Prof.Dr.Öztürk ÖZDEMİR 2005-2006 SİVAS İMMÜNOGENETİK Prof.Dr.Öztürk ÖZDEMİR 2005-2006 SİVAS

Teşekkür II. Komite sınavında gösterdikleri üstün başarıdan dolayı; Öğrenci Not 1- Kezban ARMAĞAN 90 2- İrem EREL 85

Sicle cell anemia

Isolation of Human Chromosomes: -peripheral blood -constitutional karyotype Korf (2000) Figure 5-4

Chromosome Banding Band resolution = estimate of number of light + dark bands per haploid set of chromosomes 400  850+

Karyotype examples 46,XX 46,XY 47,XX,+21 45,X/46,XX 46,XY,t(11;22)(q23;q11.2)

Karyotype: 45,X

Common Chromosomal Syndromes Autosomes Down syndrome/Trisomy 21 47,XY,+21 Trisomy 13 47,XY,+13 Trisomy 18 47,XY,+18 Sex Chromosomes Turner syndrome 45,X Klinefelter syndrome 47,XXY 47,XYY syndrome 47,XXX syndrome

Examples of Balanced Structural Rearrangement Translocation

Examples of Balanced Structural Rearrangement Insertion

Examples of Unbalanced Structural Rearrangement Deletion

Examples of Unbalanced Structural Rearrangement Duplication

Case 1: Clinical features dysmorphic facies flat facies slanted palpebral fissures small ears

Karyotype?

Karyotype: 47,XX,+21

Meiosis And Non-disjunction: * * Korf (2000) Fig. 5-13

Down Syndrome: Cytogenetic Causes Numerical: ~95% 90% meiotic ndj 5% mosaic 46/47,+21 46 chromosomes 2 copies cs 21 47 chromosomes 3 copies cs 21

Karyotype:Robertsonian Translocation 46,XY,der(14;21)(q10;q10),+21

Down Syndrome: Recurrence Risk Trisomy: +21 < 30 years = 1.4% > 30 years = age related risk 30 years = 1/900 35 years = 1/385 40 years = 1/100 Structural:depends on the type of rearrangement and inheritance pattern

Reciprocal Translocation 46,XX,t(2;17)(q21.3;q25.2)

Reciprocal, balanced translocation: 2 derivative chromosomes modal number = 46

Diffuse Large Cell Lymphoma: t(3;14)(q27;q32.2) DLBCL: molecularly heterogenous group of B-cell lymphomas wide variety of cytogenetic abnormalities t(14;18) FL t(3;14) LAZ3 3q27, IGH 14q32 >20% DLBCL and FL ?associated with longer survival time and disease free progression?

Her gün vücudumuz: -Virus -Bakteri -Hastalık etkeni sayılabilir organizmalarla kaşılaşmak durumundadır. Bütün bu dış organizmaların tek amacı vardır bizim savunma sistemimizin üstesinden gelmektir. Buna karşılık vücudumuzda bu saldırıya karşılık trilyonlarca hücresini seferber ederek kendini savunmaya çalışır. Bu savunma sistemi – Bağışıklık sistemi yada İMMÜN SİSTEM olarak adlandırılır. Yabancı hücre ve bileşenleri organizmanın kendi hücrelerinden üst düzey bir doğrulukla ayırt edebilen bu sistemde fonksiyon alan gen ve gen ailesini inceleyen genetik alt dalı “İmmünogenetik” olarak adlandırılır.

BAĞIŞIKLIK SİSTEMİ I -Yabancı maddeleri tanımak (recognition) II -Yabancı - zararlı olduklarına karar vermek (decision) III -Kendi vücut hücrelerinden üst düzey doğrulukla ayırt etmek (specification) IV -Bu maddeleri zararsız hale getirme - yok etmek (destruction)

İMMÜN SİSTEM TİPLERİ I- Doğal-doğuştan (innate)var olan bağışıklık Bu bağışıklık sisteminde üç hücre grubu görev alır ve organizma bir patojene maruz kaldığında öncelikle geliştirilen immün sistem kısmını oluşturur. Olası ileri enfeksiyonlarla genellikle başedemez ve yerini daha kompleks olan adaptif bağışıklık sistemine terk eder.  Fagositik hücreler (makrofajlar, mast hücreleri)  Compleman sistemi- T helper hücreler; (direkt bakteri hücre membranı parçalayarak, bakteri hücre membranını kaplayarak fagositik ve diğer immün sistem hücrelerin bunlara atak yapmasına aracılık ederler.)  Natural (doğal) killer hücreler (özel tip lenfosit hücreleri olup, viral enfeksiyon ve bazı tümör hücrelerin yok edilmesinden sorumlu hücre grubudur)

II- Adaptif (Geliştirilebilen) bağışıklık  Daha spesifik ve daha etkili immün yanıt oluşturmak üzere geliştirilen bağışıklık sistem şeklidir. İnnate immün sistemin geliştirilmiş şekli olup sadece omurgalı canlılarda mevcuttur.  B ve T lenfosit hücreleri bu sistemin en önemli hücreleridir.  iki şekilde yapılır: B- Humoral Bağışıklık (B lenfosit hücreleri görevlidir, hücreler sentezledikleri antikorlar aracılığı ile patojenleri - bakterileri yok ederler) A- Hücresel Bağışıklık (T lenfosit hücreleri görevlidir, bakterilerin öncelikle üst düzeyde bir duyarlılıkla tespit edilip, direkt fagosite edilerek yok edilme esasından ibaret bağışıklık sistemidir)

İmmün sistem elemanları A- İnnate immün sistem elemanları: Makrofajlar (fagositik hücreler) Ör: mast hücreleri Naturel (doğal) killer hücreler Compleman sistemi- T helper hücreler B- Adaptif immün sistem elemanları: B lenfositler – Plazma hücreleri –İmmünoglobünler (Ig) T lenfositler – Lenfoblastlar – Sitotoksik killer hücreler MHC I (HLA A,B ve C) : doku reddi, sitotoksik T hücre uyarımı MHC II (HLA DR, DQ ve DX) : T hücre uyarımı MHC I : Complemen sistem proteinleri ABO : Alyuvar (kırmızı kan hücreleri) hücre antijenitesi Rh : Alyuvar antijen sistemi HY antijen sistemi : Aynı türün farklı seksleri arasında görülür (erkek ) TAP1 ve TAP2 : Peptid transporter protein, proteinleri modifikasyonları için ER ye taşır RAG 1 ve 2 (rekombinazlar) enzimler : Ig genlerinin somatik rekombinasyonunda görev alırlar

A-HUMORAL BAĞIŞIKLIK 1 Antijen (bakteri)  2 antijen Presenting hücreler( APC) tarafından tanınır  3 taşıdıkları MHC classII antijenler aracılığı ile T helper lenfosit hücrelerle konjuge olurlar  4 T helper lenfositler aktive olur ve bu hücrelerden sitokinler salınır  5 salınan sitokinler tarafından B lenfosit hücreler uyarılır  6 B lenfositler, antijen spesifik plazma hücrelerine dönüştürülür  7 matür hücrelerden immünoglobünler salınır (Ig)  8antijenler Ig tarafından sarılır ve inaktive edilir parçalanarak yok edilir. Görev Alan hücre grupları ve moleküller  antijen presenting hücreler (APC): fagositik makrofajlar ve dentritic hücreler  T helper hücreler  B lenfosit hücreleri  Plazma hücreleri  Class II major histokompatibility compleks (MHC)  Sitokinler  İmmünoglobünler

PROTEİNLER I – İmmünoglabünler (antikorlar) - identik 2 ağır ve 2 hafif zincirden ibarettirler - heriki zincirde birbirlerinden ayırtedilebilen variable (V), constant ©, Junctional (J) ve diversity (D) olmak üzere 4 farklı bölge bulunur. - antijen özgüllüğü V bölge tarafından sağlanır. - zincirler disülfit bağlarla birarada tutulur - –Ig G, IgA, IgD, IgM ve Ig E olmak üzere 5 tip (, , ,  ve ) ağır zincir - 2 tip hafif zincir ( ve  ) - sadece IgM immatur B lenfositlerce sentezlenebiliyor. Diğerleri matür hücrelerce sentezlenirler

B-HÜCRESEL BAĞIŞIKLIK GÖREV ALAN HÜCRE GRUPLARI VE MOLEKÜLLER  Sitotoksik (killer) T lenfosit hücreleri  MHC I molekülleri Prosedür: 1 Bakteri yada Viral enfeksiyon  2enfekte edilen hücreye ait MHC I kompleksi viral proteinleri bağlayarak dış membrana transfer eder  3görevli CD8 Killer T lenfosit hücreleri bu enfekte hücreleri öncelikle tespit eder  4enfekte hücre ile konjuge olur  5çeşitli kimyasaller ( parçalayıcı enzimler, lizozimler vs) aracılığı ile enfekte hücreyi parçalarlar yada proğramlı hücre ölüm mekanizmasını (apoptoz) devreye sokarak yabancı hücre yada biyolojik materyali ortadan kaldırır.

BAĞIŞIKLIK SİSTEMİNDE GÖREV YAPAN PROTEİNLER Gen- Protein Kromozomdaki lokalizasyonu  İmmünoglobünler (Ig)5 ağır zincir (C,V,D ve J genler) 14q32  T lenfosit hücreleri  reseptörü 14q11  İmmünoglobünler (Ig)  hafif zincir (C,V ve J genler) 2p13  İmmünoglobünler (Ig)  hafif zincir (C,V ve J genler) 22q11  T lenfosit hücreleri  reseptörü 7q35  T lenfosit hücreleri  reseptörü 7p15  T lenfosit hücreleri  reseptörü 14q11  MHC I, II ve III 6p21  TAP 1 ve 2 6p21  2 microglobin 15q21-22  RAG1 ve 2 11p13

BAĞIŞIKLIK SİSTEMİNDE GÖREV YAPAN PROTEİNLER ve GÖREVLERİ Protein Görevi  İmmünoglobünler (Ig)ağır zincir (C,V,D ve J genler) Ig kısmı olup yabancı antijeni bağlar  T lenfosit hücreleri  reseptörü MHC ile birlikte antijeni tanır  İmmünoglobünler (Ig)  hafif zincir (C,V ve J genler) Humoral bağışıklık  İmmünoglobünler (Ig)  hafif zincir (C,V ve J genler) Humoral bağışıklık  T lenfosit hücreleri  reseptörü MHC ile birlikte antijeni tanır  T lenfosit hücreleri  reseptörü MHC ile birlikte antijeni tanır  T lenfosit hücreleri  reseptörü MHC ile birlikte antijeni tanır  MHC I, II ve III Hücre yüzey molekkülleri, T hücre reseptorleriyle konj.  TAP1 ve 2 Yabancı peptitleri ER taşıyan transporter moleküller  2 microglobin MHC I molekülünün ikinci alt birimi  RAG1 ve 2 rekombinazlar VDJ genlerinin somatik rekombinasyonu

ANTİKOR ÇEŞİTLİLİĞİ VE ALTERNATİF GENLER  Multip(birden fazla sayı ve tipte) germline Ig genlerin varlığı - 80 adet V - 6 adet J - 30 adet D segment genleri  Somatik rekombinasyon (VDJ rekombinasyonu) – Jucstaposed transkripsiyon –multip kombinasyon – somatik hipermutasyon – Juncional diversity Plazma hücrelerinde RAG1 ve 2 rekombinaz enzimler öncelikle alternatif gen bölgelerini kırarlar, herbirinden 1 tanesi hariç diğerleri delesyona uğratılır, daha sonra DNA ligaz diğer gen bölgelerini (non-deleted) bağlar ve birlikte transkribe dilir. Somatik hipermutasyon: B lenfositler antijenle karşılaşınca plazma hücreleri şeklinde farklılaşırken ağır derecede gen delesyonlarına uğrarlar.

SOMATİK REKOMBİNASYON Vhl D1-D30 Jhl1- Jhl6 C V1V2 V3 V80 D1 D2 .. D30 1 2 3 4 5 6

MAJOR HİSTOKOMPATİBİLİTY COMPLEKS GENLERİ (MHC I,II ve III) Toplam 80 adet olan MHC genler 4 Mb büyüklüğünde DNA dan ibaret 6 nolu kromozomun kısa koluna lokalize genlerdir. Genler I,II ve III olmak üzere üç sınıfa ayrılır MHC I genler yüksek oranda polimorfizm gösterir. Gen ürünleri (1, 2, 3 ve 2 microglobünden ibaret) organizmanın yaklaşık bütün hücre membran ekstracellular yüzeyinde bulunur. Bu antijenlerin tamamı T helper hücre reseptörlerince tanınır. HLA A, B ve C bu grup gen ürünleridir. (Human lökosit antijenleri) MHC II genler yine yüksek oranda polimorfim gösterir. Gen ürünleri (1, 2 ve 1-2 olmak üzere) HLA DP, DQ ve DR ve ayrıca TAP1 TAP2 proteinlerden ibarettir. MHC III genler 680 kb uzunluğunda ve 36 adet alternatif genlerden ibaret. Genler bağışıklıkta önemli rolleri olan komplemen sistemde görev alan proteinlerin sentezinden sorumludurlar. MHC I ve II kişilerarası üst düzeyde farklılık gösterirler fakat bir kişiye ait bütün hücreler için uniform (benzer) yapıdadırlar. Aynı kişiye ait farklılık gösteren bağışıklıktan sorumlu proteinler VDJ yapısına shaip Ig proteinler olup, enfeksiyon nedeni olan antijene özgül olarak plazma hücrelerince sentezlenirler.

ABO ve Rh ANTİJENİK SİSTEM Kırmızı kan hücrelerine özgüllük gösterir. Kan dokusu nakillerinde A,B,AB yada O kan grubu ve subgrupları önemlidir. Bu antijenler 9 nolu kromozomun kısa kolu üzerine lokalize gen ailesi tarafından sentezlenirler.

BAĞIŞIKLIK I- STEM HÜCRELERİ II- HÜCRE FARKLILAŞMASI III- ANTİJENİK YANIT OLUŞTURAN HÜCRELERİN OLUŞUMU IV- SAVUNMA

BAĞIŞIKLIK SİSTEM HASTALIKLARI Kemikiliği, fetal dalak ve karaciğer stem h.  1 Lökosit stem hücreleri  2 lenfoid stem hücreleri   3 4 Timus dokusu Peyer plakları, Apendix   T-lenfositleri B-lenfositleri -------------- Antijenik uyarımlar ----------- Lenfoblastlar Plazma Hücreleri Hücresel Bağışıklık Humoral Bağışıklık 1 - Reticular dysgenesis 2 - Severe Combined İmmununodeficiency (SCID) 3 - Di George Syndrome 4 - Bruton Type Agammaglobunemia

İMMÜN SİSTEM HASTALIKLARI I – Primer İmmünyetmezlikler :T,B lenfositler, Complemen sistem, MHC I,II ve diğer fagositik hücre gruplarında meydana gelen bozukluklara bağlı hastalıklar bu gruba dahil edilir. II – Sekonder İmmünyetmezlikler : Eksternal faktörlerce ortaya çıkan hastalıklardır. İlgili hücrelerde primer bir bozukluk yok. AIDS en çarpıcı örnek teşkil eder. III – Sendromik İmmünyetmezlikler : Bağışıklık sisteminde görev alan birden fazla gen ve gen ailelerini tutan ve genomik DNA yapısında ağır instabiliteye neden olan hastalıklardır. Ör. Wiskott – Aldrich Ataxia telengiectasia Di George Cheidiak Higashi Chronic Granulomatosis

PRİMER İMMÜNYETMEZLİK HASTALIKLAR Hastalık Kalıtım Klinik X-bağlı agammaglobünemia XR(BTK mutasyonu) B lenfosit yokluğu SCID (  zinciri sitokin reseptörü - interlökin 2) XR (Adenozin deaminaz – ADA mutasyonu ) AR T lenfosit yokluğu Zap70 kinaz yetersizliği AR T lenfosit disfonksiyonu Complemen sistem defektleri AR Bakteri enfeksiyonlarında hassasiyet Di George AD T lenfosit yokluğu Ataxia telengiectasia AR DNA tamir ve T lenfosit yokluğu Wiskott -Aldrich sendromu XR Anormal T lenfositler Chediak - Higashi sendromu AR Parsiyal albinizm, enfeksiyon Lökosit adesyon yetersizliği AR Fagositik hücre reseptör defektine bağlı Ağır bakteri enfeksiyonu Kronik granulomatozis XR, AR Fagositler bakterileri içine alır fakat öldüremezler granüler yapı oluştururlar Bare lenfosit sendromu AR TAP2 gen mutasyonuna bağlı MHC I reseptör proteini eksik modifiye edilir.

YOUR IMMUNE SYSTEM