Структурная организация рекомбинантной сигнальной последовательности

25.10.2015

Реанжировка генов, кодирующих антигенраспознающие области TCR, BCR и растворимых молекул иммуноглобулинов именуется V(D)J-рекомбинацией. В норме процесс рекомбинации осуществляется между генными сегментами, локализованными в пределах одной и той же хромосомы. Критические факторы, которые опосредуют V(D)J-рекомбинацию отдельных распознаваемых последовательностей ДНК, именуют сигнальными последовательностями рекомбинации — RSS (Recombination signal sequences).
На рис. 12.8 показаны RSS легких (IgK и IgX) и тяжелых (IgH) цепей иммуноглобулинов (выше отмечалось, что процессы V(D)J-рекомбинации TCR и иммуноглобулинов — растворимых или поверхностно-рецепторных — характеризуются сходными механизмами). RSS локализуются в 3’-конце каждого V-сегмента, в 5’-конце каждого J-сегмента и фланкируют с каждой стороны D-сегмент, представлены молекулярными структурами двух типов — RSS-12 и RSS-23. Эти структуры отличаются по составу и количеству составляющих их пар оснований (base-pair — bp), в частности по bр спейсера. Так, RSS-12 состоит из высококонсервативного 7-нуклеотидного гептамера (CACAGTG) или его аналога, за которым следует спейсер, включающий 12 неконсервативных нуклеотидов, и высококонсервативный 9-нуклеотидный нонамер (АСАААААСС) или его аналог. В отличие от этого спейсер RSS-23, соединяющий 7-bр гептамер и 9-Ьр нонамер, включает 23 неконсервативных нуклеотида. Нуклеотидный состав спенсера варьирует, но его консервативная длина соответствует одному или двум поворотам двойной спирали ДНК. В результате этого последовательности гептамера и нонамера оказываются соответствующими одной и той же стороне спирали ДНК, где они могут соединяться с комплексом белков, катализирующих процесс рекомбинации. При этом к генным сегментам V, D или J всегда примыкает гептамер RSS. На основании исследованных закономерностей У(0)1-рекомбинации установлено правило 12/23, согласно которому генный сегмент, фланкированный RSS-12, соединяется только с таковым, фланкированным RSS-23. Так, в легких цепях Igκ или Igλ генные сегменты Vκ и Vλ могут соединяться с генами сегментов Jκ и Jλ соответственно, тогда как в тяжелой цепи IgH непосредственное соединение сегментов V и J невозможно, поскольку они разъединены сегментом генов DH. В тяжелой цепи генные сегменты V и J фланкированы RSS-23, тогда как сегмент Dн фланкирован с обеих сторон RSS-12. Именно поэтому в тяжелой цепи IgH сегменты VH и JH соединяются не непосредственно друг с другом, а через сегмент Dн (рис. 12.8).

Структурная организация рекомбинантной сигнальной последовательности

Вместе с тем, несмотря на возможность рекомбинации V- и D-сегментов IgH, рекомбинация по этому сценарию обычно не происходит, генные V-сегменты цепи IgH рекомбинируют только с уже соединенными элементами DJ. Сходным образом в локусе β-цепи TCR, несмотря на возможность рекомбинации сегментов Vβ и Jβ, как правило, рекомбинируют Vβ-сегменты с сегментами DJβ, после предварительного процесса их объединения. Считается, что специфичность рекомбинации контролируется иными, еще не вскрытыми, механизмами этого процесса.