Imunogenética - Temas que serão tratados (plano de aula)
a)
•
•
•
Diversidade de anticorpos
Linfócito B
Estrutura do anticorpo (imunoglobulina)
Os genes para imunoglobulinas e mecanismo da geração da diversidade de anticorpos para
reconhecimento de antígenos
b) Mudança da classe de anticorpos
•
Classes de anticorpos
•
Mecanismo de mudança por splicing
•
Mecanismo de mudança por recombinação gênica (somática)
c) Diversidade de receptores de linfócitos T
•
Linfócito T
•
Estrutura do receptor de linfócito T (TcR)
•
Os genes para TcR e os mecanismo de geração da diversidade dos receptores para
reconhecimento de antígenos
d) Apresentação de antígenos e o Complexo Principal de Histocompatibilidade (MHC)
•
A apresentação de antígenos
•
As moléculas de MHC classes I e II
•
Os genes para o MHC: Diversidade sem recombinação
(imagens adaptadas de Abbas e Lichtman e de Stracham e Reed)
Parte A
Diversidade de anticorpos
Diversidade de anticorpos
•
Linfócito B
plasmócito
Estágio de Célula
maturação tronco
Principais
eventos
Sítio
anatômico
Dependência
de antígeno
Prólinfócito
Prélinfócito
Linfócito
imaturo
Maturação precoce e
expansão mediada por
Expressão do
receptor para
fator de crescimento
antígeno
Seleção de repertório;
aquisição da
competência funcional
Órgãos geradores
(Medula óssea ou timo)
Não
Linfócito
maduro
Linfócito
efetor
diferenciado
Execução de
funções
efetoras
Órgão linfóide periférico
ou tecido
Auto-antígeno
Antígeno externo
Diversidade de anticorpos
•
Linfócito B (ou T) - continuação
Proliferação
Expressão de
receptor de
antígeno préB/T
Proliferação
Expressão
de receptor
de antígeno
Seleção
positiva e
negativa
Linfócito
Fraco
B/T
reconhecimento
maduro
do antígeno
Prólinfócito
B/T
Linfócito
B/T
imaturo:
expressa o
receptor de
antígeno
completo
Pré-linfócito B/T :
expressa apenas
uma cadeia do
receptor de
antígeno
Seleção
positiva
Forte
reconhecimento
do antígeno
Não-expressão do
receptor do pré
linfócito B/T:
morte celular
Nãoexpressão do
receptor de
antígeno :
morte celular
Seleção
negativa
Diversidade de anticorpos
•
Estrutura do anticorpo (imunoglobulina) – IgG como exemplo
IgG secretada
Cadeia
leve
Cadeia
pesada
Sítio ligador
de antígeno
Região
Fab
Dobradiça
Sítios ligadores
do receptor Fc e
do complemento
Região
Fc
Cauda carboxi-terminal
Ligação
dissulfeto
Domínio Ig
Diversidade de anticorpos
•
Estrutura do anticorpo (imunoglobulina) - continuação
Estrutura cristalina de uma IgG secretada
Diversidade de anticorpos
•
Estrutura do anticorpo (imunoglobulina) - continuação
Modelo em fita da cadeia pesada de uma IgG secretada
CH
VH
Diversidade de anticorpos
Estrutura do anticorpo (imunoglobulina) - continuação
Regiões conservadas e divergentes na sequência de aminoácidos da
cadeia pesada da IgG
Variabilidade
•
Aminoácido (ou resíduo) no.
Diversidade de anticorpos
•
Estrutura do anticorpo (imunoglobulina) - continuação
Modelo em fita do domínio V da cadeia pesada da IgG
Diversidade de anticorpos
•
Estrutura do anticorpo (imunoglobulina) - continuação
Modelo em fita da cadeia leve de uma IgG secretada ligada a um antígeno
antígeno
antígeno
Diversidade de anticorpos
•
Estrutura do anticorpo (imunoglobulina) - final
Ligação de um anticorpo a dois antígenos (epitopos) idênticos. A flexibilidade
da dobradiça é essencial ao processo
Determinantes na superfície
celular distantes entre si
Determinantes na superfície
celular próximos entre si
Dobradiça
Diversidade de anticorpos
•
Os genes para as imunoglobulinas e a geração da diversidade de
anticorpos
Locus da cadeia H (1250 kb; cromossomo 14)
ativador
Outra cadeia pesada (H)
Uma cadeia leve (L)
Estrutura esquemática da cadeia pesada (H)
Diversidade de anticorpos
•
Os genes para as imunoglobulinas e a geração da diversidade de
anticorpos - continuação
Locus da cadeia
k (1820 kb; cromossomo 2)
Locus da cadeia
l (1050 kb; cromossomo 22)
Uma cadeia pesada (H)
Diversidade de anticorpos
•
Os genes para as imunoglobulinas e a geração da diversidade de
anticorpos - continuação
Mecanismo de recombinação pelas proteínas Rag
Orientação dos segmentos gênicos V(D)J e sequências sinal para recombinação
23 pb
12 pb
heptâmero
nonâmero
nonâmero
Sequências sinal para recombinação
Há ainda mecanismos adicionais para geração de
diversidade que serão apenas comentados
heptâmero
Diversidade de anticorpos
•
Os genes para as imunoglobulinas e a geração da diversidade de
anticorpos - continuação
Mecanismo de recombinação pelas proteínas Rag - final
deleção
inversão
Diversidade de anticorpos
•
Os genes para as imunoglobulinas e a geração da diversidade de
anticorpos - final
Controle da expressão (síntese do RNA) da região recombinada pela
aproximação do promotor e do ativador (enhancer)
Linhagem
germinativa
Recombinação de DNA
DNA
recombinado
transcrição
RNA
Cadeia leve k
Cadeia pesada m
Quadro final de geração da
diversidade de anticorpos
Recombinação somática
(rearranjo do DNA); ligação D-J
•
Diversidade de anticorpos
Linhagem
germinativa
DNA
recombinado
Transcrito
primário de
RNA
Recombinação somática
(rearranjo do DNA); ligação VJ
Recombinação somática
(rearranjo do DNA); ligação V-DJ
transcrição
transcrição
Processamento
de RNA (splicing)
Processamento
de RNA (splicing)
tradução
tradução
processamento,
glicosilação da
proteína
processamento,
glicosilação da
proteína
mRNA
Polipeptídeo
nascente
Polipeptídeo
maduro
Molécula de
Ig montada
Parte B
Mudança de classe de anticorpos
Mudança de classe de anticorpos
•
Classes de anticorpos
Mudança de classe de anticorpos
•
Formas de membrana e formas secretadas (ou secretórias) – poli-adenilação
Transcrito
de RNA
primário
Sítios de poli-adenilação
Linfócito B
inativo
mRNA tipo m para forma de membrana
Linfócito B em
diferenciação
região para domínio
transmembrana
mRNA tipo m para forma
secretória
região para domínio
citoplasmático
IgM de membrana
IgM secretada
região para cauda
Mudança de classe de anticorpos
•
Escolha de isotipo IgM ou IgD - splicing
Cadeia pesada
tipo m
mRNA m
Processamento
de RNA
Sítios de poliadenilação
Transcrito
primário
de RNA
Processamento
de RNA
mRNA d
Cadeia pesada
tipo d
Mudança de classe de anticorpos (final)
•
Mudança para os isotipos IgG, IgE e IgA – recombinação intra-cromátide
Mudança de classe
por recombinação
intra-cromátide
Parte C
Diversidade de receptores
de linfócitos T
Diversidade de receptores de linfócitos T
•
Linfócitos T – maturação e expressão o receptor TcR
Estágio de
maturação
Célula
tronco
Pró-T
Duplo
positivo
Pré-T
Positivo
(T imaturo)
T maduro
(naive)
a e b prontos
a e b prontos
TcR ab de
membrana
TcR ab de
membrana
Proliferação
Expressão a proteína RAG
DNA e RNA
do TcR
Expressão do
receptor Tcr
Sítio
anatômico
Resposta a
antígeno
Nãorecombinado
(DNA de cél.
tronco)
Não
Nãorecombinado
(DNA de cél.
tronco)
Não
Gene da
a e b prontos
cadeia b
recombinado
Pré TcR (cadeia TcR ab de
b/pré-Ta)
membrana
Medula óssea
Não
Timo
Não
Não
Periferia
Seleção
positiva e
negativa
Seleção
negativa
Ativação
(proliferação e
diferenciação)
Diversidade de receptores de linfócitos T
•
Estrutura do TcR (exemplo com ab, mas também pode ser gd)
Cadeia b
Cadeia a
Ligação dissulfeto
Região
transmembrana
Domínio Ig
Grupo açúcar
(carboidrato)
Diversidade de receptores de linfócitos T
•
Estrutura do TcR (continuação) – comparação entre TcR e Ig
Receptor de linfócito T (TcR)
Célula apresentadora de antígeno
MHC
Anticorpo (Imunoglobulina)
Ig de membrana
Antígeno
Antígeno
Transdução de
sinal
Transdução de
sinal
Diversidade de receptores de linfócitos T
•
Estrutura do TcR (final) - frente e perfil da ligação TcR-peptídeo-MHC
TcR
Peptídeo
MHC
(Classe I)
TcR
Peptídeo
MHC
(Classe II)
Diversidade de receptores de linfócitos T (final)
•
Os genes para TcR e os mecanismo de geração da diversidade dos
receptores para reconhecimento de antígenos – genes das cadeias a, b, g e d
Locus da cadeia b do TcR humano (620 kb, cromossomo 7)
Locus das cadeia a e d do TcR humano (1000 kb, cromossomo 14)
Locus da cadeia g do TcR humano (200 kb, cromossomo 7)
ativadores
Quadro final de geração da diversidade do TcR
•
Diversidade de receptores de linfócitos T
Linhagem
germinativa
DNA
recombinado
ou
rearranjado
Transcrito
primário de
RNA
mRNA
Polipeptídeo
nascente
Polipeptídeo
maduro
Molécula de
TcR montada
Parte D
Apresentação de antígenos e
o Complexo principal de histocompatibilidade
(MHC)
MHC
•
Apresentação de antígenos
Resíduo de contato do
peptídeo com o receptor
do linfócito T
Receptor de linfócito T
Resíduo
polimórfico do
MHC
Resíduo âncora
do peptídeo
“bolso” ou
cavidade do
MHC
Peptídeo
MHC
•
Estrutura das moléculas de MHC
MHC Classe I
Fenda ligadora
do peptídeo
b 2microglobulina
Peptídeo
Região
transmembrana
Ligação dissulfeto
Domínio Ig
MHC
•
Estrutura das moléculas de MHC (continuação)
MHC Classe II
Fenda ligadora do
peptídeo
Região
transmembrana
Ligação dissulfeto
Domínio Ig
Peptídeo
MHC
•
Estrutura das moléculas de MHC (final)
MHC Classe I
b 2microglobulina
Fenda ligadora
do peptídeo
MHC Classe II
Fenda ligadora
do peptídeo
MHC
•
Os genes para o MHC: diversidade sem recombinação
Humano: HLA
(cromossomo 6)
Locus do MHC Classe II
DM
Locus do MHC
“Classe III”
Proteinas do
Genes do
proteassomo: complemento:
proteassomo;
TAP1,2
C4, Fator B, C2
Locus do MHC Classe I
Citocinas: LTb,
TNFa, LT
Genes Classe I-like
e pseudogenes
Murino: H2
(cromossomo 17)
Locus do MHC
Locus do MHC Classe II
Classe I
Locus do
MHC “Classe
III”
Locus do
MHC
Classe I
MHC (final)
•
Os genes para o MHC: diversidade sem recombinação (final)
(detalhamento da região do MHC humano)
Região Classe II
Genes do proteassomo
Região Classe I
Região “Classe III”
Região Classe I