Falus András, Buzás Edit, Holub Marianna Csilla, Rajnavölgyi Éva (szerk.)

Az immunológia alapjai


4.3.1. Az immunglobulin gének genomikus szerveződése

Az emberi csírasejtekben az immunglobulin nehézlánca és két könnyűlánca (κ és λ) három különböző kromoszóma meghatározott lókuszán, a 4.3.1. ábra alapján szerveződik. (Az ábrán láthatóhoz nagyon hasonló a többi emlős immunglobulin génjeinek szerveződése, habár a kromoszomális elrendeződés, és az egyes génszegmensek száma eltérő.)
 
4.3.1. ábra. A humán immunglobulin nehéz- és könnyűláncok szerveződése
Az egyszerűség kedvéért csak a valódi, kifejeződő géneket tüntettük fel (a pszeudogéneket nem). A CH géneket csupán egy blokkal jelöltük, a doméneket kódoló exonokat és a közöttük lévő intronokat csak a Cμ esetén tüntettük fel. L – szignál, V – variábilis, D – diverzitás, J – kapcsoló szakaszok; C – konstans, enh – enhanszer régió, chr = kromoszóma.
 
Az immunglobulin génrégiókban variábilis (V), konstans (C) és az ezeket összekötő kapcsoló (J) gének találhatók. A nehézlánc esetén egy további típus, a diverzitás (D) régió is lokalizálódik. Az egyes kódoló géneket nem kódoló DNS szakaszok választják el egymástól. Az immunglobulin lókuszok 5' végen helyezkedik el a V-gének csoportja, hosszuk génenként kb. 300 bázispár (bp). A V-gének száma az egyes láncok esetén eltérő, a nehézlánc lókuszán kb. 45, a κ-lókuszon mintegy 35, és a λ-lókuszon csaknem 30 V-gén található. A V gének jelentős méretet ölelnek fel az egyes lókuszokon (közel 2000 kilobázis). Bár a V-gének mindegyike eltér egymástól, vannak közöttük egymással nagyobb homológiát mutatók. A szekvencia hasonlóság alapján a V-géneket családokba sorolták. Ezeknek a családoknak a tagjai 70–80%-os homológiát mutatnak egymással, és feltehetően egy közös ősgénből, egymást követő génduplikációk révén jöttek létre. Az egyes V gének elején nagyjából 90 bp hosszúságban 20–30 aminosavat kódoló hidrofób ún. szignálszekvenciák (L) mutathatóak ki. Ezek a szakaszok felelősek azért, hogy a transzlálódó fehérje az endoplazmatikus retikulumba kerüljön, ahol a fehérjék érése során lehasadnak.
A V-génektől 3' irányban találjuk a konstans (C) géneket. A κ-lánc esetében egy, az emberi l-nál négy funkcionális C-gén található. Míg a könnyűláncok C-génjei egy exont kódolnak, addig az emberi nehézlánc esetén kilenc C-gént azonosítottak, amelyek az izotípusokat és szubtípusokat kódolják. A C-gének egymást követő (tandem) elrendeződést mutatnak. Minden C-régió gén 3-4 hozzávetőlegesen 300 bp méretű exont tartalmaz (ezek kódolják a nehézlánc doménjeit, 4.3.2. ábra). Emellett minden C gén 3' végén kisebb, az immunglobulin nehézláncok karboxi-terminális részét (transzmembrán és a citoplazmikus szakaszokat) kódoló exonok is kimutathatók.
 
4.3.2. ábra. Az immunglobulin domének szerkezete
Az ábrán az egyes doméneket kódoló génszakaszokat is feltüntettük. Mind a variábilis (V), mind pedig a konstans (C) régiókat különálló génszegmensek kódolják. A szaggatott keretek a hipervariábilis régiókat jelölik. Látható, hogy a CDR1 és CDR2 elemeket a V-gén, míg a CDR3 elemet a nehézlánc esetén V-, D- és J-gének, a könnyűlánc esetén a V- és J-gének együttesen kódolják. Az IgM nehézláncának membrán formájában a transzmembrán (TM) és citoplazmikus (CYT) szegmenseket önálló exonok kódolják. N: N-terminális, C: C-terminális, S.....S diszulfid híd
 
A V- és a C-régió között, kisebb-nagyobb nem-kódoló DNS szegmensekkel elválasztva, 30–50 bp hosszúságú J (joining; kapcsoló) és csak a nehézláncokban D (diverzitás) génszegmensek is találhatók. Az emberi nehézlánc lókuszon, a C-génekhez közel, egy 6 génből álló J-család; a J- és a V-gének között pedig egy 20 D génből álló család lokalizálódik. A κ lókuszon öt J-szegmens, a λ-lókuszon pedig minden egyes C-gén előtt áll egy J-szegmens. A későbbiekben részletezett rekombinációs mechanizmus összekapcsol egy-egy V-, D- és J-szegmenst (a könnyűláncok esetén csak egy V és egy J szegmens kapcsolódik) és létrehozza az immunglobulin variábilis részét kódoló genomikus elemet. Míg a V génekben vannak kódolva a CDR1 és CDR2 szakaszok, addig a D-J (könnyűláncok esetén csak a J) szegmensek a V-régió karboxiterminális végeihez kapcsolódva hozzák létre a variábilis régió harmadik hipervariábilis részét, a CDR3-at.
A könnyűláncok meghatározását tehát a V- és a J-régiók, illetve a (transzmembrán és citoplazmatikus rész nélküli) C-szakasz teszi lehetővé. A nehézláncokban a CDR-t a V-, J- és D-régió együtt alakítja ki, majd többszörös C régiók következnek, melyek 3' végein mindig jelen vannak a plazmamembránhoz való kötést biztosító fehérjeszakaszt kódoló DNS elemek. A nehézlánc C-gének „hozzárendeződnek” a VDJ régióhoz, ennek szabályozása a B-lymphocyta érése során valósul meg.
Bár a V-, D-, J- és C-gének egyes szakaszai közti DNS-szegmensek nem vesznek részt az immunglobulin fehérje kódolásában, fontos szerepet töltenek be az antigén receptorok kialakulásában. Amint a továbbiakban látni fogjuk, ezek a szakaszok a rekombináció mechanizmusát biztosító enzimek fontos felismerő pontjait tartalmazzák, illetve bizonyos transzkripciós faktorok kötésével a génexpressziót szabályozó (promoter, enhancer és silencer) tulajdonságokkal is rendelkeznek.
 

Az immunológia alapjai

Tartalomjegyzék


Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 710 5

Hét év telt el a „Az Immunológiai alapjai” című tankönyv kiadása óta. A természettudományok számára hét év nagyon hosszú idő, különösképpen így van ez az élettudományok egyes diszciplináival, köztük az immunológiával is. A jelen kiadásban a helyenként nagyon jelentős módosulások, kiegészítések, sőt cáfolatok két forrásból fakadnak, részben a szűken vett immunológiai tudás gazdagodásából, másrészt a társtudományok (pl. a sejtbiológia, genetika-genomika, bioinformatika) immunrendszerre is vonatkozó eredményeiből. Csak pár példa, a 2007-es kiadásban alig esett szó az extracelluláris vezikulák feladatairól, ezek, az intercelluláris kommunikációs struktúrák mára a sejtbiológia tudományának egyik „forró pontjává” váltak. Akkor sokkal kevesebb hangsúlyt fordítottunk az epigenetikai módosítások jelentőségére és alig esett szó a velünk élő mikrobiális flóra szerepéről. Ma már nem csak sokkal több citokin és kemokin vált ismertté, de funkcióikat is mélyebben értjük. Emellett a CD antigének azonosítása és funkcionális jelentőségükkel kapcsolatos tudásunk is markánsan kibővült.

Hivatkozás: https://mersz.hu/falus-buzas-holub-rajnavolgyi-az-immunologia-alapjai//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave