( www.biomehdi.fr.gd ) - Réarrangement des gènes immunoglobulines

7- La recombinaison des gènes V et C des délitions et des ….réarrangements

8- L’exclusion allélique est déclenchée par le réarrangement ….productif.

Les immunoglobulines sont les molécules effectrices du système immunitaire. Elle se présentent soit liées à la membrane cellulaire, soit libre (anticorps circulants). Liées à la membrane lymphocytaire, elle constitue des récepteurs cellulaires superficiels. Leur diversité est immense au niveau des zones variables. Ceci les rend aptes à fixer un grand nombre d’antigènes très différents, bien que leur structure et leur fonction diffèrent, elles sont dotées d’une structure générale caractéristique relativement simple.

Les anticorps sont des glycoprotéines qui se lient aux antigènes ayant une spécifié et une infinité élevées, ces molécules ont d’abord été identifiées dans le sérum et sont également appelées « immunoglobulines », ce terme est utilisé alternativement avec le terme anticorps. Chez l’homme il existe cinq classe d’anticorps (IgG ,IgA,IgM,IgD,IgE).

Tous les anticorps possèdent la même unité de base composé de quatre chaînes polypeptidiques : deux chaînes légères L et deux chaînes lourdes H .dans cette unité de base, une chaînes L est liée, par des ponts disulfure et des liaisons non covalentes, à une chaîne H .pareillement, les deux chaînes H sont liées ensemble par des ponts disulfure covalents ainsi que par des liaisons hydrophiles et hydrophobe.

Il existe 5 types de chaines H (appelées µ δ γ ε et α) qui déterminent la classe de l’anticorps (IgM ,IgD ,IgE,IgA respectivement) .Il existe aussi deux types de chaînes L-κ et λ ;la masse moléculaire de chacune est de 23 KDa. Chaque unité d’anticorps ne peut avoir qu’une seule chaîne κ ou λ jamais les deux.

Les chaînes L et les H sont reliés par une interchaine composée de ponts disulfure à chaque 90 résidus d’acides aminés. Et créent des anses polypeptidiques des domaines de 110 acides aminés. Ces domaines sont appelés VH,VL,CH1,CH2 etc. et possèdent des propriétés fonctionnelles particulières (par exemple VH,VL ensemble forment le site de liaison de l’antigène ). Ce type de structure caractérise plusieurs autres molécules qui appartiennent à la superfamille du gène de l’immunoglobuline.

Il existe trois groupes de gènes non liés codant pour les immunoglobulines : un pour les chaînes-κ, un autre pour les chaînes λ et le dernier pour les chaînes H chacun sur un chromosome différent (tableau 2), il existe dans chacun de ces groupes sur le chromosome plusieurs régions codantes (exons) qui se combinent au niveau de l’ADN pour produire un site de liaison. Dans un cellule B mature ou un plasmocyte, l’ADN codent pour les régions V pour une chaîne H d’un anticorps spécifique, est constitué d’une séquence nucléotide non interrompue et continue. Par contre, l’ADN dans une cellule de la lignée germinale (ou une cellule non B) pour cette région V existe en segment d’ADN distincts, exons, séparés par des régions d’ADN non codant. Les exons trouvé dans la régions codant pour la région V de la chaînes H sont : le segment V (codant 2-4 acides aminés), et le segment J (codant le reste des 14 acides aminés dans la région V). Pour les chaînes L il existe uniquement des exons du segment V (codant approximativement les 95 acides aminée) et J (codant le reste des 13 acides aminés ou plus). Dans chaque groupe de gènes, il existe entre 30 et 65 gènes de segment V fonctionnel. Les régions J et D sont situés entre les régions C et V sur le chromosome et il existe plusieurs gènes différents pour chacun.

Les séquences d’ADN codant pour la région C des chaînes H et L sont 3’ pour les gènes V, mais séparés entre eux par des gènes de segment J non utilisés et ne codant par l’ADN. En outre, chaque groupe de gènes possède habituellement un segment de gène fonctionnel pour chaque classe et sous classe. D’où, le groupe de gènes de la chaîne H possède 9 gènes de région C fonctionnelle, chacun codant pour µ, δ, γ1, γ2, γ3, γ4, ε, α1, α2.pour les groupes de gènes de la chaîne L. il existe un segment de gène codant pour la région C des chaînes Lκ, mais quatre codant pour les régions C de la chaîne Lλ.

Polypeptide Ig	Chromosome
Chaîne- H	14
Chaîne- κ	2
Chaîne- λ	22

Il existe de nombreux gènes codant pour des régions V, et seulement quelque une pour les régions C. les séquences codant les chaînes légères et les chaînes lourdes sont assemblées de la même façon ; n’importe lequel des nombreux gènes V peut être assemblé avec n’importe lequel des quelque gènes C. cette recombinaison somatique se produit dans le lymphocyte B ou l’anticorps est exprimé. Le grand nombre de gènes V disponibles est responsable de la diversité des immunoglobulines. Cependant, toute la diversité n’est pas codée dans le génome ; une certaine partie résulte de changements au cours du processus de construction d’un gène fonctionnel.

L’élément essentiel de la synthèse des immunoglobulines est donc la différence de l’arrangement des gènes V et des gènes C dans les cellules produisant les immunoglobulines (ou les récepteurs des cellules T) et dans toutes les autres cellules somatique ou germinales.

La construction d’un gène fonctionnel d’immunoglobuline ou de récepteur des cellules T pourrait ressembler à un processus de type lamarkien, représentant un changement dans le génome qui répondrait à un caractère particulier du phénotype (antigène). A la naissance, l’organisme ne possède pas le gène fonctionnel lui permettant de produire un anticorps particulier ou un récepteur des cellules T. Il possède un grand nombre de gène V et un nombre de gène C plus restreint. La construction d’un gène a partir de ces élément permet ensuite la synthèse de l’anticorps / du récepteur’ qui est alors disponible pour réagir avec l’antigène. La théorie de la sélection clonale exige donc que ce réarrangement de l’ADN ait lieu avant l’exposition à l’antigène, qui se traduit ensuite par une sélection des cellules portant une protéine capable de fixer l’antigène. La réaction complète se déroule dans les cellules somatique et ne concerne pas la lignée germinale ; la réponse à un antigène n’est pas donc transmise à la descendance de l’organisme.

Les principes d’assemblage des gènes fonctionnels sont les même dans chaque famille, mais il y a des différences dans les détails de l’organisation des gènes V et C et par conséquent dans la réaction de recombinaison entre eux. En plus des gènes V et C, autres courtes séquences d’ADN sont également incluses dans les locus somatiques fonctionnels, et pour éviter la confusion sur la nature des séquences d’ADN, on parle des (segments) du génome ou des régions du polypeptide.

Une chaîne légère λ est formée par l’assemblage de deux parties. Le gène V est constitué de l’exon de tète ( L pour leader ) , séparé par un seul intron du segment V .le gène C est constitué du segment J séparé par un seul intron de l’exon constant C.

Le nom du segment J est une abréviation de joining, car il identifie la région à laquelle le segment V s’associe. La réaction d’association n’implique pas directement les gènes C et V, mais se produit par l’intermédiaire du segment J ; lorsque l’on parle des ( gènes V et C ) pour les chaînes légère, on sous-entend en réalité l’association V-JC.

Le segment J est court et code les 13 derniers acides amines de la région variable, telle aminés. Dans le gène intact produit par recombinaison, le segment V-J est constitué d’un seul exon codant la totalité de la région variable.

La conséquence de la réaction d’association de κ sont illustrées dans la figure 33- 6.une chaîne légère κ résulte également de l’assemblage de deux parties, mais il y a une différence dans l’organisation du gène C. 5 segment J sont disséminés dans une région de 500-700 pb, séparée de l’exon Cκ par une intron de 2-3 kb. Chez la souris, le segment J participant à la recombinaison sont perdus (j1 a été perdu dans la figure). Tout segment J à droite du segment J recombiné est considéré comme une partie de l’intron situé entre les exons variable et constant

Tous les segment J fonctionnels possèdent un signal au niveau de leur limite gauche qui leur permet d’être recombinés avec le segment V ; ils possèdent également un signal à la limite droite qui peut être utilisé pour l’épissage avec l’exon C. quel que soit le segment J reconnu pour l’association de l’ADN, il utilise son signal d’épissage lors de la maturation de l’ARN.

La construction des chaînes lourdes implique un segment supplémentaire. Le segment D (pour diversité) a été découvert en raison de la présence dans la protéine, de 2 à 13 acides aminés supplémentaire entre les séquences codées par le segment V et le segment J. une région de plus de 10 segments D est située dans le chromosome entre les segments VH et les 4 segments JH (dont la longueur varie entre 4 et 6 codons).

L’association V-D-J se déroule en deux étapes, comme l’illustre la figure 33-7.en premier lieu, l’un des segments D est recombiné avec un segment JH ; puis un segment VH est recombiné avec l’association DJH. La reconstruction conduit à l’expression du segment CH adjacent (qui est formé de plusieurs exons).

Les segments D sont organisés en une région en tandem. Le locus des chaînes lourdes chez la souris contient 12 segments D de longueur variable ; le locus humain possède ~ 30 segments D (qui ne sont pas tous nécessairement actifs). Un mécanisme inconnu doit garantir la participation du même segment D aux réactions d&rsqu