[~AnnA~]

GJENETIKA E IMUNOGLOBULINAVE

Përktheu: Adrian Zhubi, MD, University of Illinois Chicago


I. Historia

Analizat e renditjes së aminoacideve dëshmuan se regjioni i veçantë C, mund të jetë i shoqëruar me disa regjione të ndryshme V. Gjithashtu është treguar se një idiotip i veçantë mund të jetë i shoqëruar me regjione C të ndryshme (p.sh.IgM dhe IgG). Për t’i shpjeguar këto të dhëna është sugjeruar se dy regjione të molekulës IgG kodohen nga dy gjene të veçanta dhe se regjionet e gjeneve V dhe C janë bashkuar para se të krijohet molekula e IgG – d.m.th. janë dy gjene për një polipeptid.

Ky ishte një koncept revolucionar, por vetëm me zbulimin e teknologjisë rekombinuese te ADN-së u dëshmua të jetë i saktë.Vargjet e rënda dhe të lehta të imunoglobulineve janë koduar nga tri familje të veçanta të gjeneve, secila prej tyre ne kromozom të veçantë – një për vargun e rënde dhe nga një për secilin varg të lehtë. Secila prej këtyre familjeve të gjeneve ka disa regjione V të gjeneve dhe një ose me shumë regjione C te gjeneve. Por, regjionet e gjeneve V dhe C, nuk janë te afërt me njëri-tjetrin.


II.Familjet e gjeneve të vargjeve të lehta

1. Organizimi i gjeneve të vijës embrionale

Organizimi i vargjeve të lehta kappa dhe lambda në vijën embrionale ose qelizat e padiferencuara eshte paraqitur ne Figurën 1.

a. Vargjet e lehta llambda- familja e gjeneve llambda përbëhet prej 4 regjioneve C të gjeneve ,një për secilin nëntip të vargjeve llambda dhe përafërsisht 30 regjione V të gjeneve. Secili regjion V i gjeneve përbëhet prej dy eksoneve, një (L) që kodon regjionin inicial dhe tjetri (V) që kodon pjesën më të madhe të regjionit variabil. Në segmentin inicial të gjenit C, ndodhet edhe një ekson shtesë i quajtur J (joining). L,V,J dhe C janë ndarë me introne (sekuenca jokoduese te ndërmjetme).

b. Vargjet e lehta kappa- familja e gjeneve kappa përbëhet vetëm prej një regjioni të gjenit C,pasiqë ekziston vetëm një tip kappa i vargjeve të lehta. Ka disa regjione të gjeneve V (përafërsisht 250) dhe secili prej tyre ka një ekson inicial dhe një ekson V. Në familjen e gjeneve kappa janë disa eksone J të lokalizuara në mes të gjeneve V dhe C. Të gjithë këta eksone janë të ndara me introne.


Figura 1
Organizimi i kappa dhe lambda gjeneve të vargjeve të lehta ne vijën embrionale ose te qelizave të padiferencuara 2.Rirregullimi i gjeneve dhe ekspresioni


Me diferencimin e qelizës në limfocit të pjekur B që do të krijojë vargun e lehtë, ndodh një ristrukturim i gjeneve (eksoneve) te ndryshme si dhe ekspresioni i tyre (figura 2).

Figura 2
Me diferencimin e qelizës në B qelizë të pjekur që do të prodhojë një varg të lehtë ,do te vjen te rikomponimi i gjeneve (eksoneve) të ndryshme



Me diferencimin e qelizës në limfocit të pjekur B që do të krijojë vargun e lehtë, ndodh një ristrukturim i gjeneve në nivel të ADN-së, në atë mënyrë që një gjen V vendoset afër një regjioni J. Kjo ndodh me rekombinimin që zhvendos intronin në mes të regjionit V dhe J. Përzgjedhja e gjenit V të shfrytëzuar nuk është krejt e rastësishme, por ekzistojnë preferenca për përdorimin e gjeneve V më të përafërt me regjionet J. Sidoqoftë, me kohë, të gjitha gjenet V mund të përdoren në kombinim duke dhënë të gjitha kombinimet e mundshme të gjeneve V dhe regjioneve J.

Si rrjedhojë e këtij ristrukturimi të ADN-së gjeni bëhet aktiv sa i përket transkripsionit sepse një promotor (P) qe është i ndërlidhur me gjenin V, është sjellur afër përforëcuesit të lokalizuar në intron, në mes të regjioneve J dhe C. Me inicimin e transkripsionit nga promotori, krijohet para-ARNi që përmban sekuenca nga regjionet L,V,J dhe C dhe sekuenca prej introneve ne mes L dhe V,si dhe ne mes J dhe C (shiko Figurën 2). Ky para-ARNi është procesuar në bërthamë dhe intronet tjera janë eliminuar. ARNi përfundimtare përmban eksonet e përngjitura L,V,J dhe C.

ARNi përkthehet në citoplazmë dhe segmenti inicues largohet me transportimin e proteinës në lumen të retikulumit endoplazmatik. Vargu i lehtë është përngjitur me vargun e rëndë në retikulumin endoplazmatik dhe imunoglobulina sekretohet përmes rrugës normale te proteinës sekretore. Regjioni V i vargut të lehtë kodohet nga sekuenca në gjenin V dhe regjionin J, kurse regjioni C nga sekuenca në gjenin C.

1. Organizimi i gjeneve të vijës embrionale
Organizimi i gjeneve të vargjeve të rënda është paraqitur në figurën 3.

Figura 3
Bashkë me disa eksone J, familja e gjeneve të vargjeve të rënda poashtu përmban disa eksone shtesë të quajtura eksone D. Të gjitha këto eksone janë te shkëputura nga intronet III. Familja e gjeneve të vargjeve të rënda




Ne familjen e gjeneve të vargjeve të rënda janë shumë gjene C - një për secilën klasë dhe nënklasë te imunoglobulinave. Gjenet C janë të ndërtuara prej disa eksoneve, një për secilin domen dhe tjetri për regjionin varës. Ne familjen e gjeneve të vargjeve të rënda janë shumë regjione të gjeneve V, secili i përbërë prej eksonit inicial dhe eksonit V. Bashkë me disa eksone J, familja e gjeneve të vargjeve të rënda po ashtu përmban disa eksone shtesë te quajtura eksonet D. Te gjitha eksonet janë të ndara me introne (figura 3).



2. Rirregullimi i gjeneve dhe ekspresioni
Me diferencimin e qelizës në limfocit të pjekur B që do të krijojë vargun e rëndë, ndodh një ristrukturim i gjeneve (eksoneve) te ndryshme si dhe ekspresioni i tyre (figurat 4 dhe 5).


Figura 4
Me inicimin e transkripsionit nga promotori , formohet një para-ARNi qe përmban sekuenca nga regjionet Cμ dhe Cδ te L,V,D dhe J si dhe sekuencat për intronet mes L dhe V , J dhe Cμ, si dhe Cμ dhe Cδ


Figura 5
Para-ARNi eshte procesuar ne bërthamë, kurse introni mbetës, përfshire këtu edhe atë mes eksoneve ne gjenin C janë larguar.


Me orientimin e qelizës në limfocit B që krijon varg të rëndë, paraqiten dy rirregullime në nivel të ADN-së. Së pari, një nga regjionet D sillet afër një regjioni J dhe së dyti, një nga gjenet V sillet afër regjionit DJ të rirregulluar. Kjo paraqitet me dy rekombinime, të cilat i zhvendosin intronet ne mes të regjioneve V,D dhe J. Sikurse me vargjet e lehta, seleksionimi i vargjeve të rënda V nuk është krejt i rastësishëm, pasiqë të gjitha gjenet V mund te vihen ne përdorim.

Si pasojë e këtij rirregullimi të ADN-së eshte se gjenet bëhen aktive ne aspektin e transkripsionit sepse një promotor(P), që eshte i ndërlidhur me gjenin V, eshte sjellur afër përforëcuesit të lokalizuar në intronin mes J dhe regjionit Cmu. Me fillimin e transkripsionit, prej promotorit formohet para-ARNi që përmban sekuenca prej L,V,D,J, Cmu dhe Cdelta regjione si dhe sekuenca për intronet mes L dhe V , mes J dhe Cmu dhe mes Cmu dhe Cdelta (Figura 4).

Para–ARNi procesohet në bërthamë, kurse introni mbetës dhe ato në mes eksoneve ne gjenet C largohen (shiko fig.5). Para-ARNi mund të procesohet në dy mënyra: e para duke sjellë VDJ afër gjenit Cmu ; dhe e dyta, duke sjellë VDJ afër gjenit Cdelta. ARNi rezultues përmban L, V, D, J dhe Cmu ose Cdelta eksonet afër dhe kodon vargjet mu dhe delta, respektivisht.

ARNi përkthehet në citoplazmë dhe segmenti iniciues largohet me transportimin e proteinës në lumen të retikulumit endoplazmatik. Vargu i rëndë është përngjitur me vargun e lehtë në retikulumin endoplazmatik dhe imunoglobulina sekretohet përmes rrugës normale të proteinës sekretore. Regjioni V i vargut të maturuar të rëndë është koduar nga sekuenca e gjeneve V, D regjionit dhe regjioni C nga sekuenca në gjenin C.


Figura 6
Përngjitja e eksoneve V,J,D paraqiten sekuenca te veçanta të njohura si Sekuenca te Sinjalit Rekombinues (RSS) që kane rol në rekombinim. Çdo RSS përbehet nga një nomer dhe heptamer i konservuar që janë të ndara me nga 12 ose 23 qifte bazash IV. Mekanizmi i rirregullimit të ADN-së




Pranë V, J dhe D eksoneve gjenden sekuenca të veçanta të njohura si sekuenca të sinjalit rekombinant (SSR) që kanë rol në rekombinim. Çdo SSR përbëhet nga një monomer dhe heptamer i konservuar që janë të ndarë me nga 12 ose 23 qifte bazash (figura 6). Hapësirat te 12 bp dhe 23 bp i përgjigjen një ose dy kthesave ne heliksin e ADN-së.

Rekombinimi paraqitet vetëm ne mes sinjalit në kthesën e parë dhe të dytë. Në rastin e λ vargut të lehtë është një 1 kthesë sinjal teposhtë nga eksoni J dhe një 2 sinjale teposhte gjenit Vlambda. Në rastin e κ vargut të rëndë është 1 kthesë sinjal teposhte nga Vkappa gjeni dhe një 2 kthesa sinjale përpjete nga eksoni J.Në rastin e vargjeve të rënda ekziston nga 1 kthesë sinjali ne secilën anë të eksonit D; një 2 kthesa sinjali teposhte nga V gjeni dhe 2 kthesa sinjali përpjete i eksonit J .Kjo siguron zhvillimin e rregullt të proceseve rekombinuese.

Procesi rekombinues rezulton me largimin e introneve mes V dhe J në rastin e vargjeve të lehta ose V,D dhe J në rastin e vargjeve te rënda. Ky proces rekombinues është katalizuar nga dy proteina ,Rag-1 dhe Rag-2. Mutacionet në gjenet përgjegjëse për këto proteina rezultojnë ne sëmundjen e imunodeficiencës së rëndë të kombinuar ( të dy llojet e limfociteve T dhe B janë deficitare), pasiqë këto proteina dhe SSR janë të angazhuara në prodhimin e receptorëve për këto dy lloje t limfociteve B dhe T.