Imunogenética - Temas que serão tratados (plano de aula) Diversidade de anticorpos Linfócito B

1. 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)

2. Parte A Diversidade de anticorpos

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

4. Diversidade de anticorpos • Linfócito B (ou T) - continuação Expressão de receptor de antígeno pré-B/T Proliferação Proliferação Seleção positiva e negativa Expressão de receptor de antígeno Linfócito B/T maduro Fraco reconhecimento do antígeno 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

5. 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

6. Diversidade de anticorpos • Estrutura do anticorpo (imunoglobulina) - continuação Estrutura cristalina de umaIgG secretada

7. Diversidade de anticorpos • Estrutura do anticorpo (imunoglobulina) - continuação Modelo em fita da cadeia pesada de umaIgG secretada CH VH

8. 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.

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

10. Diversidade de anticorpos • Estrutura do anticorpo (imunoglobulina) - continuação Modelo em fita da cadeia leve de umaIgG secretada ligada a um antígeno antígeno antígeno

11. 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 próximos entre si Determinantes na superfície celular distantes entre si Dobradiça

12. 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)

13. 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)

14. 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 23 pb 12 pb heptâmero nonâmero nonâmero heptâmero Sequências sinal para recombinação Há ainda mecanismos adicionais para geração de diversidade que serão apenas comentados

15. 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

16. 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

17. Cadeia leve k Cadeia pesada m 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

18. Parte B Mudança de classe de anticorpos

19. Mudança de classe de anticorpos • Classes de anticorpos

20. 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 secretada IgM de membrana

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

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

23. Parte C Diversidade de receptores de linfócitos T

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

25. 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)

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

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

28. 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)

29. 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

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

31. MHC • Apresentação de antígenos 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

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

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

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

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

36. 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 I Região “Classe III” Região Classe I