Concetti Chiave
- La ricombinazione è fondamentale per la trascrizione dei geni; senza di essa, i geni sarebbero troppo distanti dagli enhancer necessari.
- Durante la formazione delle catene immunitarie, si uniscono segmenti specifici per generare semi-esoni e successivamente esoni completi.
- I recettori mostrano variabilità grazie a meccanismi come la diversità combinatoria e giunzionale, oltre a mutazioni ipersomatiche nelle IgG.
- La disposizione dei segmenti genici influisce sull'accoppiamento: orientamenti simili portano a anse eliminabili, mentre orientamenti opposti mantengono le sequenze nel cromosoma.
- Nei linfociti T, i segmenti sono spesso orientati nello stesso modo, mentre nelle catene κ si verifica un riarrangiamento per inversione nel 50% dei casi.
Ricombinazione e trascrizione genica
Se non avviene la ricombinazione è impossibile avere la trascrizione di questi geni, anche perché sarebbero troppo lontani dagli enhancer. Alla formazione dell’esone ricombinato si può avere la trascrizione. I geni ricombinanti possono essere prodotti solo nei linfociti T e B che sono in via di sviluppo per la presenza di fattori di trascrizione che permettono il cambiamento di conformazione cromatinica. Vi sono diversi fattori di trascrizione a seconda della linea B o T o a seconda della sede (nel timo o nel midollo); in entrambi i casi, però, vengono indotti i geni della ricombinazione RAG-1 o RAG-2.
Formazione delle catene immunitarie
Per la catena pesante dell’immunoglobuline, viene scelto un segmento D e un segmento J, i geni vengono uniti e c’è la formazione di un primo semi-esone DJ. Successivamente avviene una seconda ricombinazione dove viene scelto un segmento V e si forma un esone VDJ. Per la catena leggera vengono soltanto scelti un segmento V e un segmento J. A questo punto si ha la trascrizione e traduzione delle catene e il loro assemblaggio. Per il TCR il processo è analogo.
Meccanismi di variabilità dei recettori
Questi recettori hanno la regione V delle catene molto variabili grazie a dei meccanismi che sono:
• La diversità combinatoria di V, D o J o solo V o J.
• La diversità giunzionale a livello dei siti di giunzione. A livello dell’esone del CDR3 c’è un’aggiunta che lo rende il più variabile delle “Complementary Determining Regions”.
• Nel caso delle immunoglobuline vi è un ulteriore meccanismo specifico per la classe delle IgG che genera delle mutazioni dette ipersomatiche. Questo avviene solo nei linfociti B maturi presentanti antigene e non negli organi linfocitici primari.
Orientamento dei segmenti genici
A seconda che i segmenti siano orientati nello stesso modo oppure in maniera opposta si avrà un diverso accoppiamento. Per esempio se V e J sono orientati nello stesso verso si formerà un’ansa che, dopo la ricombinazione, sarà possibile eliminare dal cromosoma permettendo il possibile ritrovamento di piccoli cerchi di DNA nelle cellule.
Se sono orientati in maniera inversa non si formerà un’ansa, ma si avrà un diverso accoppiamento che permetterà alle due sequenze segnale di rimanere nel cromosoma.
Si è visto che nelle catene κ quest’ultimo accoppiamento avviene nel 50% dei casi (riarrangiamento per inversione) mentre nel caso del linfocita T i segmenti sono quasi sempre orientati nello stesso verso (riarrangiamento per delezione oppure traslocazione oppure inversione).
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo della ricombinazione nella trascrizione genica?
- Come avviene la formazione delle catene immunitarie?
- Quali meccanismi contribuiscono alla variabilità dei recettori?
- Come influisce l'orientamento dei segmenti genici sull'accoppiamento?
La ricombinazione è fondamentale per la trascrizione dei geni, poiché senza di essa i geni sarebbero troppo lontani dagli enhancer, impedendo la formazione dell’esone ricombinato necessario per la trascrizione (testo).
La formazione delle catene immunitarie implica la scelta di segmenti D e J per la catena pesante, seguita da una seconda ricombinazione con un segmento V per formare l’esone VDJ. Per la catena leggera, si scelgono solo segmenti V e J, portando alla trascrizione e traduzione delle catene (testo).
La variabilità dei recettori è dovuta alla diversità combinatoria di segmenti V, D e J, alla diversità giunzionale nei siti di giunzione e, per le immunoglobuline IgG, a mutazioni ipersomatiche che avvengono nei linfociti B maturi (testo).
L'orientamento dei segmenti genici determina il tipo di accoppiamento: se V e J sono orientati nello stesso modo, si forma un’ansa che può essere eliminata, mentre se sono orientati in modo opposto, si ha un diverso accoppiamento che mantiene le sequenze segnale nel cromosoma (testo).
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