基因重排課件

抗原受體基因及多樣性的產(chǎn)生抗原受體基因及多樣性的產(chǎn)生1BCRTCR（H鏈L鏈）（鏈鏈或鏈鏈）Ag10n101410161014多肽鏈1014基因遺傳？后天產(chǎn)生基因突變？基因重排組合多樣性YesBCR（H鏈L鏈）（鏈鏈Ag10n101410161012一.BCR基因及其表達(dá)（一）胚系基因(胚胎細(xì)胞的基因)胚系狀態(tài)BCR基因（未分化B細(xì)胞）HLV區(qū)C區(qū)V區(qū)C區(qū)V、D、J片段CV、J片段C基因片段間由無編碼意義的內(nèi)含子所隔開分隔狀態(tài)的胚系基因（無轉(zhuǎn)錄活性）基因重排功能基因（有轉(zhuǎn)錄活性）一.BCR基因及其表達(dá)（一）胚系基因(胚胎細(xì)胞的基因)胚3基因重排課件4基因重排課件5（二）基因重排（形成功能基因）H鏈為例V…D…J…CV…DJ…CVDJ…CVDJC隨機(jī)重排可形成的多樣性為65276=10530（二）基因重排（形成功能基因）H鏈為例V…D…J…CV…DJ6基因重排課件7VH基因的重排可誘導(dǎo)VL基因的重排V…J…CVJ…CVJCVH基因的重排可誘導(dǎo)VL基因的重排V…J…CVJ…CVJC8（三）基因重排的實(shí)現(xiàn)一組特異性重組酶：識別重組信號序列（RSS）切除被選片段之間的DNA序列重新連接被選片段（三）基因重排的實(shí)現(xiàn)一組特異性重組酶：識別重組信號序列（RS9基因重排課件10（四）BCR多樣性產(chǎn)生的機(jī)制1.組合造成的多樣性重排多樣性VH=65276=10530V=405=200V=304=120H鏈、L鏈配對的多樣性10530200120=2.5108（四）BCR多樣性產(chǎn)生的機(jī)制1.組合造成的多樣性重排多樣性112.連接造成的多樣性不精確連接（核苷酸丟失）N區(qū)核苷酸插入重組酶將選定片段間DNA切除末端轉(zhuǎn)移酶將核苷酸加至N斷端重新連接后插入的核苷酸稱為N區(qū)結(jié)果：連接部氨基酸變化連接部以后編碼改變GGCGTCGCGGATATCTATGTAACGT（只發(fā)生在H鏈）2.連接造成的多樣性不精確連接（核苷酸丟失）N區(qū)核苷酸插入123.體細(xì)胞高頻突變成熟B細(xì)胞（基因已重排形成功能基因）抗原、Th、CK活化、增殖、分化（生發(fā)中心）V區(qū)發(fā)生高頻率的突變各種親和力BCR的B細(xì)胞（升高和降低）高親和力BCR的B細(xì)胞選擇3.體細(xì)胞高頻突變成熟B細(xì)胞（基因已重排形成功能基因）抗原13（五）BCR多樣性和CDR3VHVL骨架區(qū)CDR1CDR2CDR3VVVVVVVDJVJ體細(xì)胞高頻突變重排、連接、突變多樣性主要發(fā)生在CDR3對BCR的特異性和多樣性影響最大的是CDR3（五）BCR多樣性和CDR3VHVL骨架區(qū)C14（六）BCR基因表達(dá)的一些特點(diǎn)1.等位排斥和同種型排斥H16號染色體2號染色體22號染色體1對1對1對重排表達(dá)（隨機(jī)）1條1條1條等位排斥只表達(dá)1條（非隨機(jī)）同種型排斥結(jié)果：保證1個(gè)B細(xì)胞只產(chǎn)生1種特異性的BCR和抗體（六）BCR基因表達(dá)的一些特點(diǎn)1.等位排斥和同種型排斥H152.Ig類別轉(zhuǎn)換成熟BIgM抗原、Th、CK活化、增殖、分化漿細(xì)胞IgG或IgA或IgECK（轉(zhuǎn)類）（特異性不改變）2.Ig類別轉(zhuǎn)換成熟BIgM抗原、Th、CK活化、增殖、分16機(jī)理：VDJ-C——C-C3-C1-C1-C2-C4-C-C2C基因片段之間的再次重排，由基因片段前的轉(zhuǎn)換區(qū)介導(dǎo)（Switchregion,S區(qū)）VDJ-C3——C1-C1-C2-C4-C-C2機(jī)理：VDJ-C——C-C3-C1-C1-C2-17基因重排課件183.膜型Ig和分泌型Ig由Ig基因在轉(zhuǎn)錄、加工中造成VDJC-SC-MCVDJCSCVDJC-SC-MCVDJCMC轉(zhuǎn)錄RNA加工（分泌型）（膜型）3.膜型Ig和分泌型Ig由Ig基因在轉(zhuǎn)錄、加工中造成VDJ19基因重排課件20二.TCR基因及表達(dá)或只表達(dá)一種，已表達(dá)的抑制未表達(dá)的（一）胚系基因和基因重排VDJC70-8052124236113531221二.TCR基因及表達(dá)或只表達(dá)一種，已表達(dá)的抑制未表21胚系基因胚系基因22重排過程與BCR相似基因先重排DJVDJVDJC促進(jìn)基因重排VJVJC重排過程與BCR相似基因先重排DJVDJVDJC促進(jìn)基因23基因重排基因重排24（二）TCR多樣性產(chǎn)生的機(jī)制與BCR類似無體細(xì)胞高頻突變，N區(qū)插入較多1.重排多樣性2.鏈和鏈配對多樣性3.不精確連接4.N區(qū)核苷酸插入（、鏈均發(fā)生）（二）TCR多樣性產(chǎn)生的機(jī)制與BCR類似無體細(xì)胞高頻突變，N25（三）TCR多樣性與CDR3CDR1CDR2CDR3VVJ或VDJ+連接+N插入識別MHC識別Ag肽CDR3決定TCR的特異性和多樣性（三）TCR多樣性與CDR3CDR1VVJ或VDJ+連26三.T、B細(xì)胞的分化成熟多能造血干細(xì)胞淋巴樣干細(xì)胞祖T祖B（Pro-T、B）前T前B（Pre-T、B）成熟T成熟B外周淋巴循環(huán)骨髓骨髓或胸腺三.T、B細(xì)胞的分化成熟多能造血干細(xì)胞淋巴樣干細(xì)胞祖T27（一）T細(xì)胞的分化成熟表達(dá)功能性TCR獲得MHC限制形成自身耐受（一）T細(xì)胞的分化成熟表達(dá)功能性TCR獲得MHC限制形成自28雙陰性期CD4—CD8—DNT細(xì)胞基因重排雙陽性期CD4+CD8+DPT細(xì)胞前TCR（TCR、pT)基因重排TCR、功能性TCR陽性選擇單陽性期CD4+CD8—或CD4—CD8+SPT細(xì)胞獲MHC限制陰性選擇外周T細(xì)胞庫對自身耐受雙陰性期CD4—CD8—DNT細(xì)胞基因重排雙陽性期CD29陽性選擇：CD4+CD8+T能與自身MHC-肽適當(dāng)親和力結(jié)合不能或親和力過高M(jìn)HCI類分子結(jié)合CD4-CD8+TMHCII類分子結(jié)合CD4+CD8-T克隆清除凋亡結(jié)果：賦予成熟T細(xì)胞識別自身MHC分子的特性（MHC限制）胸腺皮質(zhì)，胸腺上皮細(xì)胞陽性選擇：CD4+CD8+T能與自身MHC-肽30陰性選擇：陽性選擇后的SPT細(xì)胞高親和力識別自身肽-MHC其它胸腺DC、M表面自身肽-MHC克隆清除或無能繼續(xù)發(fā)育成熟結(jié)果：清除自身反應(yīng)性T細(xì)胞克?。ǐ@得自身耐受）皮髓質(zhì)交界處陰性選擇：陽性選擇后的SPT細(xì)胞高親和力識別自身肽-MH31（二）B細(xì)胞分化成熟祖B大前BPreBCR（鏈、SL)小前B合成L鏈未成熟BBCR（mIgM）接受抗原刺激克隆清除成熟B功能性BCR（mIgM、mIgD）（二）B細(xì)胞分化成熟祖B大前BPreBCR（鏈、SL)小32抗原受體基因及多樣性的產(chǎn)生抗原受體基因及多樣性的產(chǎn)生33BCRTCR（H鏈L鏈）（鏈鏈或鏈鏈）Ag10n101410161014多肽鏈1014基因遺傳？后天產(chǎn)生基因突變？基因重排組合多樣性YesBCR（H鏈L鏈）（鏈鏈Ag10n1014101610134一.BCR基因及其表達(dá)（一）胚系基因(胚胎細(xì)胞的基因)胚系狀態(tài)BCR基因（未分化B細(xì)胞）HLV區(qū)C區(qū)V區(qū)C區(qū)V、D、J片段CV、J片段C基因片段間由無編碼意義的內(nèi)含子所隔開分隔狀態(tài)的胚系基因（無轉(zhuǎn)錄活性）基因重排功能基因（有轉(zhuǎn)錄活性）一.BCR基因及其表達(dá)（一）胚系基因(胚胎細(xì)胞的基因)胚35基因重排課件36基因重排課件37（二）基因重排（形成功能基因）H鏈為例V…D…J…CV…DJ…CVDJ…CVDJC隨機(jī)重排可形成的多樣性為65276=10530（二）基因重排（形成功能基因）H鏈為例V…D…J…CV…DJ38基因重排課件39VH基因的重排可誘導(dǎo)VL基因的重排V…J…CVJ…CVJCVH基因的重排可誘導(dǎo)VL基因的重排V…J…CVJ…CVJC40（三）基因重排的實(shí)現(xiàn)一組特異性重組酶：識別重組信號序列（RSS）切除被選片段之間的DNA序列重新連接被選片段（三）基因重排的實(shí)現(xiàn)一組特異性重組酶：識別重組信號序列（RS41基因重排課件42（四）BCR多樣性產(chǎn)生的機(jī)制1.組合造成的多樣性重排多樣性VH=65276=10530V=405=200V=304=120H鏈、L鏈配對的多樣性10530200120=2.5108（四）BCR多樣性產(chǎn)生的機(jī)制1.組合造成的多樣性重排多樣性432.連接造成的多樣性不精確連接（核苷酸丟失）N區(qū)核苷酸插入重組酶將選定片段間DNA切除末端轉(zhuǎn)移酶將核苷酸加至N斷端重新連接后插入的核苷酸稱為N區(qū)結(jié)果：連接部氨基酸變化連接部以后編碼改變GGCGTCGCGGATATCTATGTAACGT（只發(fā)生在H鏈）2.連接造成的多樣性不精確連接（核苷酸丟失）N區(qū)核苷酸插入443.體細(xì)胞高頻突變成熟B細(xì)胞（基因已重排形成功能基因）抗原、Th、CK活化、增殖、分化（生發(fā)中心）V區(qū)發(fā)生高頻率的突變各種親和力BCR的B細(xì)胞（升高和降低）高親和力BCR的B細(xì)胞選擇3.體細(xì)胞高頻突變成熟B細(xì)胞（基因已重排形成功能基因）抗原45（五）BCR多樣性和CDR3VHVL骨架區(qū)CDR1CDR2CDR3VVVVVVVDJVJ體細(xì)胞高頻突變重排、連接、突變多樣性主要發(fā)生在CDR3對BCR的特異性和多樣性影響最大的是CDR3（五）BCR多樣性和CDR3VHVL骨架區(qū)C46（六）BCR基因表達(dá)的一些特點(diǎn)1.等位排斥和同種型排斥H16號染色體2號染色體22號染色體1對1對1對重排表達(dá)（隨機(jī)）1條1條1條等位排斥只表達(dá)1條（非隨機(jī)）同種型排斥結(jié)果：保證1個(gè)B細(xì)胞只產(chǎn)生1種特異性的BCR和抗體（六）BCR基因表達(dá)的一些特點(diǎn)1.等位排斥和同種型排斥H472.Ig類別轉(zhuǎn)換成熟BIgM抗原、Th、CK活化、增殖、分化漿細(xì)胞IgG或IgA或IgECK（轉(zhuǎn)類）（特異性不改變）2.Ig類別轉(zhuǎn)換成熟BIgM抗原、Th、CK活化、增殖、分48機(jī)理：VDJ-C——C-C3-C1-C1-C2-C4-C-C2C基因片段之間的再次重排，由基因片段前的轉(zhuǎn)換區(qū)介導(dǎo)（Switchregion,S區(qū)）VDJ-C3——C1-C1-C2-C4-C-C2機(jī)理：VDJ-C——C-C3-C1-C1-C2-49基因重排課件503.膜型Ig和分泌型Ig由Ig基因在轉(zhuǎn)錄、加工中造成VDJC-SC-MCVDJCSCVDJC-SC-MCVDJCMC轉(zhuǎn)錄RNA加工（分泌型）（膜型）3.膜型Ig和分泌型Ig由Ig基因在轉(zhuǎn)錄、加工中造成VDJ51基因重排課件52二.TCR基因及表達(dá)或只表達(dá)一種，已表達(dá)的抑制未表達(dá)的（一）胚系基因和基因重排VDJC70-8052124236113531221二.TCR基因及表達(dá)或只表達(dá)一種，已表達(dá)的抑制未表53胚系基因胚系基因54重排過程與BCR相似基因先重排DJVDJVDJC促進(jìn)基因重排VJVJC重排過程與BCR相似基因先重排DJVDJVDJC促進(jìn)基因55基因重排基因重排56（二）TCR多樣性產(chǎn)生的機(jī)制與BCR類似無體細(xì)胞高頻突變，N區(qū)插入較多1.重排多樣性2.鏈和鏈配對多樣性3.不精確連接4.N區(qū)核苷酸插入（、鏈均發(fā)生）（二）TCR多樣性產(chǎn)生的機(jī)制與BCR類似無體細(xì)胞高頻突變，N57（三）TCR多樣性與CDR3CDR1CDR2CDR3VVJ或VDJ+連接+N插入識別MHC識別Ag肽CDR3決定TCR的特異性和多樣性（三）TCR多樣性與CDR3CDR1VVJ或VDJ+連58三.T、B細(xì)胞的分化成熟多能造血干細(xì)胞淋巴樣干細(xì)胞祖T祖B（Pro-T、B）前T前B（Pre-T、B）成熟T成熟B外周淋巴循環(huán)骨髓骨髓或胸腺三.T、B細(xì)胞的分化成熟多能造血干細(xì)胞淋巴樣干細(xì)胞祖T59（一）T細(xì)胞的分化成熟表達(dá)功能性TCR獲得MHC限制形成自身耐受（一）T細(xì)胞的分化成熟表達(dá)功能性TCR獲得