基因重排课件

抗原受体基因及多样性的产生抗原受体基因及多样性的产生1BCRTCR（H链L链）（链链或链链）Ag10n101410161014多肽链1014基因遗传？后天产生基因突变？基因重排组合多样性YesBCR（H链L链）（链链Ag10n101410161012一.BCR基因及其表达（一）胚系基因(胚胎细胞的基因)胚系状态BCR基因（未分化B细胞）HLV区C区V区C区V、D、J片段CV、J片段C基因片段间由无编码意义的内含子所隔开分隔状态的胚系基因（无转录活性）基因重排功能基因（有转录活性）一.BCR基因及其表达（一）胚系基因(胚胎细胞的基因)胚3基因重排课件4基因重排课件5（二）基因重排（形成功能基因）H链为例V…D…J…CV…DJ…CVDJ…CVDJC随机重排可形成的多样性为65276=10530（二）基因重排（形成功能基因）H链为例V…D…J…CV…DJ6基因重排课件7VH基因的重排可诱导VL基因的重排V…J…CVJ…CVJCVH基因的重排可诱导VL基因的重排V…J…CVJ…CVJC8（三）基因重排的实现一组特异性重组酶：识别重组信号序列（RSS）切除被选片段之间的DNA序列重新连接被选片段（三）基因重排的实现一组特异性重组酶：识别重组信号序列（RS9基因重排课件10（四）BCR多样性产生的机制1.组合造成的多样性重排多样性VH=65276=10530V=405=200V=304=120H链、L链配对的多样性10530200120=2.5108（四）BCR多样性产生的机制1.组合造成的多样性重排多样性112.连接造成的多样性不精确连接（核苷酸丢失）N区核苷酸插入重组酶将选定片段间DNA切除末端转移酶将核苷酸加至N断端重新连接后插入的核苷酸称为N区结果：连接部氨基酸变化连接部以后编码改变GGCGTCGCGGATATCTATGTAACGT（只发生在H链）2.连接造成的多样性不精确连接（核苷酸丢失）N区核苷酸插入123.体细胞高频突变成熟B细胞（基因已重排形成功能基因）抗原、Th、CK活化、增殖、分化（生发中心）V区发生高频率的突变各种亲和力BCR的B细胞（升高和降低）高亲和力BCR的B细胞选择3.体细胞高频突变成熟B细胞（基因已重排形成功能基因）抗原13（五）BCR多样性和CDR3VHVL骨架区CDR1CDR2CDR3VVVVVVVDJVJ体细胞高频突变重排、连接、突变多样性主要发生在CDR3对BCR的特异性和多样性影响最大的是CDR3（五）BCR多样性和CDR3VHVL骨架区C14（六）BCR基因表达的一些特点1.等位排斥和同种型排斥H16号染色体2号染色体22号染色体1对1对1对重排表达（随机）1条1条1条等位排斥只表达1条（非随机）同种型排斥结果：保证1个B细胞只产生1种特异性的BCR和抗体（六）BCR基因表达的一些特点1.等位排斥和同种型排斥H152.Ig类别转换成熟BIgM抗原、Th、CK活化、增殖、分化浆细胞IgG或IgA或IgECK（转类）（特异性不改变）2.Ig类别转换成熟BIgM抗原、Th、CK活化、增殖、分16机理：VDJ-C——C-C3-C1-C1-C2-C4-C-C2C基因片段之间的再次重排，由基因片段前的转换区介导（Switchregion,S区）VDJ-C3——C1-C1-C2-C4-C-C2机理：VDJ-C——C-C3-C1-C1-C2-17基因重排课件183.膜型Ig和分泌型Ig由Ig基因在转录、加工中造成VDJC-SC-MCVDJCSCVDJC-SC-MCVDJCMC转录RNA加工（分泌型）（膜型）3.膜型Ig和分泌型Ig由Ig基因在转录、加工中造成VDJ19基因重排课件20二.TCR基因及表达或只表达一种，已表达的抑制未表达的（一）胚系基因和基因重排VDJC70-8052124236113531221二.TCR基因及表达或只表达一种，已表达的抑制未表21胚系基因胚系基因22重排过程与BCR相似基因先重排DJVDJVDJC促进基因重排VJVJC重排过程与BCR相似基因先重排DJVDJVDJC促进基因23基因重排基因重排24（二）TCR多样性产生的机制与BCR类似无体细胞高频突变，N区插入较多1.重排多样性2.链和链配对多样性3.不精确连接4.N区核苷酸插入（、链均发生）（二）TCR多样性产生的机制与BCR类似无体细胞高频突变，N25（三）TCR多样性与CDR3CDR1CDR2CDR3VVJ或VDJ+连接+N插入识别MHC识别Ag肽CDR3决定TCR的特异性和多样性（三）TCR多样性与CDR3CDR1VVJ或VDJ+连26三.T、B细胞的分化成熟多能造血干细胞淋巴样干细胞祖T祖B（Pro-T、B）前T前B（Pre-T、B）成熟T成熟B外周淋巴循环骨髓骨髓或胸腺三.T、B细胞的分化成熟多能造血干细胞淋巴样干细胞祖T27（一）T细胞的分化成熟表达功能性TCR获得MHC限制形成自身耐受（一）T细胞的分化成熟表达功能性TCR获得MHC限制形成自28双阴性期CD4—CD8—DNT细胞基因重排双阳性期CD4+CD8+DPT细胞前TCR（TCR、pT)基因重排TCR、功能性TCR阳性选择单阳性期CD4+CD8—或CD4—CD8+SPT细胞获MHC限制阴性选择外周T细胞库对自身耐受双阴性期CD4—CD8—DNT细胞基因重排双阳性期CD29阳性选择：CD4+CD8+T能与自身MHC-肽适当亲和力结合不能或亲和力过高MHCI类分子结合CD4-CD8+TMHCII类分子结合CD4+CD8-T克隆清除凋亡结果：赋予成熟T细胞识别自身MHC分子的特性（MHC限制）胸腺皮质，胸腺上皮细胞阳性选择：CD4+CD8+T能与自身MHC-肽30阴性选择：阳性选择后的SPT细胞高亲和力识别自身肽-MHC其它胸腺DC、M表面自身肽-MHC克隆清除或无能继续发育成熟结果：清除自身反应性T细胞克隆（获得自身耐受）皮髓质交界处阴性选择：阳性选择后的SPT细胞高亲和力识别自身肽-MH31（二）B细胞分化成熟祖B大前BPreBCR（链、SL)小前B合成L链未成熟BBCR（mIgM）接受抗原刺激克隆清除成熟B功能性BCR（mIgM、mIgD）（二）B细胞分化成熟祖B大前BPreBCR（链、SL)小32抗原受体基因及多样性的产生抗原受体基因及多样性的产生33BCRTCR（H链L链）（链链或链链）Ag10n101410161014多肽链1014基因遗传？后天产生基因突变？基因重排组合多样性YesBCR（H链L链）（链链Ag10n1014101610134一.BCR基因及其表达（一）胚系基因(胚胎细胞的基因)胚系状态BCR基因（未分化B细胞）HLV区C区V区C区V、D、J片段CV、J片段C基因片段间由无编码意义的内含子所隔开分隔状态的胚系基因（无转录活性）基因重排功能基因（有转录活性）一.BCR基因及其表达（一）胚系基因(胚胎细胞的基因)胚35基因重排课件36基因重排课件37（二）基因重排（形成功能基因）H链为例V…D…J…CV…DJ…CVDJ…CVDJC随机重排可形成的多样性为65276=10530（二）基因重排（形成功能基因）H链为例V…D…J…CV…DJ38基因重排课件39VH基因的重排可诱导VL基因的重排V…J…CVJ…CVJCVH基因的重排可诱导VL基因的重排V…J…CVJ…CVJC40（三）基因重排的实现一组特异性重组酶：识别重组信号序列（RSS）切除被选片段之间的DNA序列重新连接被选片段（三）基因重排的实现一组特异性重组酶：识别重组信号序列（RS41基因重排课件42（四）BCR多样性产生的机制1.组合造成的多样性重排多样性VH=65276=10530V=405=200V=304=120H链、L链配对的多样性10530200120=2.5108（四）BCR多样性产生的机制1.组合造成的多样性重排多样性432.连接造成的多样性不精确连接（核苷酸丢失）N区核苷酸插入重组酶将选定片段间DNA切除末端转移酶将核苷酸加至N断端重新连接后插入的核苷酸称为N区结果：连接部氨基酸变化连接部以后编码改变GGCGTCGCGGATATCTATGTAACGT（只发生在H链）2.连接造成的多样性不精确连接（核苷酸丢失）N区核苷酸插入443.体细胞高频突变成熟B细胞（基因已重排形成功能基因）抗原、Th、CK活化、增殖、分化（生发中心）V区发生高频率的突变各种亲和力BCR的B细胞（升高和降低）高亲和力BCR的B细胞选择3.体细胞高频突变成熟B细胞（基因已重排形成功能基因）抗原45（五）BCR多样性和CDR3VHVL骨架区CDR1CDR2CDR3VVVVVVVDJVJ体细胞高频突变重排、连接、突变多样性主要发生在CDR3对BCR的特异性和多样性影响最大的是CDR3（五）BCR多样性和CDR3VHVL骨架区C46（六）BCR基因表达的一些特点1.等位排斥和同种型排斥H16号染色体2号染色体22号染色体1对1对1对重排表达（随机）1条1条1条等位排斥只表达1条（非随机）同种型排斥结果：保证1个B细胞只产生1种特异性的BCR和抗体（六）BCR基因表达的一些特点1.等位排斥和同种型排斥H472.Ig类别转换成熟BIgM抗原、Th、CK活化、增殖、分化浆细胞IgG或IgA或IgECK（转类）（特异性不改变）2.Ig类别转换成熟BIgM抗原、Th、CK活化、增殖、分48机理：VDJ-C——C-C3-C1-C1-C2-C4-C-C2C基因片段之间的再次重排，由基因片段前的转换区介导（Switchregion,S区）VDJ-C3——C1-C1-C2-C4-C-C2机理：VDJ-C——C-C3-C1-C1-C2-49基因重排课件503.膜型Ig和分泌型Ig由Ig基因在转录、加工中造成VDJC-SC-MCVDJCSCVDJC-SC-MCVDJCMC转录RNA加工（分泌型）（膜型）3.膜型Ig和分泌型Ig由Ig基因在转录、加工中造成VDJ51基因重排课件52二.TCR基因及表达或只表达一种，已表达的抑制未表达的（一）胚系基因和基因重排VDJC70-8052124236113531221二.TCR基因及表达或只表达一种，已表达的抑制未表53胚系基因胚系基因54重排过程与BCR相似基因先重排DJVDJVDJC促进基因重排VJVJC重排过程与BCR相似基因先重排DJVDJVDJC促进基因55基因重排基因重排56（二）TCR多样性产生的机制与BCR类似无体细胞高频突变，N区插入较多1.重排多样性2.链和链配对多样性3.不精确连接4.N区核苷酸插入（、链均发生）（二）TCR多样性产生的机制与BCR类似无体细胞高频突变，N57（三）TCR多样性与CDR3CDR1CDR2CDR3VVJ或VDJ+连接+N插入识别MHC识别Ag肽CDR3决定TCR的特异性和多样性（三）TCR多样性与CDR3CDR1VVJ或VDJ+连58三.T、B细胞的分化成熟多能造血干细胞淋巴样干细胞祖T祖B（Pro-T、B）前T前B（Pre-T、B）成熟T成熟B外周淋巴循环骨髓骨髓或胸腺三.T、B细胞的分化成熟多能造血干细胞淋巴样干细胞祖T59（一）T细胞的分化成熟表达功能性TCR获得MHC限制形成自身耐受（一）T细胞的分化成熟表达功能性TCR获得