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

Az immunológia alapjai


4.3.5. RAG-1-, RAG-2-rekombinázok

A T-lymphocyták antigénspecifikus receptoraihoz hasonlóan, az immunglobulin génátrendeződés molekulárisan az egymás mellé került génszegmensek közti DNS szakaszok kivágásával, majd a közel került elemek ligációjával történik. A folyamatot számos enzim katalizálja, amelyek közül néhány csak a lymphoid sejtekre jellemző, míg mások, így a DNS-javító enzimek szinte minden sejtben kifejeződnek. Ezeket az enzimeket együttesen V(D)J rekombinázoknak nevezik. A V(D)J rekombinázok lymphocytaspecifikus komponensei specifikus DNS-szekvenciákat ismernek fel, amelyek rekombinációs szignál szekvenciáknak neveznek. Ezek valamennyi V gén 3’-végén, a J gének 5’-végén, illetve a D-génszakaszok mindkét végén találhatók (4.3.10. ábra).
 
4.3.10. ábra. A V(D)J rekombinázok lymphocytaspecifikus komponensei specifikus DNS-szekvenciákat ismernek fel, amelyek rekombinációs szignál szekvenciáknak neveznek
Konzerválódott heptamer (7 bp) és nonamer (9 bp) szekvenciák, amelyeket 12, illetve 23 bp hosszúságú szegmensek választanak el, találhatók a V- és a J-gének (a κ- és λ-láncok esetén), illetve a V-, a D- és a J-gének (nehézláncok esetén) mentén. A V(D)J rekombinázok ezeket a szignál szekvenciákat ismerik fel, ezek mentén hasítanak és hozzák az egyes génszakaszokat egymás közelébe, majd kapcsolják össze azokat.
 
A rekombinációs szignálszekvenciák rendkívüli módon konzerválódott 7 és 9 bp hosszúságú DNS-szekvenciákból állnak (heptamer és nonamer). A heptamer a kódoló génszakaszokhoz kapcsolódik és 12 vagy 23 bp távolságban tőle található a nonamer. A 12 és a 23 bp hosszúságú szakasz („spacer”) egy vagy két csavart jelent a DNS kettős spirál vonatkozásában, és feltehetően az a szerepe, hogy a heptamer és a nonamert olyan pozícióba hozza, hogy azokhoz a rekombináz enzimek egyszerre hozzáférhessenek. A V(D)J rekombinázok a DNS-szál mindkét tagjában törést idéznek elő a szignál szekvenciák és a V-, D- és J-gének közötti szakaszon. A könnyűláncok esetén ez a törés a V gén 3’- és a J-gén 5’-végén következik be. Ezt követően egy ideiglenes hajtű struktúra formálódik, amely a DNS párhuzamos szálait köti össze a törések mindkét oldalán. A köztes DNS-szakasz egy kör formában összekapcsolva eltávolítódik. Ezt követi a két elvágott szál összekapcsolódása, így a V- és J-gének csatlakoznak (deléciós mechanizmus) (4.3.11. ábra A).
 
4.3.11. ábra. A V- és J-gének rekombinációja delécióval (A), illetve inverzióval (B) valósul meg
A sötétebb nyilak az enzimatikus vágás és összekapcsolás pontjait mutatják.
 
Az Ig ĸ-lókuszon, néhány V-gén irányultsága fordított és ezáltal a V-gén 5’-vége azonos irányba néz mint a J-gén 3’ vége. Ezekben az esetekben a közbülső DNS-szakasz is fordított irányú és a V-, J-gének az egyik oldaluknál olvadnak egybe (inverziós mechanizmus) (4.3.11. ábra B). A legtöbb Ig és TCR rekombináció a géndeléciós mechanizmussal zajlik, de a k-lókuszon a rekombináció mintegy 50%-a történik inverzióval.
A rekombináció csak akkor valósul meg két DNS-szegmens között, ha az egyik szegmenshez egy 12 bp „spacer”, a másikhoz pedig egy 23 bp „spacer” csatlakozik – ezt a 12/23 bp szabálynak is nevezik. A „spacer”-ek lokalizációja biztosítja, hogy a megfelelő génszakaszok kacsolódjanak egymáshoz.
A V(D)J rekombinázok lymphocytaspecifikus komponense egy két enzimből kialakuló komplex. A két enzimet kódoló gén elnevezése: rekombináció-aktiváló gén-1 (RAG1), illetve rekombináció-aktiváló gén-2 (RAG2). Ezek az enzimek az érés alatt lévő sejtekben (B-, T-sejt alakokban) fordulnak elő, de esetenként a B-sejtek későbbi érési fázisában is aktiválódnak (!) és nem expresszálódnak a már érett sejtekben. Ez magyarázza azt, hogy azok a sejtek, amelyek már rendelkeznek BCR-, illetve TCR-struktúrákkal, nem termelnek további, új típusú antigénreceptorokat. A rekombinázok genetikai hiánya, illetve károsodása az érett B- és T-sejtek hiányához vezet.
A mechanizmusban részt vevő többi enzim számos egyéb sejttípusban is expresszálódik, és alapvetően a DNS hibajavításában vesz részt. Feladatuk, hogy a rekombinázok által létrejött dupla szálú DNS-töréseket kijavítsák. Ezek közül az egyiket DNS-függő proteinkináznak nevezik, amelynek hiánya fordul elő a SCID („severe combined immunodeficiency syndrome”) egerek esetében is, amelyek szintén nem termelnek immunglobulin, illetve TCR molekulákat.
Evolúciós elemzések szerint egy ősi transzpozonszerű mobilis genetikai elem volt a filogenetikai őse a mai átrendeződési folyamatoknak. Napjainkban a porcos halaktól (pl. cápa) kezdve minden magasabb rendű élőlényben sikerült igazolni az antigénreceptorok (Ig, TCR) szomatikus génátrendeződését.
A V(D)J rekombináció egyik következménye, hogy V-gén 5’ végén lévő promoter szakasz közel kerül a V- és C-gének közötti szakaszon, illetve a C gének 3’ végénél található enhancer régiókhoz. Ezeknek a szabályozó elemeknek az így megvalósuló térbeli közelsége hozzájárul, hogy a V-géneknél álló promoterek hatása maximális mértékben megvalósuljon és az antigénreceptorok transzkripciója hatékonyan bekövetkezzék (4.3.12. ábra).
 
4.3.12. ábra. Az immunglobulin gének transzkripciós szabályozása a ĸ könnyű lánc példáján
A V(D)J rekombináció egymás közelébe hozza a promoter szakaszt (P) és a C-régió közelében lévő ún. enhanszer régiókat. Ennek hatására a transzkripció felerősödik.
 

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