V(D)J-rekombination
Kurs: Basvetenskap 6
Vad är det?
- Den somatiska genomlagring som skapar de variabla domänerna i BCR/antikroppar och TCR.
- Sker under lymfocyternas mognad: B-celler i benmärgen, T-celler i Tymus — alltid före mötet med antigen och oberoende av det.
- Genom att slumpvis kombinera V- (variable), D- (diversity) och J-segment (joining) kan ett begränsat antal gensegment ge upphov till en receptorrepertoar på storleksordningen 10^11 olika specificiteter.
- Är den avgörande skillnaden mot PRR, som är groddlinjekodade och identiska hos alla individer.
Varför är det viktigt / Mekanism
- RAG1 och RAG2 (recombination activating genes) är de enzym som utför klippningen. De känner igen RSS (recombination signal sequences) som flankerar varje segment och klipper DNA:t där.
- 12/23-regeln styr att bara segment med olika spacer-längd kan sammanfogas — det säkerställer korrekt ordning (V till D till J) och förhindrar meningslösa V-V-hopfogningar.
- Ändarna repareras av NHEJ-maskineriet (Ku70/80, DNA-PKcs, Artemis, ligas IV).
- Fyra källor till mångfald:
- Kombinatorisk — vilka V, D och J som väljs.
- Junktionell — nukleotider tas bort slumpvis vid skarven, och TdT lägger till templatoberoende N-nukleotider. Detta koncentreras till CDR3, den region som gör mest direkt kontakt med antigenet, och är den enskilt största mångfaldskällan.
- Kedjeparning — tung + lätt kedja (B) respektive α + β (T).
- Somatisk hypermutation — men bara i B-celler och först efter antigenmöte, i groddcentrum och driven av AID. Detta är alltså en separat process från V(D)J.
- Allelisk exklusion ser till att varje lymfocyt uttrycker endast en specificitet — grunden för den klonala selektionsteorin.
- Priset för denna slumpmässighet är att många receptorer blir autoreaktiva eller icke-funktionella — därför följs V(D)J alltid av positiv och negativ selektion, där omkring 90 % av tymocyterna elimineras.
Klinisk relevans & Diagnostik
- SCID (svår kombinerad immunbrist) orsakas bland annat av mutationer i RAG1/RAG2 → varken B- eller T-celler kan bildas. Barnet får livshotande infektioner från några månaders ålder; behandling är Stamcellstransplantation.
- Omenns syndrom — hypomorfa RAG-mutationer med kvarvarande restaktivitet ger en oligoklonal, autoreaktiv T-cellsrepertoar med erytrodermi, hepatosplenomegali och eosinofili.
- Ataxia telangiectasia och Artemis-brist ger DNA-reparationsdefekter med både immunbrist och ökad malignitetsrisk.
- Eftersom V(D)J innebär dubbelsträngsbrott i DNA är felaktig sammanfogning en mekanism bakom lymfomtranslokationer, t.ex. t(14;18) vid Follikulärt lymfom, där BCL2 hamnar under immunglobulinets promotor.
- Klonalitetsanalys: PCR mot omlagrade IgH- eller TCR-gener används kliniskt för att skilja en monoklonal (malign) lymfocytpopulation från en polyklonal reaktiv. Samma princip ligger bakom MRD-uppföljning vid leukemi.
Klinisk pärla
Att en enda enzymfamilj (RAG) står bakom hela den adaptiva immunitetens mångfald förklarar varför RAG-brist ger totalt bortfall av både T- och B-celler. NK-cellerna är däremot intakta — de använder inte V(D)J — vilket ger den karakteristiska T−B−NK+ fenotypen vid RAG-SCID.
Tenta-fokus
Skilj noga på V(D)J-rekombination (RAG, före antigenmöte, i benmärg/tymus, både B och T) och Somatisk hypermutation + klasskifte (AID, efter antigenmöte, i groddcentrum, endast B-celler). Förväxlingen är en klassisk fallgrop.
Kopplingar
Relaterat: B-cellsreceptorn, T-cellsreceptorn, Adaptiv immunitet, SCID, Somatisk hypermutation, Tymus