação
Equação de recombinação
V
GTCCTCC.CACAGTG-12-ACAAAAACC
JGGTTTTTGT-23-CACTGTG.CTCAG
+
V J JUNÇÃO CODIFICANTE
JUNÇÃO SINAL
GTCCTCC GGTCAG
+
GGTTTTTGT-23-CACTGTG|CACAGTG-12-ACAAAAACC
Tipos de recombinação
As junções dos elementos V-D-J não são pré-definidas
Delecção de nucleótidos de cada elemento
Adição de novos nucleótidos Nucleótidos P (origem numa estrutura
palindrómica) Nucleótidos N (adicionados
aleatoriamente pela enzima TdT) número potencial de 1016-TCR e 1018
-TCR
A origem dos nucleótidos P
GTCA
GTCA
CATG
CATGGTAC
Nucleótidos "P"
A origem dos Nucleótidos N
Leitura dos segmentos D faz-se em 3 ordens de leitura
Diversidade combinatorial
Locais de diversidade de junção: os CDR
Os CDR na estrutura proteica
A recombinação origina novos genes e novos clones
Cada gene obtido é potencialmente diferente dos restantes
Os genes do TCR de cada linfócito são diferentes dos de qualquer outra célula não linfóide
A recombinação V(D)J ocorre precocemente na ontogenia das
células determina a sua maturação na linhagem
T cada célula origina um clone de células T
Estimativas da diversidade
Mutação somática dos genes das Ig
Ocorre no centros germinais dos nódulos linfáticos
Ocorre de forma aleatória A selecção dirigida pelo
antigénio causa predominância de mutações nos CDR
Resulta num aumento da afinidade dos anticorpos
O TCR não sofre mutação somática
O Gene TCR no locus TCR
Aplicações no laboratório de análises clínicas
Necessidades Funcionais do TCR
Reconhecer o péptido Reconhecer o HLA do indivíduo
como tal Reconhecer HLAs estranhos como
tal Estar ancorado na membrana enviar sinais para o interior da
célula após o reconhecimento do HLA/HLA+péptido
Estrutura do TCR (I) Heterodimero cujos polipéptidos se encontram unidos por
ligações dissulfídricas 2 formas diferentes, expressas em células diferentes
heterodimero (a maioria dos linfócitos T circulantes) heterodimero (5-10% dos linfócitos T circulantes)
Ambos os heterodimeros são proteínas constitucionais da membrana citoplasmática
Ambos os heterodimeros se associam a um complexo proteico denominado CD3
A maioria encontra-se no exterior da célula, possuindo ainda uma zona transmembranar, e uma muito curta cauda citoplasmática
Estrutura do TCR (II) Existem 4 regiões de hipervaria-
bilidade na sequência dos a.a. : 3 zonas análogas às observadas nas
imunoglobulinas, sendo por isso referidas com nomes análogos (CDR1 a CDR3 - complementary determining region).
1 zona denominada HV4 (Hypervariable region 4)
O CDR1, CDR2 e HV4 são codificados pelos “genes” V
O CDR3 é codificado pela junção V(D)J
312
43
12 4
312
4 31 2
4
Descobrindo especificidades de ligação
Mutações no péptido seleccionam mutações complementares no CDR3
Mutações nos resíduos das -hélices do HLA não induzem selecção nas V utilizadas:
A mesma mutação tem efeito diverso, dependendo do péptido
I
II
I
Semestimulação
20-102 X
20- 102 X
102-103 X
>103
Sem efeito
MCC(99
K)
MCC(99
E)
Mutações nos resíduos das -hélices do HLA não induzem selecção nas V utilizadas: TCR diferentes são diferentemente
afectados pelas mesmas mutações
I
I
Semestimulação
20-102 X
20- 102 X
102-103 X
>103
Sem efeito
Mutações nos resíduos das -hélices do HLA não induzem selecção nas V utilizadas:
Não se observou nenhum padrão de comportamento do tipo mut. X-hélice - mut. CDR 1/CDR 2
O CDR 3 é a principal força que governa a especificidade, sendo o HLA reconhecido como parte do todo, e não separadamente
NOTA: verificar no diagrama que efectivamente o CDR 3 é a zona do TCR que mais contacta o péptido / HLA
O H4 está particularmente envolvido nas ligações tipo super antigénio.
Factores que influenciam a diversidade do TCR
Tolerancia Rearranjos constructivos Selecção negativa Selecção Positiva
Estrutura do péptido péptidos c/ a.a. volumosos nos
resíduos expostos originam repertórios mais diversos
Concentração/densidade do ligando [] estimula apenas os TCR de
maior afinidade
Repertório de TCR limitado relatos contraditórios sobre
a influencia de delecções de Vß na diversidade do repertório especifico
Superantigénios Não especificos p/ péptido
mas p/ Vß activação policlonal superantigénios endógenos
originam delecção de expressão de Vß à periferia