Concetti Chiave
- I geni MHC di classe I e II sono altamente polimorfici e poligenici, permettendo una maggiore presentazione di antigeni ai linfociti T.
- Il polimorfismo e la poligenia derivano dall'evoluzione, tramite duplicazioni e divergenze dei geni MHC ancestrali.
- Un allele è considerato polimorfico se presente con una frequenza superiore all'1% nella popolazione; altrimenti, è una variante genetica rara.
- Le molecole MHC di classe I-A sono altamente polimorfiche per le catene pesanti α, mentre la β2-microglobulina è monomorfica.
- Le molecole MHC di classe II hanno variazioni di polimorfismo, con HLA-DR particolarmente polimorfico per la catena β.
I geni dell’MHC di classe I (HLA-A, B e C) e di classe II (HLA-DP, DQ e DR) classici, ossia quelli che vengono portati in superficie, vengono espressi in maggior quantità dalle cellule del sistema immunitario e sono quelli che presentano elevati livelli di polimorfismo e poligenia. Per polimorfismo si intende la presenza di alleli diversi nello stesso locus e che quindi vengono coespressi dalla stessa cellula. Per poligenia si intende la presenza e la coespressione di più geni simili in seguito a duplicazione genica. Grazie a queste due caratteristiche aumenta la possibilità di presentare più antigeni ai linfociti T in quanto esistono molte varietà di molecole in grado di presentare antigeni diversi tra loro.
Indice
Polimorfismo e poligenia
Il polimorfismo e la poligenia sono il risultato dell’evoluzione: i geni MHC ancestrali hanno subito duplicazioni e divergenze (accumulo di mutazioni diverse) dando origine a geni MHC multipli. Questi possono mutare mediante vari meccanismi quali conversione genica (disallineamento dei cromosomi durante la meiosi) o conversione interallelica. Come conseguenza di ciò, si ha polimorfismo e poligenia e quindi aumento della diversità genica.
Definizione di polimorfismo genetico
Il polimorfismo genetico viene definito in base alla sua frequenza allelica. Infatti, un allele di un locus genetico viene definito polimorfico se è presente con una frequenza superiore all’1% nella popolazione. Se la frequenza è inferiore all’1% si parla di variante genetica rara.
Nel caso del complesso maggiore di istocompatibilità, nella maggior parte dei loci gli alleli sono polimorfici perché aventi frequenze molto elevate nella popolazione. I polimorfismi sono concentrati negli esoni che codificano per i domini di legame con i peptidi antigenici e con i recettori cellulari. Ciascun set di molecole MHC differisce in funzione del grado di polimorfismo presentato.
Molecole MHC di classe I
• Molecole MHC di classe I-A (HLA-A, B e C): gli alleli che codificano per le catene pesanti di tali molecole sono altamente polimorfici; questo polimorfismo riguarda le catene pesanti e non la 2-microglobulina che mappa su un cromosoma diverso ed è monomorfica.
• Molecole di classe I-B, cioè HLA-E, F e G, sono molecole meno polimorfiche e che hanno una funzione diversa rispetto a quelle di classe I-A; per questo motivo presentano un polimorfismo molto basso per HLA-E e HLA-G e uno inesistente per HLA-F (monomorfico).
Molecole MHC di classe II
• Molecole di classe II: i loci che codificano per le catene e di HLA-DP e DQ presentano un polimorfismo ridotto; gli alleli che codificano per la catena di HLA-DR sono altamente polimorfici; gli alleli di HLA-DM e della catena di DO presentano un polimorfismo molto basso, mentre quello della catena di DO è monomorfico.
Domande da interrogazione
- Cosa si intende per polimorfismo e poligenia nei geni MHC?
- Qual è l'importanza del polimorfismo e della poligenia nel sistema immunitario?
- Come si definisce un allele polimorfico nel contesto del complesso maggiore di istocompatibilità?
- Quali sono le differenze di polimorfismo tra le molecole MHC di classe I e II?
Il polimorfismo si riferisce alla presenza di alleli diversi nello stesso locus, coespressi dalla stessa cellula, mentre la poligenia indica la presenza e coespressione di più geni simili a causa di duplicazione genica.
Queste caratteristiche aumentano la capacità di presentare più antigeni ai linfociti T, grazie alla varietà di molecole in grado di presentare antigeni diversi.
Un allele è considerato polimorfico se la sua frequenza nella popolazione è superiore all'1%; altrimenti, è una variante genetica rara.
Le molecole di classe I-A (HLA-A, B e C) sono altamente polimorfiche, mentre le molecole di classe I-B (HLA-E, F e G) sono meno polimorfiche. Le molecole di classe II presentano polimorfismo variabile, con HLA-DR altamente polimorfico e HLA-DM e DO con polimorfismo ridotto o monomorfico.
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