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

Estágio de maturação

Principaiseventos

Célulatronco

Pró- linfócito

Pré- linfócito

Linfócito imaturo

Linfócito maduro

Linfócito efetor

diferenciado

Órgãos geradores(Medula óssea ou timo)

Seleção de repertório; aquisição da

competência funcional

Execução de funções

efetoras

Maturação precoce e expansão mediada por

fator de crescimento

Sítio anatômico

Dependência de antígeno

Não Auto-antígeno Antígeno externo

Órgão linfóide periférico ou tecido

Expressão do receptor para

antígeno

plasmócito

Diversidade de anticorpos• Linfócito B (ou T) - continuação

Proliferação

Não-expressão do receptor do pré

linfócito B/T: morte celular

Expressão de receptor de

antígeno pré-B/T ProliferaçãoExpressão

de receptor de antígeno

Seleção positiva e negativa

Linfócito B/T

imaturo: expressa o receptor de

antígeno completo

Não-expressão do receptor de antígeno :

morte celular

Forte reconhecimento

do antígeno

Seleção positiva

Seleção negativa

Fraco reconhecimento

do antígeno

Linfócito B/T

maduro

Pré-linfócito B/T : expressa apenas uma cadeia do

receptor de antígenoPró-

linfócito B/T

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

Cauda carboxi-terminal Ligação

dissulfeto

Domínio Ig

Região Fc

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

Aminoácido (ou resíduo) no.

Vari

ab

ilid

ad

e

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) - finalLigação 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)

Locus da cadeia (1820 kb; cromossomo 2)

Locus da cadeia (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

Diversidade de anticorpos• Os genes para as imunoglobulinas e a geração da diversidade de

anticorpos - continuação

Orientação dos segmentos gênicos V(D)J e sequências sinal para recombinação

Sequências sinal para recombinação

heptâmero nonâmero heptâmerononâmero

12 pb 23 pb

Há ainda mecanismos adicionais para geração de diversidade que serão apenas comentados

Mecanismo de recombinação pelas proteínas Rag - final

Diversidade de anticorpos• Os genes para as imunoglobulinas e a geração da diversidade de

anticorpos - continuação

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

DNA recombinad

o

RNA

Recombinação de DNA

transcrição

Div

ersi

dad

e d

e an

tico

rpo

s•

Qu

adro

fin

al d

e g

eraç

ão d

a d

iver

sid

ade

de

anti

corp

os

Linhagem germinativ

a

Transcrito primário de

RNA

mRNA

DNA recombinad

o

Polipeptídeo nascente

Polipeptídeo maduro

Molécula de Ig montada

Cadeia pesada

Cadeia leve

Recombinação somática (rearranjo do DNA); ligação

D-J 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

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

Linfócito B inativo

Linfócito B em diferenciação

região para domínio

transmembranamRNA tipo para forma de membrana

região para domínio

citoplasmático

mRNA tipo para forma secretória

região para cauda

Sítios de poli-adenilação

Transcrito de RNA primário

IgM de membrana

IgM secretada

Mudança de classe de anticorpos• Escolha de isotipo IgM ou IgD - splicing

Transcrito

primário de RNA

mRNA

mRNA Cadeia pesada tipo

Cadeia pesada tipo

Sítios de poli-adenilação

Processamento de RNA

Processamento de RNA

Mudança de classe por

recombinação intra-cromátide

Mudança de classe de anticorpos (final)• Mudança para os isotipos IgG, IgE e IgA – 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 Pré-T Duplo positivo

T maduro (naive)

Resposta a antígeno

Não

Expressão do receptor

Tcr

Positivo(T imaturo)

DNA e RNA do TcR

Expressão a proteína RAG

Proliferação

Sítio anatômic

o

Medula óssea

Timo Periferia

Não Não Seleção

positiva e negativa

Seleção negativa

Ativação (proliferação

e diferenciaçã

o)

Não Não Pré TcR (cadeia /pré-

T)

TcR de membran

a

TcR de membran

a

TcR de membran

a

Não-recombinado (DNA de

cél. tronco)

e prontos

e prontos

e prontos

Gene da cadeia

recombinado

Não-recombinado (DNA de

cél. tronco)

Diversidade de receptores de linfócitos T• Estrutura do TcR (exemplo com , mas também pode ser )

Cadeia

Cadeia

Região transmembran

a

Ligação dissulfeto

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)

Anticorpo (Imunoglobulina)

Célula apresentadora de antígeno

MHC

Antígeno

Ig de membrana

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

Peptídeo

MHC(Classe

I)

MHC(Classe

II)

Peptídeo

TcR TcR

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 e

Locus da cadeia do TcR humano (620 kb, cromossomo 7)

Locus das cadeia e do TcR humano (1000 kb, cromossomo 14)

Locus da cadeia do TcR humano (200 kb, cromossomo 7)

ativadores

Linhagem germinativ

a

Transcrito primário de

RNA

mRNA

DNA recombinad

oou

rearranjado

Polipeptídeo nascente

Polipeptídeo maduro

Molécula de TcR

montada

Div

ersi

dad

e d

e re

cep

tore

s d

e li

nfó

cito

s T

•Q

uad

ro f

inal

de

ger

ação

da

div

ersi

dad

e d

o T

cR

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

Resíduo polimórfico

do MHC

Resíduo âncora do peptídeo“bolso”

ou cavidade do MHC

Receptor de linfócito T

Peptídeo

MHC• Estrutura das moléculas de MHC

MHC Classe IFenda

ligadora do peptídeo

Peptídeo

Região transmembrana

2-microglobulina

Ligação dissulfetoDomínio Ig

MHC• Estrutura das moléculas de MHC (continuação)

MHC Classe II Fenda ligadora

do peptídeo Peptídeo

Ligação dissulfetoDomínio Ig

Região transmembrana

MHC• Estrutura das moléculas de MHC (final)

MHC Classe I

MHC Classe II

2-microglobulina

Fenda ligadora do peptídeo

Fenda ligadora do peptídeo

MHC• Os genes para o MHC: diversidade sem recombinação

Humano: HLA(cromossomo 6)

Locus do MHC Classe II

Locus do MHC

“Classe III” Locus do MHC Classe I

DM Genes do proteassomo: TAP1,2

Proteinas do complemento: C4, Fator

B, C2

Genes do proteassomo; TAP1,2

Murino: H2(cromossomo 17)

Citocinas: LT, TNF, LT

Genes Classe I-like e

pseudogenes

Locus do MHC Classe

II

Locus do MHC

“Classe III”

Locus do MHC Classe

I

Locus do MHC

Classe I

MHC (final)• Os genes para o MHC: diversidade sem recombinação (final) (detalhamento da região do MHC humano)

Região Classe IIGenes do

proteassomo

Região “Classe III” Região Classe I

Região Classe I