Entstehung der Antikörpervielfalt
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Entstehung der Antikörpervielfalt Vier Mechanismen zur Entstehung der Antikörperreservoirs Inhalt ● Einführung ● Somatische Rekombination ● Junktionale Diversität ● Kombinatorische Diversität ● Somatische Hypervariation / -mutation Einführung ● Nahezu jede Substanz kann Antikörper hervorrufen ● 1011 verschiedene Ankörpermoleküle ● Limitierung der Antikörperspezifität ● Zwei Hypothesen zur Vielfaltsentstehung – Keimbahntheorie – somatische Diversifikation Somatische Rekombination ● Nichtlymphoide Zellen: – ● ● V- und C- Domänen weit entfernt B- Zellen: – Domänen liegen näher beisammen – Grund: Genumlagerung Somatische Rekombination: – Umlagerung von Segmenten innerhalb der Immunglobulingene Mehrere Gensegmente kodieren V-Region ● Leichte Kette – LL- Gen: codiert Leading Protein – JL-Gen: Verbindungsstück zwischen VL und CL Region ● Schwere Kette – Segmente wie L-Kette – Zusätzlich DH – Gen Segment ● ● ● Multiple Gensegmentkopien auf Keimbahn DNA Zufällige Auswahl der Segmente => große IG – V – Region vielfalt Gensegmente von Mutationen betroffen => Pseudogene ● ● Funktionelle Gensegmente (Cluster) – Für L-Ketten: κ – und λ – Loci – Für H-Ketten: H – Loci Cluster auf jeweils anderen Chromosomen lokalisiert ● Locus leichte λ-Kette Chromosom 22 ● ● ● ● ca. 30 funktionelle Vλ Gensegmente Vier Paare funktioneller Jλ & Cλ Gensegmente ● κ Locus auf Chromosom 2 ● ● ● 40 funktionelle Vκ Gensegmente ● Ein Cluster von 5 Jκ Gensegmente ● Nur ein Cκ Gensegment ● H Locus (ähnelt κ Locus) Chromosom 14 ● ● ● 65 funktionelle VH Gensegmente ● Cluster von ca 27 DHSegmenten ● Großer Cluster an CH Genen (mit verschiedenen Isotypen) ● ● V(D)J Rekombination nur zwischen Gensegmenten gleicher Chromosomen RSS=Rekombinationssignalsequenz – RSS Besteht aus Heptamer – Spacer – Nonamer ● 12/23 Regel: – – Fusion nur zwischen 12 bp Spacer Gen und 23 bp Spacer Gen ● DNA Umlagerung bei L – und H – Ketten ähnlich – L-Ketten 1 Fusionsereignis – H-Ketten 2 Fusionsereignisse Kombinatorische Diversität ● Unterschiedliche Genkombination durch verschiedene Umlagerungen – Für L-Ketten: ● ● – κ – Ketten ca. 40 funktionelle Vκ und fünf Jκ Gensegmente => ca. 200 mögliche Vκ Regionen λ – Ketten ca. 30 funktionelle Vλ und vier Jλ Segmente => ca. 120 mögliche Vλ Regionen ca. 320 verschiedene L - Ketten – Für H – Ketten ● ● ● 65 funktionelle VH , 27 DH und sechs JH Gensegmente => 11 000 verschiedene VH Regionen möglich Theoretisch 3,5 x 106 Antikörper spezifitäten möglich Pseudogene widerlegen Theorie... Junktionale Diversität ● Einfügen / Entfernen von Nucleotiden an Verbindungsstellen ● Nur in dritter hypervariabler Schleife ● P – Nucleotide – ● Palindromische Sequenz, werden am Ende der Gensegmente eingebaut N – Nucleotide – Nicht in DNA Matrize codiert, werden an einzelsträngige Enden der DNA angehängt Somatische Hypermutation ● ● ● ● Bisherige Mechanismen während erster BZellen Entwicklungsphase Somatische Hypermutation wirkt nach Erzeugung funktionsfähiger Igs Mechanismus weitgehend unbekannt Einfügen von Punktmutationen um großen Umfang ● Affinitätsreifung – Bessere Bindung von Ig an Antigen als ursprüngliche – B-Zellen der mutierten Igs werden Selektiert, reifen zu Antikörpersezernierenden Zellen aus ● Mutation erst nach Antigenreaktion ● Nur in VH und VL Genen ● Hotspots werden bevorzugt mutiert ● ● Stille Mutationen über gesamte V–Region verteilt => kein Einfluss auf AS Sequenz / Proteinstruktur Mutation in Grundgerüststruktur => negative Selektion
