Immunologia
Curso 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 : mIg
Linf. T: TCR
Similaridades e diferenças entre o TCR e as Ig
A codificação genética
do TCR e Ig

NECESSIDADE BIOLÓGICA:


LIMITAÇÃO PRÁTICA:


Criar um número ilimitado de TCR
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: Igl e Igk


TCR
Cadeia a
 Cadeia b
 Cadeia g
 Cadeia d

Os genes das Imunoglobulinas
Cromossoma 16
Cromossoma 6
Cromossoma 12
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
Regulação da recombinação

A recombinação somática segue a regra:

“ só rearranjam elementos com espaçadores de
comprimentos diferentes”.
Equação de
recombinação
V
GTCCTCC.CACAGTG-12-ACAAAAACC
+
GGTTTTTGT-23-CACTGTG.CTCAG
J
GTCCTCCGGTCAG
V
J
JUNÇÃO CODIFICANTE
+
JUNÇÃO SINAL
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 ab-TCR e 1018
gd-TCR
A origem dos
nucleótidos P
GT
CA
GT
CA
CATG
GTAC
CATG
Nucleótidos "P"
A origem dos Nucleótidos N
Leitura dos segmentos Db
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 g no locus TCR a
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 ab (a maioria dos linfócitos T circulantes)
heterodimero gd (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 hipervariabilidade 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
2
4
1 3
3
1
2
4
2
4
1 3
3
1
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
Sem efeito
I
I
I
20-102 X
20- 102 X
102-103 X
I
>103
Sem
estimulação
Mutações nos resíduos das hélices do HLA não induzem
selecção nas V utilizadas:

TCR diferentes são diferentemente
afectados pelas mesmas mutações
Sem efeito
I
20-102 X
20- 102 X
102-103 X
I
>103
Sem
estimulação
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