Somatik reseptör üretimi Bağışıklık Sistemi dersi-7 Somatik reseptör üretimi 2016-2017, Bahar, Trakya Üniv Tıp Fak 6. Kurul, 13.03.2017 Neşe Akış, PhD, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı akisn@trakya.edu.tr http://personel.trakya.edu.tr/akisn/#.WKr6DyjC7WU

Somatik Yeniden Düzenlenmeyle BHR ve THR Geni Üretimi 1 Somatik Yeniden Düzenlenmeyle BHR ve THR Geni Üretimi

Kemik iliğinde kalan B hücreleri bir trafik boyunca gelişir, olgunlaşanlar deneyimsiz olarak kana verilir olgunlaşma

Timus kesitinde trabekulum içinde timositler Bir grup lenfosit Timusa göç eder ve loblarda bir trafik boyunca gelişir, olgunlaşanlar (deneyimsizler) kana verilir Timus kesitinde trabekulum içinde timositler LENFATİK KORTEKS MEDULLA HEV eşdeğeri Timositlerin HEVKorteksMedulla trafiği Venül

Birincil Organlarda Lenfosit Gelişimi Esnasında THR ve BHR Üretilir Reseptör üretme

Antijen Tanıma Reseptörü Üretme Safhası (örnek BHR)

Genomda normal genden transkripsiyon Kromozomda gen lokusu Lokusda genler Gende bölgeler Sonlanma Promotor Ekzon1 2 3 4 Gen pre mRNA’sı Gen mRNA’sı Ilk ekzon PAMP tanıyan bölge

İlk Ekzonu Somatik Üretilecek Gen Olağan Gen mRNA başlama pozisyonu mRNA'dan translasyon başlama pozisyonu Promotor dizisi Sonlanma dizisi Çift sarmal DNA Yükseltici dizi 1. Ekzon bölgesi 2. Ekzon bölgesi Üzerine transkripsiyon faktörleri bağlanır İntron bölgesi İlk Ekzonu Somatik Üretilecek Gen Çift sarmal DNA Sonlanma dizisi Yükseltici dizi Mini gen segmentleri bölgesi 2. Ekzon bölgesi İntron bölgesi

Kromozomda BHR ve THR Genlerinin İlk Ekzonları Somatik Üretilecek Tarzdadır

İlk ekzonu somatik üretilecek genlerinin epitop tanıyan ilk ekzon bölgesinde çoklu mini ekzon segmenti var Genom Kromozomda gen lokusu Lokusda genler Gende bölgeler sonlanma Promotor Ekzon 2 3 4 Ekzon 1’de mini ekzonlar V mini ekzon kümesi D mini ekzon kümesi J mini ekzon kümesi

Uzun/ağır zincirde rastgele 3 (kısa/hafifde 2) mini ekzon birleşerek ilk ekzonu oluşturur, ortaya çıkan yeni genden transkripsiyon yapılır Gende bölgeler sonlanma Promotor Ekzon1 2 3 4 Ekzon 1’de mini ekzonlar V mini ekzonları D mini ekzonları (kısada yok) J mini ekzonları İlk ekzonun oluşturulması Gende bölgeler sonlanma Promotor Ekzon1 2 3 4 Gen pre mRNA’sı Gen mRNA’sı Ilk ekzon epitop tanıyan bölge

Örnek BHR: Allellerden biri kapalı iken diğer allelde BHR Ağır Zincir Geni Rastgele Üretilir ve İfade Edilir

Timusda önce NK ve paralelinde γδ T denenir Örnek: Lokus 14q11 Timusda önce NK ve paralelinde γδ T denenir Örnek: Lokus 14q11.2’de δ geninin mini ekzon kümeleri intron1 intron2 intron3 Mini ekzonlar 3 küme halinde ekzon2 ekzon3 ekzon4 V kümesi D kümesi J kümesi V1 V2 D1 D2 D3 J1 J2 J3 J4 ATTGTGTGACTGTGCCTGCATACGTATAAGTATGACCTATCGTTATCACCTATATGGTATGACTTCGTAAAGTAAATTGCCAACTCT

δ mini ekzonları rastgele yeniden birleşme yapar ve yeni gen oluşur, transkripsiyon ve translasyon bu genden devam eder intron1 intron2 intron3 minigenler 3 küme halinde ekzon2 ekzon3 ekzon4 V kümesi D kümesi J kümesi V1 V2 D1 D2 D3 J1 J2 J3 J4 ATTGTGTGACTGTGCCTGCATACGTATAAGTATGACCTATCGTTATCACCTATATGGTATGACTTCGTAAAGTAAATTGCCAACTCT intron2 intron3 V1 D3 J2 intron1 mRNA ekzon2 ekzon3 ekzon4 Hücre-1 DNA Yeniden birleşme reaksiyonu Peptid zincir

Delta (δ) peptid yeni geni ve zinciri V bölgesinden seçilen mini ekzon Antijenin bağlandığı yer D bölgesinden seçilen mini ekzon J bölgesinden seçilen mini ekzon δ1 Ekzon 2 Sabit bölgeye antijen bağlanmaz Ekzon 3 δ2 Ekzon 4 zincir DNA MEMBRAN

Her gama-delta T hücresinde farklı bir δ geni, bu nedenle farklı bir tanıma reseptörü üretilir yeniden birleşme yaptırıcı ifade düzenleyici intron1 intron2 intron3 sonlandırıcı minigenler 3 küme halinde ekzon2 ekzon3 ekzon4 V kümesi D kümesi J kümesi V1 V2 D1 D2 D3 J1 J2 J3 J4 ATTGTGTGACTGTGCCTGCATACGTATAAGTATGACCTATCGTTATCACCTATATGGTATGACTTCGTAAAGTAAATTGCCAACTCT yeniden birleşme ifade düzenleyici intron2 intron3 sonlandırıcı V1 D3 J2 intron1 mRNA ekzon2 ekzon3 ekzon4 Hücre-1 DNA ifade düzenleyici intron2 intron3 V1 D2 J1 intron1 sonlandırıcı mRNA Hücre-2 DNA ekzon2 ekzon3 ekzon4 intron2 intron3 ifade düzenleyici V2 D3 J4 intron1 sonlandırıcı Hücre-3 DNA mRNA ekzon2 ekzon3 ekzon4

Her gama-delta T hücresi farklı bir PAMP’ı tanır ifade düzenleyici intron2 intron3 V1 D3 J2 intron1 Hücre-1 DNA ekzon2 ekzon3 ekzon4 mRNA ifade düzenleyici V4 D2 J1 intron2 intron3 intron1 Hücre-2 DNA ekzon2 ekzon3 ekzon4 mRNA ifade düzenleyici V2 D3 J1 intron1 intron2 intron3 Hücre-3 DNA ekzon2 ekzon3 ekzon4 mRNA

Aynı işlem gama (γ) geninde de yapılır Aynı işlem gama (γ) geninde de yapılır. Sadece gama geninde D mini ekzonu bulunmaz, ekzon 1 kısadır V D J Ekzon 2 Ekzon 3 Ekzon 4 Ekzon-1 δ1 δ2 γ1 γ2 V J Ekzon 2 Ekzon 3 Ekzon 4 Ekzon-1

BHR'de ise ifade edilen ağır zincir geni eğer antijene bağlama kapasitesinde değilse gen segmentleri rastgele değiştirilir. Segmentler biterse diğer allele geçilir. İkinci allelde de başarı sağlanamazsa hücre öldürülür.

Gama-Delta THR her iki alllede sırasıyla denenir ve başarılı olunmazsa Alfa-Beta THR Lokuslarına geçilir. Segmentler biterse yine diğer allele geçilir. İkinci allelde de başarı sağlanamazsa hücre öldürülür Pre-THR Pro-T Pre-T Yeniden birleşecek Delta zinciri veya Beta zinciri

Örnek: δ zincirinin 1nci ekzonundan kaç adet farklı reseptör üretilebilir? V kümesi D kümesi J kümesi V1 V2 D1 D2 D3 J1 J2 J3 J4 ATTGTGTGACTGTGCCTGCATACGTATAAGTATGACCTATCGTTATCACCTATATGGTATGACTTCGTAAAGTAAATTGCCAACTCT 2 X 3 X 4 = 24 adet

γ zincirinin 1nci ekzonundan kaç adet farklı reseptör üretilebilir? V kümesi J kümesi V1 V2 V14 V15 J1 J2 J1 J2 J2 DNA GTGACTGTGCCTGCATACGTATAAGTATGACCTATCGTTAAAGGTTAGTTAGTTATCACCTATATGGTATGACTTCGTAAAGTA 15 X 5 = 75 adet

Kaç adet γ δ THR çeşidi üretilebilir ? 24 δ X 75 γ = 1800 farklı γ δ THR γ δ γ δ SONUÇ: Somatik yeniden birleşme mekanizması sayesinde 1800 reseptör çeşidini 1800 gen yerine 2 gen ve çoklu ekzon ile üretmek mümkün oluyor

Örnek BHR: Başarılı her bir B hücresi farklı BHR üretmiştir

Genoma Sığamayacak Çeşitlilikte BHR ve THR Somatik Üretimle ile Birer Genlerden Üretilebilir