x x

x

BAKTERIOLOGJIA IMUNOLOGJIA MIKOLOGJIA PARAZITOLOGJIA VIROLOGJIA
ANGLISHT

 

IMUNOLOGJIA – KAPITULLI 6  

GJENETIKA E IMUNOGLOBULINAVE

Dr Gene Mayer
Department of Pathology, Microbiology and Immunology
University of South Carolina
Columbia

Pėrktheu:
Dr Adrian Zhubi

University  of Illinois Chicago 

E-MAIL DR LUL RAKA
Universiteti i Prishtinės
 

 

OBJEKTIVAT MĖSIMOR
Pėrshkrimi i organizimit dhe ekspresionit tė familjeve tė gjeneve tė imunoglobulinave

Shpjegimi i origjinės dhe shumėllojshmėrisė sė anitrupave

 

Historia

Analizat e renditjes sė aminoacideve dėshmuan se regjioni i veēantė C, mund tė jetė i shoqėruar me disa regjione tė ndryshme V. Gjithashtu ėshtė treguar se njė idiotip i veēantė mund tė jetė i shoqėruar me regjione C tė ndryshme (p.sh.IgM dhe IgG). Pėr t’i shpjeguar kėto tė dhėna ėshtė sugjeruar se dy regjione tė molekulės IgG kodohen nga dy gjene tė veēanta dhe se regjionet  e gjeneve V dhe C janė bashkuar para se tė krijohet molekula e IgG – d.m.th. janė dy gjene pėr njė polipeptid.

Ky ishte njė koncept revolucionar, por vetėm me zbulimin e teknologjisė rekombinuese te ADN-sė u dėshmua tė jetė i saktė.Vargjet e rėnda dhe tė lehta tė imunoglobulineve janė koduar nga tri familje tė veēanta tė gjeneve, secila prej tyre ne kromozom tė veēantė – njė pėr vargun e rėnde dhe nga njė pėr secilin varg tė lehtė. Secila prej kėtyre familjeve tė gjeneve ka disa regjione V tė gjeneve dhe njė ose me shumė  regjione C te gjeneve. Por, regjionet e gjeneve V dhe C, nuk janė te afėrt me njėri-tjetrin. 

 

FJALET KYĒE
V gjeni
C gjeni
J regjioni
D regjioni
Lider
Pėrforcues
Promotor
Shumellojshmėria e At
Teoria e vijės embrionale
Teoria e mutacioneve somatike
N regjioni i insertimit
Diversiteti i kryqėzimit
Asocimi kombinues
Multispecificiteti
Seleksionimi klonal

Familjet e gjeneve tė vargjeve tė lehta 

Organizimi i gjeneve tė vijės embrionale

Organizimi i vargjeve tė lehta kappa dhe lambda nė vijėn embrionale ose qelizat e padiferencuara  eshte  paraqitur ne Figurėn 1.

a. Vargjet e lehta llambda- familja e gjeneve llambda pėrbėhet prej 4 regjioneve C tė gjeneve ,njė pėr secilin nėntip tė vargjeve llambda dhe pėrafėrsisht 30 regjione V tė gjeneve. Secili regjion V i gjeneve pėrbėhet prej  dy eksoneve, njė (L) qė kodon regjionin inicial dhe tjetri (V) qė kodon pjesėn mė tė madhe tė regjionit variabil. Nė segmentin inicial tė gjenit C, ndodhet edhe njė ekson shtesė i quajtur J (joining). L,V,J dhe C janė ndarė me introne (sekuenca jokoduese te ndėrmjetme).

b. Vargjet e lehta kappa-  familja e gjeneve kappa pėrbėhet vetėm prej njė regjioni tė gjenit C,pasiqė ekziston  vetėm njė tip kappa i vargjeve tė lehta. Ka disa regjione tė gjeneve V (pėrafėrsisht 250) dhe secili prej tyre ka njė ekson inicial dhe njė ekson V. Nė familjen e gjeneve kappa janė disa eksone J tė lokalizuara nė mes tė gjeneve V dhe C. Tė gjithė kėta eksone janė tė ndara me introne.

 

gen-1.jpg (49922 bytes)  Figura 1
Organizimi i kappa dhe lambda gjeneve tė vargjeve tė lehta ne vijėn embrionale ose te qelizave tė padiferencuara

Rirregullimi i gjeneve dhe ekspresioni

Me diferencimin e qelizės nė limfocit tė pjekur B qė do tė krijojė vargun e lehtė, ndodh njė ristrukturim i gjeneve (eksoneve) te ndryshme si dhe ekspresioni i tyre (figura 2). 
gen-2.jpg (50689 bytes)  Figura 2
Me diferencimin e qelizės nė B qelizė tė pjekur qė do tė prodhojė njė varg tė lehtė ,do te vjen  te rikomponimi i gjeneve (eksoneve) tė ndryshme

Me diferencimin e qelizės nė limfocit tė pjekur B qė do tė krijojė vargun e lehtė, ndodh njė ristrukturim i gjeneve nė nivel tė ADN-sė, nė atė mėnyrė qė njė gjen V vendoset afėr njė regjioni J. Kjo ndodh me rekombinimin qė zhvendos intronin nė mes tė regjionit V dhe J. Pėrzgjedhja e gjenit V tė shfrytėzuar nuk ėshtė krejt e rastėsishme, por ekzistojnė preferenca pėr pėrdorimin e gjeneve V mė tė pėrafėrt me  regjionet J. Sidoqoftė, me kohė, tė gjitha gjenet V mund tė pėrdoren nė kombinim duke dhėnė tė gjitha kombinimet e mundshme tė gjeneve V dhe regjioneve J.

Si rrjedhojė e kėtij ristrukturimi  tė ADN-sė gjeni bėhet aktiv sa i pėrket transkripsionit sepse njė promotor (P) qe ėshtė i ndėrlidhur me  gjenin V, ėshtė sjellur afėr pėrforėcuesit tė lokalizuar nė intron, nė mes tė regjioneve J dhe C. Me inicimin e transkripsionit nga promotori, krijohet para-ARNi qė pėrmban sekuenca nga regjionet L,V,J dhe C dhe sekuenca prej introneve ne mes L dhe V,si dhe ne mes J dhe C (shiko Figurėn 2). Ky para-ARNi ėshtė procesuar nė bėrthamė dhe intronet tjera janė eliminuar. ARNi pėrfundimtare pėrmban eksonet e pėrngjitura L,V,J dhe C.

ARNi pėrkthehet nė citoplazmė dhe segmenti inicues largohet me transportimin e proteinės nė lumen tė retikulumit endoplazmatik. Vargu i lehtė ėshtė pėrngjitur me vargun e rėndė nė retikulumin endoplazmatik dhe imunoglobulina sekretohet pėrmes rrugės normale te proteinės sekretore. Regjioni V i vargut tė lehtė kodohet nga sekuenca nė  gjenin V dhe  regjionin J, kurse regjioni C nga sekuenca nė gjenin C. 
gen-3.jpg (72225 bytes) Figura  3
 Bashkė me disa eksone J, familja e gjeneve tė vargjeve tė rėnda poashtu pėrmban disa eksone shtesė tė quajtura eksone D. Tė gjitha kėto eksone janė te shkėputura nga intronet

Familja e gjeneve tė vargjeve tė rėnda

Organizimi i gjeneve tė vijės embrionale
Organizimi i gjeneve tė vargjeve tė rėnda ėshtė paraqitur nė figurėn 3.

Ne familjen e gjeneve tė vargjeve tė rėnda janė shumė  gjene C - njė pėr secilėn klasė dhe nėnklasė te imunoglobulinave. Gjenet C janė tė ndėrtuara prej disa eksoneve, njė pėr secilin domen dhe tjetri pėr regjionin varės. Ne familjen e gjeneve tė vargjeve tė rėnda janė shumė regjione tė gjeneve V, secili i pėrbėrė prej eksonit inicial dhe eksonit V. Bashkė me disa eksone J, familja e gjeneve tė vargjeve tė rėnda po ashtu pėrmban disa eksone shtesė te quajtura eksonet D. Te gjitha eksonet janė tė ndara me introne (figura 3).

 

 

Rirregullimi i gjeneve dhe ekspresioni
Me diferencimin e qelizės nė limfocit tė pjekur B qė do tė krijojė vargun e rėndė, ndodh njė ristrukturim i gjeneve (eksoneve) te ndryshme si dhe ekspresioni i tyre (figurat 4 dhe 5).

gen-4.jpg (80659 bytes) Figura 4
Me inicimin e transkripsionit nga promotori , formohet njė para-ARNi qe pėrmban sekuenca nga regjionet Cμ dhe Cδ te L,V,D dhe J si dhe sekuencat pėr intronet mes L dhe V , J dhe Cμ, si dhe Cμ dhe Cδ

gen-5.jpg (83048 bytes)  Figura 5
Para-ARNi eshte procesuar ne bėrthamė, kurse introni mbetės, pėrfshire kėtu edhe atė mes eksoneve ne gjenin C janė larguar.

Me orientimin e qelizės nė limfocit B qė krijon varg tė rėndė, paraqiten dy rirregullime nė nivel tė ADN-sė. Sė pari, njė nga regjionet D sillet afėr njė regjioni J dhe sė dyti, njė nga gjenet V sillet afėr regjionit DJ tė rirregulluar. Kjo paraqitet me dy rekombinime, tė cilat i zhvendosin intronet ne mes tė regjioneve V,D dhe J. Sikurse me vargjet e lehta, seleksionimi i vargjeve tė rėnda V nuk ėshtė krejt i rastėsishėm, pasiqė tė gjitha gjenet V mund te vihen ne pėrdorim.

Si pasojė e kėtij rirregullimi tė ADN-sė eshte se gjenet bėhen aktive ne aspektin e transkripsionit sepse njė promotor(P), qė eshte i ndėrlidhur me gjenin V, eshte sjellur afėr pėrforėcuesit tė lokalizuar nė intronin mes J dhe regjionit Cmu. Me fillimin e transkripsionit, prej promotorit formohet para-ARNi qė pėrmban sekuenca prej L,V,D,J, Cmu dhe Cdelta  regjione si dhe sekuenca pėr intronet mes L dhe V , mes J dhe Cmu  dhe mes Cmu dhe Cdelta (Figura 4).

Para–ARNi procesohet nė bėrthamė, kurse introni mbetės dhe ato nė mes eksoneve ne gjenet C largohen (shiko fig.5). Para-ARNi mund tė procesohet nė dy mėnyra: e para  duke  sjellė VDJ afėr gjenit Cmu ; dhe e dyta, duke sjellė VDJ afėr gjenit Cdelta. ARNi rezultues pėrmban  L, V, D, J dhe Cmu ose Cdelta eksonet afėr dhe kodon vargjet mu dhe delta, respektivisht.

ARNi pėrkthehet  nė citoplazmė dhe segmenti iniciues largohet me transportimin e proteinės nė lumen tė retikulumit endoplazmatik. Vargu i rėndė  ėshtė pėrngjitur me vargun e lehtė nė retikulumin endoplazmatik dhe imunoglobulina sekretohet pėrmes rrugės normale tė proteinės sekretore. Regjioni V i vargut tė maturuar tė rėndė ėshtė koduar nga sekuenca e gjeneve V, D regjionit dhe regjioni C nga sekuenca nė gjenin C.

 

gen-6.jpg (89342 bytes)  Figura  6
Pėrngjitja e eksoneve V,J,D paraqiten sekuenca te veēanta tė njohura si Sekuenca te Sinjalit Rekombinues (RSS) qė kane rol nė rekombinim. Ēdo RSS pėrbehet  nga njė nomer dhe heptamer i konservuar qė janė tė ndara me nga 12 ose 23 qifte bazash

Mekanizmi i rirregullimit tė ADN-sė

Pranė V, J dhe D eksoneve gjenden sekuenca tė veēanta tė njohura si sekuenca tė sinjalit rekombinant (SSR) qė kanė rol nė rekombinim. Ēdo SSR pėrbėhet nga njė monomer dhe heptamer i konservuar qė janė tė ndarė me nga 12 ose 23 qifte bazash (figura 6). Hapėsirat te 12 bp dhe  23 bp i pėrgjigjen njė ose dy kthesave ne heliksin e ADN-sė.

Rekombinimi paraqitet vetėm ne mes sinjalit nė kthesėn e parė dhe tė dytė. Nė rastin e λ vargut tė lehtė ėshtė njė 1 kthesė sinjal teposhtė nga  eksoni J dhe njė 2 sinjale teposhte gjenit Vlambda. Nė rastin e κ vargut tė rėndė ėshtė 1 kthesė sinjal  teposhte nga Vkappa gjeni dhe njė 2 kthesa sinjale pėrpjete nga eksoni J.Nė rastin e vargjeve tė rėnda ekziston nga 1 kthesė sinjali ne secilėn anė tė eksonit D; njė 2 kthesa sinjali teposhte nga V gjeni dhe 2 kthesa sinjali pėrpjete i eksonit J .Kjo siguron zhvillimin e rregullt tė proceseve rekombinuese.

Procesi rekombinues rezulton me largimin e introneve mes V dhe J nė rastin e vargjeve tė lehta ose V,D dhe J nė rastin e vargjeve te rėnda. Ky proces rekombinues ėshtė katalizuar nga dy proteina ,Rag-1 dhe Rag-2. Mutacionet nė gjenet pėrgjegjėse pėr kėto proteina rezultojnė ne sėmundjen e imunodeficiencės sė rėndė tė kombinuar ( tė dy llojet e limfociteve T dhe B janė deficitare), pasiqė kėto proteina dhe SSR janė tė angazhuara nė prodhimin e receptorėve pėr kėto dy lloje t limfociteve B dhe T.

 

gen-7.jpg (86692 bytes) Figura 7 Radha e ekspresionit tė gjeneve Ig- vargu i rėndė

gen-8.jpg (87545 bytes)  

Figura 8

Radha e ekspresionit tė gjeneve Ig- vargu i rėndė

Renditja e ekspresionit gjenetik nė familjen e gjeneve tė Ig

Njė B qelizė e vetme prodhon vetėm njė tip tė vargut tė lehtė dhe njė klasė te vargut tė rėndė. (Njė pėrjashtim ėshtė qeliza B e pjekur, qė mund tė prodhojė vargje μ dhe δ tė rėnda, por specificiteti i antitrupit ėshtė i njėjte, pasiqė VDJ regjioni ėshtė prezent nė vargjet μ dhe δ vargjet ).Pasiqė cilado qelizė B ka kromozome nga dy prindėrit - maternale dhe paternale te cilėt kodojnė pėr  gjenet e imunoglobulinave , duhet te ketė njė rend nė tė cilėn qeliza e ekpreson gjenin e imunoglobulines, ashtu qė tė sigurohet  se vetėm njė tip i vargut tė lehtė dhe njė klasė e vargut tė rėndė ėshtė prodhuar.

Renditja me te cilėn gjenet e imunoglobulinave janė te ekspresuara ne B qelizė janė paraqitur ne figurėn 7 dhe 8.

Vargu i rėndė (figura 7)

Qeliza pėrpiqet te rikomponojė njė nga gjenet e vargjeve tė rėnda tė saj, me ē’rast nė disa qeliza kromozomi maternal ėshtė zgjedhur, kurse nė tjerat ai paternal. Nėse rikomponimi ėshtė i suksesshėm ashtuqe ndėrtohet njė varg i rėndė, nuk paraqitet rikomponimi i mėtejmė. Nėse pėrpjekja e parė pėr rikomponimin e gjeneve te vargut tė rėndė ėshtė e pasuksesshme ( asnjė varg i rėndė nuk ėshtė krijuar ), atėherė qeliza tenton ta rikomponojė gjenin e vargut tė rėndė nė kromozomin tjetėr.Nėse qeliza nuk ėshtė e suksesshme nė rikomponimin e gjeneve tė vargjeve tė rėnda pėr tė dytėn herė, ajo ėshtė e destinuar tė eliminohet.

 

Kappa vargu i  lehte (Figura 8)

Kur njė qelizė rikomponon me sukses njė gjen tė vargut tė rėndė,pastaj fillon te rikomponon njė nga gjenet e kappa vargjeve tė lehta. Ėshtė e rastėsishme se cili prej gjeneve tė vargjeve paternale ose maternale  kappa do tė zgjidhet. Nėse rikomponimi ėshtė i pasuksesshėm (nuk prodhon vargje funksionale tė lehta kappa), atėherė tentimi vazhdon nė rikomponimin e kappa gjeneve nė kromozomin tjeter. Nėse njė qelizė me sukses rikomponon njė gjen tė kappa vargut  tė lehtė, do te jetė qeliza B ajo qė do tė prodhojė njė imunoglobulinė me kappa varg te lehte.

 

 

Lambda vargu i  lehte (Figura 8)

Nėse njė qelizė ėshtė e pasuksesshme nė rikomponimin e gjeneve tė dy kappa vargjeve tė lehta, ajo pastaj tenton tė prodhojė njė lambda varg tė lehtė. Ėshtė e rastėsishme se cili prej gjeneve tė vargjeve paternale ose maternale  lambda  do tė zgjidhet. Nėse rikomponimi ėshtė i pasuksesshėm (nuk prodhon vargje funksionale tė lehta lambda) atėherė tentimi vazhdon nė rikomponimin e lambda gjeneve nė kromozomin tjetėr. Nėse njė qelizė me sukses rikomponon njė gjen tė lambda vargut tė lehtė, do te jete qeliza B ajo qe do tė prodhojė njė imunoglobulinė me kappa varg tė lehtė.

 Renditja e sekuencės sė rikomponimit tė gjeneve tė familjes sė imunoglobulinave shpjegon:

1) pse njė B qelizė e vetme mund tė prodhojė vetėm njė lloj tė imunoglobulinės me njė tip tė vargut tė rėndė dhe tė lehtė.

2) pse njė qelize e vetme B mund tė prodhojė antitrupa specifik.

3) pse eshte njė pėrjashtim alelik nė allotipet e imunoglobulinave nė nivel tė njė molekule tė vetme tė imunoglobulinės por ekspresioni  kodominant i allotipeve nė organizėm si i tėrė.

 

gen-9.jpg (99810 bytes)  Figura 9
Origjina e diversitetit tė antitrupave sipas parimeve moderne

Origjina e shumėllojshmėrisė sė antitrupit  

Prapavija
Shumėllojshmėria e antitrupave i referohet shumės totale tė gjithė antitrupave specifik qė njė organizėm mund tė prodhojė. Vlerėsohet  se ne mund te prodhojmė 107 - 10 molekula tė antitrupave. Njė nga pyetjet kryesore nė imunologji ėshtė se si mund tė prodhojmė aq numėr tė ndryshėm  tė molekulave tė imunoglobulinave. Teoritė qe tentojnė tė shpjegojnė origjinėn e shumėllojshmėrise sė antitrupave ndahen ne 2 grupe.

a. Teoria e qelizave embrionale

Kjo teori thotė se ne kemi njė regjion tė ndryshėm tė gjeneve V pėr secilin antitrup qė mund tė prodhojmė.

b.Teoria e mutacionit somatik

Kjo teoria thotė se ne mund te kemi vetėm njė ose disa regjione V tė gjeneve dhe shumėllojshmėria eshte produkt i mutacioneve qė shfaqen ne kėto gjene.

Konceptet e tanishme

Konceptet e tashme janė se edhe teoria e qelizave embrionale edhe ajo e mutacioneve somatike janė tė drejta. Mendohet se shumėllojshmėria e antitrupave ėshtė krijuar nga kėto mekanizma.

a. Njė numėr i madh i gjeneve V

i) 30 lambda V gjene

ii) 300 kappa V gjene
iii) 1000 V gjene tė vargjeve tė lehta

b. V-J dhe V-D-J lidhja
Regjioni ku gjenet V tė vargjeve tė lehta dhe  regjioni J, ose  gjenet V tė vargjeve tė rėnda, regjionet D dhe J bėhen se bashku nė regjionin e tretė hipervariabil. Pasi qė ėshtė e rastėsishme se cili V dhe J ose D regjion do tė behet bashkė, janė shume diversitete qė mund tė prodhohen nga V-J dhe V-D-J lidhja.

c. Diversiteti i lidhjeve  (pasaktėsitė nė rekombinimet V-J dhe V-D dhe D-J) - (Figura 9)
 

Rekombinimi mes V-J dhe V-D-J nuk eshte ēdo herė i pėrkryer dhe diversiteti shtesė mund tė paraqitet si rezultat i gabimeve gjatė rekombinimeve qė e sjellin regjionin V afėr regjioneve J dhe D ose regjionin D afėr atij J. Vlerėsohet se kėto pasaktėsi mund ta trefishojnė shumėllojshmėrine e lidhjeve V-J dhe V-D-J. Diversiteti i krijuar me ketė mekanizėm shfaqet nė regjion e tretė hipervariabil dhe kėshtu direkt e pėrfshin pjesėn kombinuese tė antitrupit.

d .Futja e regjionit N

Ne lidhjen mes segmenteve D dhe J zakonisht eshte njė insertim i njė serie te nukleotideve tė cilat janė te kanalizuara nga enzima terminal transferaze. Terminal transferaza katalizon polimerizimin  e nukleotideve nė ADN pa prezencėn e kallėpit. Kjo shpie te diversiteti i mėtejme ne regjionin hipervariabil.

e.Mutacioni somatik

Ka fakte se mutacionet somatike shfaqen nė gjenet V , posaēėrisht nė vendin ku kodohen pėr regjionin e dytė hipervariabil. Kėshtu, mutacionet somatike me siguri i kontribuojnė diversitetit tė antitrupave nė njė masė.

f.Kombinimi asociues

 Ēdo qelizė B ka potencial te prodhojė cilėndo nga vargjet e rėnda dhe tė lehta te mundshme. Kėshtu, kombinimet e ndryshme tė vargjeve tė rėnda dhe tė lehta nė njė qelize tė vetme B i kontribuojnė diversitetit tė mėtejme. 

g.  Multispecificiteti
Si rezultat i reaksionit tė kryqėzuar mes determinantave antigjenike me strukturė tė ngjashme, njė  antitrup shpesh mund tė reagoje me  mė shumė se njė determinantė antigjenike. Kjo dukuri quhet multispecificitet dhe i kontribuon diversitetit tė antitrupit.

Njė shembull se si kėta mekanizma mund tė gjenerojnė njė numėr tė madh tė llojllojshmėrisė ,ėshtė ilustruar mė poshtė:

 

   

 

 

Receptori i limfociteve B  (Imunoglobulina)

Vargu i rėndė

Kappa

Segmentet e gjenit V

1000

300

Segmentet e gjenit D

15

-

Segmentet e gjenit J

4

4

insercioni nė regjionin N

++

-

Diversiteti lidhės

+++

+

Mutacioni somatik

+

+

Asocimi kombinatorik

V x D x J

1000 X 15 X 4

V x J

300 x 4

Totali

6 x 104

1.2 x 103

 

 

Asocimi kombinatorik

7.2 x 107

 

 

 

Kėto kalkulime nuk e marrin nė konsideratė kontributin e lambda vargjeve tė lehta, mutacionet somatike dhe diversitetin e kryqėzimit, insertimin e  regjionit N ose multispecificitetin.

Procesi i rikomponomit tė gjeneve tė vargjeve tė rėnda dhe te lehta si dhe asocimi kombinues i kėtyre vargjeve shfaqet gjatė zhvillimit tė qelizave B dhe eshte i pavarur nga antigjeni. Klonet e qelizave B qė i ekspresojne tė gjitha veēoritė e mundshme tė antitrupave janė prodhuar gjatė zhvillimit dhe antigjeni thjesht i zgjedh ato klone qė janė tė pėrshtatshme pėr receptor. Klonet e zgjedhura aktivizohen, proliferojne dhe diferencohen nė plazma qeliza qė sekretojnė antitrupa.

 

Receptorėt  antigjenik tė  qelizave T

T qelizat, poashtu kanė njė receptor pėr antigjen nė sipėrfaqe. Ky receptor nuk ėshtė molekulė e imunoglobulinės por ėshtė e ndėrtuar nga 2  vargje polipeptidike qe kanė regjionet analoge konstante dhe variabile nė imunoglobulina. Diversiteti ne reptorė tė qelizave T ėshtė poashtu i gjeneruar ne mėnyre te njėjte tė pėrshkruar pėr diveristetin e antitrupave (p.sh. VJ dhe VDJ i bashkohen segmenteve te gjeneve dhe asocimit kombinues). Sidoqoftė, asnjė mutacion somatik nuk ėshtė vėrejtur nė qelizat T.

 

Kthehu nė seksionin e imunologjia tė Microbiology and Immunology On-line

 


faqja sė fundi e ndėrruar nė  Sunday, February 15, 2015
faqja mbahet nga 
Richard Hunt