Anticuerpos. Tercer Parcial. Grupo III

Grupo III

Presentado por:

Carminia Balbuena P. 2-10-0891

Roseli Leonardo Molina 1-11-6412

José Ramón Carela 1-10-2406

Rayniela Polanco 1-11-0864

Mompremier Herntz 1-11-2107

Jahnna Beatriz Sánchez 1-11-1730

Rosanna María Brito 1-11-1263

Ernesto Jiménez 1-11-2526

Nathalie Barthelemy 1-10-1556

Mario Jeune 1-11-1911

Profesor(a):

Dra. Mirtha Villar

Materia:

Inmunología

Grupo:

001

Tema:

Anticuerpo

Aproximación histórica: la paradoja genética de la diversidad de los anticuerpos

Conforme se iban acumulando datos de secuencias de inmunoglobulinas se vio que cada anticuerpo difiere en la región V, pero que solo existe un repertorio limitado de tipos de regiones C.

Historia de las teorías sobre la formación  de anticuerpos  

 A principios de siglo existían dos teorías sobre la base de producción de los anticuerpos:

·       Teoría de una línea germinal: según esta teoría el genoma debe contener un enorme repertorio de genes,

·       * teoría de la variación somática: el genoma contendría un número pequeño de genes de anticuerpos

Cuando a mediados de siglo se empezaron a acumular datos de secuencias de anticuerpos, ambas se toparon con problemas:

¿Cómo explicar que en una misma cadena existe una porción constante mientras que la y otra porción sea muy variable?      

·       La teoría de la línea germinal no puede aportar ningún mecanismo evolutivo para explicar esto.

·       Los partidarios de la variación somática no podían aportar ningún mecanismo genético que explique  que una parte de la proteína apenas sufra mutación. 

Organización de los genes de las inmunoglobulinas

Los genes para las cadenas k , l y H están localizados en distintos cromosomas, formando en cada caso familias multigénicas.

Localización de las familias multigénicas de cadenas de Ig:

Genes para	cromosoma en humanos	cromosoma en ratones
lambda	22 (22q11)	16
kappa	2 (2p12)	6
H	14 (14q32)	12

Cada una de estas familias multigénicas contiene una serie de secuencias codificadoras, llamadas segmentos génicos, que son de distintos tipos

·       Las familias de k y l poseen segmentos de tipos L, V, J, C.

·       La familia de H posee segmentos de tipos L, V, D, J, C.

Las inmunoglobulinas funcionales se producen durante la maduración de los linfocitos B en un proceso (que describiremos en detalle después) en el que los segmentos se reordenan, de modo que se colocan adyacentes un segmento de cada tipo de los que intervienen en la codificación de cada tipo de cadena:

·       V+J de cadenas L (l o k ) determinan la región VL de la cadena ligera.

·       V+D+J de cadenas H determinan la región VH de la cadena pesada.

         En cada caso, el segmento C, se coloca cercano al conjunto ya reordenado de V+J o V+D+J para determinar la correspondiente región constante.

         El pequeño segmento L acompaña en 5’ a cada segmento V. Determina un péptido líder corto que sirve para guiar a la cadena polipeptídica en formación hacia el retículo endoplásmico rugoso. Durante el proceso de secreción este péptido se elimina, por lo que no participa de la Ig madura.

Reordenaciones de V-D-J en el ADN de la cadena pesada

Para generar la porción variable correspondiente a las cadenas pesadas hacen falta dos eventos independientes de reordenación:

en primer lugar, un segmento DH cualquiera se une con un JH (con delección o inversión del trozo intercalado no seleccionado);

el segmento fusionado DH-JH resultante se une a su vez aleatoriamente con un segmento VH, con lo que se obtiene la fusión VH-DH-JH.

Así pues, el material genético resultante queda estructurado, de 5’à 3’ de la siguiente manera:

           segmento líder  corto

            pequeño intrón

            segmento fusionado VH-DH-JH

            segundo intrón (que puede incluir los segmentos J no seleccionados del lado 3’ respecto del evento de fusión correspondiente)

            una serie de genes CH, uno para cada isotipo o subclase, separados entre sí por intrones más o menos largos.

La ARN polimerasa reconoce un promotor situado aguas arriba (sentido 5’) del segmento líder (L), y transcribe hasta cubrir el Cm y terminar con el Cd ; entonces se detiene, con lo que se genera el transcrito primario, el cual será procesado por medio de una poliadenilación y corte-empalme diferenciales, que producen dos tipos de ARN mensajeros:

            ARNm para cadenas m : incluye los segmentos L-V-D-J-Cm -poliA

            ARNm para cadenas d : incluye los segmentos L-V-D-J-Cd -poliA.

Obsérvese que ambos tipos de ARNm son iguales en lo que respecta a L-V-D-J, pero que van a determinar dos isotipos diferentes de anticuerpos.

Cada ARNm es traducido y procesado  generándose, respectivamente, cadenas pesadas de tipo m y d , pero con la misma especificidad. Cuando dichas cadenas se combinen independientemente con cadenas ligeras, se obtendrán IgM e IgD de la membrana del linfocito B maduro.

Mecanismo de las reordenaciones del ADN de la región variable

Antes de describir lo que se sabe de este notable fenómeno de reordenación a nivel molecular, hay que hacer una referencia a las secuencias de ADN que están en la base de este mecanismo.

Secuencias señalizadoras de recombinación (RSS):

Se trata de unas secuencias de ADN conservadas que aparecen flanqueando los segmentos V, D y J, de la siguiente manera:

	·         al lado 3’ de cada segmento V
	·         al lado 5’ de cada segmento J
	·         a ambos lados de cada segmento D.

Las RSS tienen una estructura primaria característica:

	§  un heptámero palindrómico conservado
	§  un nonámero conservado, rico en A y T
	Entre el heptámero y el nonámero, una secuencia no conservada, que se caracteriza por tener 12 o 23 nucleótidos. Esto supone que podemos distinguir dos tipos de secuencias RSS:

1. RSS de una vuelta (con 12 nucleótidos intercalados entre el heptámero y el nonámero. Obsérvese que se llaman de una vuelta porque doce pares de bases corresponde aproximadamente a la distancia de una vuelta de la hélice del ADN).
2. RSS de dos vueltas (con 23 nucleótidos intercalados)

Esta disposición no es nada "casual", ya que la reordenación de segmentos se debe a emparejamientos entre dos secuencias RSS, de modo que sólo se puede emparejar una RSS de una vuelta con otra RSS de dos vueltas. Esta regla asegura que los segmentos V_L sólo se unirán a segmentos J_L, y que los segmentos V_H, D_H y J_H se unirán en el orden adecuado, evitándose las uniones "ilegítimas" entre segmentos del mismo tipo.

Genes de activación de recombinación

 Se trata de los conocidos como genes de activación de recombinación, RAG1 y RAG2.

Se trata de dos genes estrechamente ligados, que desempeñan un papel (al parecer directo) en la maquinaria de recombinación de los segmentos génicos de porciones variables de inmunoglobulinas. Inducen roturas de cadena doble en el ADN a nivel del límite entre RSS y secuencias codificadoras, y sólo actúan sobre el ADN de línea germinal de las inmunoglobulinas .Sólo se expresan en precursores de células B (hasta el estadio conocido como células pro-B), pero no en linfocitos B maduros.

La reordenación de genes de cadenas H parece estar controlada por el ciclo celular:

            Los genes RAG actúan en células detenidas en fase G1 del ciclo.

            La reordenación productiva parece conducir a la inhibición de la actividad RAG-2 (por fodforilación dependiente de p34cdc2, una quinasa dependiente de ciclina

 Flexibilidad de unión: reordenaciones productivas y no productivas

Al producirse el empalme entre segmentos, se puede dar un "recorte" de algunos nucleótidos en los extremos originales, y posterior empalme aleatorio escogiendo entre varios de los nucleótidos de cada zona terminal. Esto origina, como es lógico, muchas reordenaciones no productivas, pero a cambio aumenta la diversidad por las cadenas productivas nuevas, al producir aminoácidos alternativos en las zonas de empalme V-J, V-D y D-J.

los segmentos D se pueden leer en las tres fases de lectura posibles, lo que supone otro factor potenciador de la diversidad, ya que aumentan las posibilidades de lecturas productivas

Exclusión alélica

La exclusión alélica es el hecho de que cada célula B exprese sólo uno de los dos alelos de cada tipo de cadena (pesada y ligera) de inmunoglobulina. Ello asegura que cada célula B tenga sólo una determinada especificidad antigenic

Yancopoulos & Alt han propuesto un posible mecanismo por el que se explica que una vez que se ha logrado una reordenación productiva en un alelo se impidan definitivamente nuevos intentos de reordenación de ese tipo: una vez que se logra una reordenación productiva, la proteína codificada correspondiente actúa para evitar ulteriores reordenaciones de ese tipo, y si procede, desencadenar las reordenaciones de otro tipo

1a) reordenación VH-DH-JH empleando el primer alelo:

            si productiva: la cadena  inhibe la reordenación del otro alelo de cadena H, y se pasa a fase 2)

            si no productiva, se intenta la reordenación del otro alelo (1b):

1b) reordenación VH-DH-JH empleando el segundo alelo:

            si productiva, se pasa a fase 2)

            si no productiva, la célula entra en apoptosis

2a) reordenación de V --J (primer alelo):

            si productiva, la cadena ligera  se empareja con la pesada  , para dar IgM, que provocaría la inhibición de ulteriores reordenaciones (tanto del segundo alelo de  como los dos alelos de  ).

            si no productiva, se "prueba suerte" con el otro alelo de  :

2b) reordenación de V -J usando el otro alelo:

            si productiva, pasa lo mismo que en el primer punto de 2a)

            si no productiva, se intentan reordenaciones con los genes de  (fase 3)

3a) reordenación de V -J usando uno de los dos alelos (primer alelo):

            si productiva, la cadena  se empareja con la  , para generar IgM, que inhibiría la reordenación del otro alelo de 

            si no productiva, lo intenta con el otro alelo (fase 3b):

3b) reordenación de V -J usando el otro alelo:

            si productiva, se produce IgM funcional

            si no productiva, la célula ha perdido todas las posibilidades en esta peculiar "lotería", y entra en apoptosis

Desarrollo ontogénico de las células B

      Fase dependiente de antígeno y fase independiente de antígeno.

      Fase independiente de antígeno: la célula B madura virgen abandona la medula ósea y circula por la sangre y linfa, pudiendo alojarla temporalmente en órganos linfoides periféricos (bazo, ganglios).

      Aspectos moleculares: el comienzo del linaje de células B se caracteriza por la aparición del marcador del linaje conocido como B220 = CD45R. Se comporta como marcador ¨ pan B ¨ presente en todos los estadios de linaje B.

      Las células pro B se multiplican e interaccionan con las células estromales reticulares, las células pro-B se diferencian a células pre-B.

      Fase dependiente de antígeno: el linfocito B interacciona con el antígeno especifico, se activa, se expande clonalmente y se diferencia en un subclon de células plasmáticas productoras de anticuerpos que secretan IgG, IgA, IgI, IgE y un subclon de células B de memoria.