Imunogenética - Temas que serão tratados (plano de aula) Diversidade de anticorpos Linfócito B Estrutura do anticorpo (imunoglobulina) Os genes para imunoglobulinas e mecanismo da geração da diversidade de anticorpos para reconhecimento de antígenos b) Mudança da classe de anticorpos Classes de anticorpos Mecanismo de mudança por splicing Mecanismo de mudança por recombinação gênica (somática) c) Diversidade de receptores de linfócitos T Linfócito T Estrutura do receptor de linfócito T (TcR) Os genes para TcR e os mecanismo de geração da diversidade dos receptores para reconhecimento de antígenos d) Apresentação de antígenos e o Complexo Principal de Histocompatibilidade (MHC) A apresentação de antígenos As moléculas de MHC classes I e II Os genes para o MHC: Diversidade sem recombinação (imagens adaptadas de Abbas e Lichtman e de Stracham e Reed)

Diversidade de anticorpos Parte A Diversidade de anticorpos

Diversidade de anticorpos Linfócito B plasmócito Linfócito efetor diferenciado Estágio de maturação Célula tronco Pró- linfócito Pré- linfócito Linfócito imaturo Linfócito maduro Maturação precoce e expansão mediada por fator de crescimento Expressão do receptor para antígeno Seleção de repertório; aquisição da competência funcional Execução de funções efetoras Principais eventos Sítio anatômico Órgãos geradores (Medula óssea ou timo) Órgão linfóide periférico ou tecido Dependência de antígeno Não Auto-antígeno Antígeno externo

Diversidade de anticorpos Linfócito B (ou T) - continuação Proliferação Expressão de receptor de antígeno pré-B/T Proliferação Expressão de receptor de antígeno Seleção positiva e negativa Fraco reconhecimento do antígeno Linfócito B/T maduro Linfócito B/T imaturo: expressa o receptor de antígeno completo Pré-linfócito B/T : expressa apenas uma cadeia do receptor de antígeno Seleção positiva Pró-linfócito B/T Forte reconhecimento do antígeno Não-expressão do receptor de antígeno : morte celular Não-expressão do receptor do pré linfócito B/T: morte celular Seleção negativa

Diversidade de anticorpos Estrutura do anticorpo (imunoglobulina) – IgG como exemplo IgG secretada Cadeia pesada Sítio ligador de antígeno Cadeia leve Região Fab Dobradiça Sítios ligadores do receptor Fc e do complemento Região Fc Cauda carboxi-terminal Ligação dissulfeto Domínio Ig

Estrutura cristalina de uma IgG secretada Diversidade de anticorpos Estrutura do anticorpo (imunoglobulina) - continuação Estrutura cristalina de uma IgG secretada

Modelo em fita da cadeia pesada de uma IgG secretada Diversidade de anticorpos Estrutura do anticorpo (imunoglobulina) - continuação Modelo em fita da cadeia pesada de uma IgG secretada CH VH

Aminoácido (ou resíduo) no. Diversidade de anticorpos Estrutura do anticorpo (imunoglobulina) - continuação Regiões conservadas e divergentes na sequência de aminoácidos da cadeia pesada da IgG Variabilidade Aminoácido (ou resíduo) no.

Modelo em fita do domínio V da cadeia pesada da IgG Diversidade de anticorpos Estrutura do anticorpo (imunoglobulina) - continuação Modelo em fita do domínio V da cadeia pesada da IgG

Diversidade de anticorpos Estrutura do anticorpo (imunoglobulina) - continuação Modelo em fita da cadeia leve de uma IgG secretada ligada a um antígeno antígeno antígeno

Diversidade de anticorpos Estrutura do anticorpo (imunoglobulina) - final Ligação de um anticorpo a dois antígenos (epitopos) idênticos. A flexibilidade da dobradiça é essencial ao processo Determinantes na superfície celular distantes entre si Determinantes na superfície celular próximos entre si Dobradiça

Diversidade de anticorpos Os genes para as imunoglobulinas e a geração da diversidade de anticorpos Locus da cadeia H (1250 kb; cromossomo 14) ativador Outra cadeia pesada (H) Estrutura esquemática da cadeia pesada (H) Uma cadeia leve (L)

Diversidade de anticorpos Os genes para as imunoglobulinas e a geração da diversidade de anticorpos - continuação Locus da cadeia k (1820 kb; cromossomo 2) Locus da cadeia l (1050 kb; cromossomo 22) Uma cadeia pesada (H)

Diversidade de anticorpos Os genes para as imunoglobulinas e a geração da diversidade de anticorpos - continuação Mecanismo de recombinação pelas proteínas Rag Orientação dos segmentos gênicos V(D)J e sequências sinal para recombinação 12 pb 23 pb heptâmero nonâmero nonâmero heptâmero Sequências sinal para recombinação Há ainda mecanismos adicionais para geração de diversidade que serão apenas comentados

Mecanismo de recombinação pelas proteínas Rag - final Diversidade de anticorpos Os genes para as imunoglobulinas e a geração da diversidade de anticorpos - continuação Mecanismo de recombinação pelas proteínas Rag - final inversão deleção

Diversidade de anticorpos Os genes para as imunoglobulinas e a geração da diversidade de anticorpos - final Controle da expressão (síntese do RNA) da região recombinada pela aproximação do promotor e do ativador (enhancer) Linhagem germinativa Recombinação de DNA DNA recombinado transcrição RNA

Diversidade de anticorpos Cadeia pesada m Cadeia leve k Linhagem germinativa Recombinação somática (rearranjo do DNA); ligação D-J Recombinação somática (rearranjo do DNA); ligação VJ DNA recombinado Recombinação somática (rearranjo do DNA); ligação V-DJ Diversidade de anticorpos Quadro final de geração da diversidade de anticorpos transcrição transcrição Transcrito primário de RNA Processamento de RNA (splicing) Processamento de RNA (splicing) mRNA tradução tradução Polipeptídeo nascente processamento, glicosilação da proteína processamento, glicosilação da proteína Polipeptídeo maduro Molécula de Ig montada

Mudança de classe de anticorpos Parte B Mudança de classe de anticorpos

Mudança de classe de anticorpos Classes de anticorpos

Mudança de classe de anticorpos Formas de membrana e formas secretadas (ou secretórias) – poli-adenilação Transcrito de RNA primário Sítios de poli-adenilação Linfócito B inativo Linfócito B em diferenciação região para domínio transmembrana região para cauda mRNA tipo m para forma secretória mRNA tipo m para forma de membrana região para domínio citoplasmático IgM de membrana IgM secretada

Sítios de poli-adenilação Transcrito primário de RNA Mudança de classe de anticorpos Escolha de isotipo IgM ou IgD - splicing mRNA m Cadeia pesada tipo m Processamento de RNA Sítios de poli-adenilação Transcrito primário de RNA Processamento de RNA mRNA d Cadeia pesada tipo d

Mudança de classe por recombinação intra-cromátide Mudança de classe de anticorpos (final) Mudança para os isotipos IgG, IgE e IgA – recombinação intra-cromátide Mudança de classe por recombinação intra-cromátide

Diversidade de receptores de linfócitos T Parte C Diversidade de receptores de linfócitos T

Diversidade de receptores de linfócitos T Linfócitos T – maturação e expressão o receptor TcR Estágio de maturação Célula tronco Pró-T Pré-T Duplo positivo Positivo (T imaturo) T maduro (naive) Proliferação Expressão a proteína RAG Não- recombinado (DNA de cél. tronco) Não- recombinado (DNA de cél. tronco) Gene da cadeia b recombinado a e b prontos a e b prontos a e b prontos DNA e RNA do TcR Expressão do receptor Tcr Não Não Pré TcR (cadeia b/pré-Ta) TcR ab de membrana TcR ab de membrana TcR ab de membrana Sítio anatômico Medula óssea Timo Periferia Resposta a antígeno Seleção positiva e negativa Ativação (proliferação e diferenciação) Não Não Não Seleção negativa

Grupo açúcar (carboidrato) Diversidade de receptores de linfócitos T Estrutura do TcR (exemplo com ab, mas também pode ser gd) Cadeia b Cadeia a Ligação dissulfeto Região transmembrana Domínio Ig Grupo açúcar (carboidrato)

Diversidade de receptores de linfócitos T Estrutura do TcR (continuação) – comparação entre TcR e Ig Receptor de linfócito T (TcR) Anticorpo (Imunoglobulina) Célula apresentadora de antígeno Ig de membrana MHC Antígeno Antígeno Transdução de sinal Transdução de sinal

Diversidade de receptores de linfócitos T Estrutura do TcR (final) - frente e perfil da ligação TcR-peptídeo-MHC TcR TcR Peptídeo Peptídeo MHC (Classe I) MHC (Classe II)

Diversidade de receptores de linfócitos T (final) Os genes para TcR e os mecanismo de geração da diversidade dos receptores para reconhecimento de antígenos – genes das cadeias a, b, g e d Locus da cadeia b do TcR humano (620 kb, cromossomo 7) Locus das cadeia a e d do TcR humano (1000 kb, cromossomo 14) ativadores Locus da cadeia g do TcR humano (200 kb, cromossomo 7)

Diversidade de receptores de linfócitos T Linhagem germinativa DNA recombinado ou rearranjado Diversidade de receptores de linfócitos T Quadro final de geração da diversidade do TcR Transcrito primário de RNA mRNA Polipeptídeo nascente Polipeptídeo maduro Molécula de TcR montada

Apresentação de antígenos e Parte D Apresentação de antígenos e o Complexo principal de histocompatibilidade (MHC)

MHC Apresentação de antígenos Receptor de linfócito T Peptídeo Resíduo de contato do peptídeo com o receptor do linfócito T Receptor de linfócito T Resíduo polimórfico do MHC Peptídeo Resíduo âncora do peptídeo “bolso” ou cavidade do MHC

Fenda ligadora do peptídeo MHC Estrutura das moléculas de MHC MHC Classe I Fenda ligadora do peptídeo Peptídeo b2- microglobulina Região transmembrana Ligação dissulfeto Domínio Ig

Fenda ligadora do peptídeo MHC Estrutura das moléculas de MHC (continuação) MHC Classe II Fenda ligadora do peptídeo Peptídeo Região transmembrana Ligação dissulfeto Domínio Ig

MHC Estrutura das moléculas de MHC (final) MHC Classe I Fenda ligadora do peptídeo b2- MHC Classe II Fenda ligadora do peptídeo microglobulina

MHC Os genes para o MHC: diversidade sem recombinação Humano: HLA (cromossomo 6) Locus do MHC “Classe III” Locus do MHC Classe II Locus do MHC Classe I DM Genes do proteassomo; TAP1,2 Genes do proteassomo: TAP1,2 Proteinas do complemento: C4, Fator B, C2 Citocinas: LTb, TNFa, LT Genes Classe I-like e pseudogenes Murino: H2 (cromossomo 17) Locus do MHC Classe II Locus do MHC “Classe III” Locus do MHC Classe I Locus do MHC Classe I

MHC (final) Os genes para o MHC: diversidade sem recombinação (final) (detalhamento da região do MHC humano) Região Classe II Genes do proteassomo Região “Classe III” Região Classe I Região Classe I