La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Genoma Umano e malattie genetiche lezione 3-4 Martedì 5 Maggio.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Genoma Umano e malattie genetiche lezione 3-4 Martedì 5 Maggio."— Transcript della presentazione:

1 Genoma Umano e malattie genetiche lezione 3-4 Martedì 5 Maggio

2 le regioni regolative non ci sono molti esempi già studiati il primo classico è quella del locus della  globina una Locus Control Region fa parte di un cluster genetico a livelli superiori mancano degli esempi più chiari potrebbero mancare oppure sono da scoprire

3 regioni regolative con funzione bidirezionale per ora gli esempi più chiari stanno nelle Regioni Regolative costituite da Enhancers questo livello è molto vicino alla attività trascrizionale dei geni che controllano e che costituiscono il cluster genico questo tipo di controllo può essere bidirezionale: TOP - DOWN BOTTOM - UP

4 esempio del cluster delle Ig con la regolazione dell’espressione delle Ig sono collegate molte altre funzioni che sono coregolate o coordinate il coordinamento deve prevedere: - interazioni intracellulari - “ extracellulari intracellulari: sopravvivenza, selezione, controllo moltiplicativo extracellulari: interazioni con le altre cellule della risposta immune “cross talking” tramite interleukine la risposta immunitaria è data dall’interazione di molte cellule e di molte funzioni collegate

5 partiamo da un esempio un sistema piuttosto noto ed interessante la regolazione delle immunoglobuline e dei linfociti B la maturazione e l’attivazione vanno di pari passo sistema multifattoriale esempio di interazione genoma ambiente

6 the study of the 3’RR different aspects of the study of a regulatory region interactions of a regulatory region: unidirectional flux ? the jerarchy of the regulation interactions of genome and environment the genome is controlled by epigenetic events these events open the possibility of a non univocal flux needs to be bidirectional TOR VERGATA

7 interactions and jerarchy epigenetic modifications of the region: nucleosome remodeling; methylation TOR VERGATA

8 tools for a RR study the tools : - evolutionary conservation and transformations - polymorphisms in humans (any kind!) - transgenic models in mouse - in vitro assays with cell lines (mouse and human) TOR VERGATA

9 “ La regione regolativa 3 ’ della catena pesante delle Ig: struttura e funzioni ” - processi di maturazione ed interazioni - cluster delle IgH (heavy) e struttura della regione regolativa - processo evolutivo - instabilità e regioni duplicate - nell’uomo la regione IgH3’RR duplicata - l’enhancer HS1,2-A/B è duplicato e polimorfico - studio dell’attività tramite geni reporter in cellule trasfettate - studio dei fattori che legano la sequenza enhancer EMSA La tragedia dei linfociti B nati per morire all’ 80% Il 20 % che sopravvive svolge il suo ruolo solo nella vecchiaia (a parte le memory cells che sono minoranza)

10 cascata di fosfatasi e kinasi nel processo di maturazione dei linfociti B si verifica una cascata di segnali CD45 Rap 1 MAPKs prima degli eventi di riarrangiamento messo in moto dal preBCR

11 ANTIGENE INDIPENDENTE ANTIGENE DIPENDENTE CELLULE B VDJ riarrangiato. IgM prodotto in membrana Locus Catene pesanti Locus Catene leggere VDJ riarrangiato VJ riarrangiato VJ riarrangiato V-J processing VDJ riarrangiato V-DJ processing D-J processing VDJ riarrangiato. IgM prodotto in membrana. Lo splicing produce anche IgD Fig. 5A Schema del riarrangiamento delle catene leggere e pesanti dell’immunoglobuline in correlazione con la maturazione dei linfociti B. maturazione

12 CELLULE B Locus Catene pesanti Locus Catene leggere ANTIGENE DIPENDENTE DIFFERENZAZIONE FINALE VJ riarrangiato VJ riarrangiato VJ riarrangiato Ipermutazioni somatiche Plasmacellule Cellule Memoria Cellule B attivate Centrociti VDJ riarrangiato. Le catene  prodotte in forma di membrana Switch isotipico a C , C  o C . Ipermutazione somatica Switch isotipico. Ipermutazione somatica. Catene pesanti prodotte in forma di membrana Switch isotipico. Catene pesanti prodotte in forma secreta. VDJ riarrangiato Catene  prodotte in forma secreta. Fig. 5B Schema del riarrangiamento delle catene leggere e pesanti dell’immunoglobuline in correlazione con la maturazione dei linfociti B. maturazione II

13 PLASMACELLULE Cellule B proliferanti Cellula B attivata (centroblasto) IL-2; IL-4; IL-5; IgG2a o IgG3 IgA o IgG2b IgE o IgG1 IgM IFN-  IL-4 TNF-  IL-2; IL-4; IL-5; Citokine proliferanti: IL-2; IL-4; IL-5; Citokine per il differenzamento: IL-2; IL-4; IL-5; IFN-  TNF-  Fig. Azione delle citochine sulla ricombinazione class switching (CSR) cellule denditriche e T-helper induzione dello switch

14 VHVH DHDH JHJH CHCH Ricombinazione V(D)J V(D)J Risultato dello switchCircolo exciso Ricombinazione class switching (CSR) bb aa V(D)J  IgM IgE     2b 2a Switch region: Consiste di sequenze ripetute tra 1 e 10 kb Il filamento non stampo è ricco in G S , S  ed S  hanno un repeat di 5 bp. S  ha un repeat di 49 bp. Fig. Ricombinazione class switching (CSR) nel topo. ricombinazione

15 Locus catena leggera Locus catena leggera  Locus catena pesante Cromosoma 22 Cromosoma 2 Cromosoma 14 LOCI DELLE CATENE PESANTI E LEGGERE DELL’Ig mappe dei loci IgH e IgL

16 ABCDFE Trascrizione regione S RNA editing ? AID? CSR ricombinasi? Riconoscimento delle regioni S accessibili Formazione di breaks al DNA A B C DF E A B C A B C DF E A B C CSR ricombinasi? Modifica l’RNA e/o le strutture del DNA delle regioni S accessibili Formazione di strutture secondarie (R loop?) Attivazione dei sistemi di riparazione del DNA Riparazione dei breaks SSSS c-myc una regione S due regioni S Switch su un altro cromosoma traslocazione Class switching recombination A AABBEFC Delezioni intra-switch Modelli che spiegano la Ricombinazione class switching (CSR). 1 2 il riarrangiamento Activation-induced cytidine deaminase (AID)

17 espressione nelle  fasi di sviluppo Sviluppo dei linfociti B indipendente dall’ antigene pro-B “committed” esprimono B220 (CD45) e anche CD 43, TdT terminal deossitransferasi, RAG-1, RAG-2, CD19 pre-B diminuzione di CD43, RAG-1 e 2, scomparsa di TdT, riarrangiamento della catena pesante, pBCR pre B cell receptor, riarrangiamento produttivo della catena leggera espressione di membrana di IgM Trascrizione dei surrogati delle catene leggere  Ig  /  formano il pre-B cell receptor complex di membrana essenziale per le fasi di sviluppo (CD45 - B220 - fosfotirosin fosfatasi PTPase integra i segnali durante lo sviluppo, non necessario per la linfopoiesi, forse è un’attività ridondante) CD19 interagisce con le tirosin-kinasi, non è essenziale, però favorisce l’entrata nel circolo periferico

18 maturazione nel germinal center avviene in associazione intima con cellule T Helper e cellule dendritiche del follicolo : -proliferazione clonale -ipermutazioni somatiche -selezione di affinità (self ed altro) -selezione negativa -switch isotipico

19 strutture regolative della trascrizione e indirettamente del riarrangiamento delle IgH promotori dei geni V enhancer intronico iE   ECS (evoluz. conserved seq.) intervening 5’ CH genes 3’ Ig heavy 3’ enhancer complex o regulat. region k intronico iE   3’  E  light chain E si attivano per la trascrizione sterile insieme a RAG1/2 con altri enzimi del riparo, variazione di metilazione e di struttura cromatinica,  gli enhancers necessari anche per la ricombinazione V(D)J I riarrangiamenti sono regolati da fattori di trascrizione ubiquitari e tessuto specifico

20 evoluzione delle Ig

21 Mouse Igh cluster Chromosome 12 Human Igh cluster Chromosome 14 12F1 14q32.33 mta1 JDVJDV JDVJDV crip2crip1hole mta1crip2crip1hole  a  b   JDV   JDV    elk 2.1 hs4hs1.2hs320bp 11 3’  1 hole  elk 2.2 hs4hs1.2hs3 20bp 22 3’  2 hs 4hs 3B hs 1,2hs 3A hs 4 hs 1,2hs 3 hs 4 hs 1,2hs 3 3’  2 3’  1 BAC199M11(AF450245) 86,035,00086,040,00086,045,00086,050,00086,055,00086,065,00086,070,00086,075,00086,060,000 85,894,50085,904,50085,914,50085,924,50085,934,50085,944,50085,954,500 centromerotelomero trascrizione IgH3’RR-A IgH3’RR-B (rischio riarrangiamenti) cluster Ig topo-uomo


Scaricare ppt "Genoma Umano e malattie genetiche lezione 3-4 Martedì 5 Maggio."

Presentazioni simili


Annunci Google