8.1 MECANISMOS DE GENERACIÓN DE LA DIVERSIDAD DE LINFOCITOS T Y B.

Summary

Este video explica cómo el sistema inmunológico genera una asombrosa diversidad de inmunoglobulinas y receptores de células T (TCR) para defenderse de una vasta variedad de patógenos. A pesar de tener solo 25,000 genes, el proceso de recombinación somática en células B y T permite la creación de una variedad casi infinita de proteínas. A través de la combinación aleatoria de segmentos génicos (V, D y J) en los cromosomas, se producen millones de inmunoglobulinas, lo que permite una respuesta inmune efectiva. El sistema de 'rifa' se usa como analogía para ilustrar este proceso complejo de recombinación genética.

Takeaways

• 😀 El sistema inmunológico necesita generar una gran diversidad de inmunoglobulinas y receptores de células T para defenderse de una vasta cantidad de patógenos.
• 😀 El genoma humano contiene alrededor de 25,000 genes, pero el cuerpo necesita generar alrededor de 10^11 diferentes inmunoglobulinas y TCRs, lo cual plantea una gran incógnita sobre cómo lograr esta diversidad.
• 😀 La diversidad en los inmunoglobulinas y los receptores de células T se logra mediante la recombinación somática de fragmentos génicos específicos.
• 😀 Los genes que codifican para las inmunoglobulinas están fragmentados en piezas pequeñas, que se combinan de manera aleatoria para generar una gran variedad de anticuerpos.
• 😀 Los segmentos génicos involucrados en la generación de inmunoglobulinas incluyen los segmentos V (variable), D (diversidad) y J (unión) en las cadenas pesadas, y V y J en las cadenas ligeras.
• 😀 El proceso de recombinación somática permite que los segmentos V, D y J se combinen aleatoriamente, lo que genera una gran cantidad de variaciones posibles en los anticuerpos.
• 😀 Los anticuerpos generados a partir de cadenas pesadas y ligeras se combinan de forma aleatoria para generar miles de combinaciones posibles.
• 😀 En el caso de las cadenas pesadas, hay 50 segmentos V, 30 segmentos D y 6 segmentos J, lo que resulta en una combinación potencial de 9,000 cadenas pesadas diferentes.
• 😀 Para las cadenas ligeras, se combinan 40 segmentos V con 5 segmentos J, lo que da lugar a 200 combinaciones posibles para las cadenas kappa, y para las cadenas lambda, se generan 270 combinaciones.
• 😀 A pesar de la gran cantidad de combinaciones, la diversidad generada no es suficiente, por lo que se deben explorar otros mecanismos que amplifiquen aún más la diversidad de inmunoglobulinas y TCRs.

Q & A

¿Qué significa la necesidad de tener 10^11 inmunoglobulinas y 10^11 moléculas de TCR?

La necesidad de 10^11 inmunoglobulinas y 10^11 moléculas de TCR se refiere a la capacidad del sistema inmune para reconocer una vasta cantidad de patógenos distintos, cada uno con características únicas. Esto es esencial para la defensa frente a la variedad de microorganismos a los que estamos expuestos.

¿Cómo se resuelve la contradicción entre la cantidad de genes en el genoma humano y la necesidad de tanta diversidad de proteínas?

La solución radica en la recombinación somática, donde los genes que codifican para las inmunoglobulinas y TCR están fragmentados en pequeños segmentos. Estos segmentos se combinan de manera aleatoria, creando una diversidad de proteínas mucho mayor de lo que los genes individuales en el genoma podrían generar por sí solos.

¿Qué es la recombinación somática y cómo contribuye a la diversidad de las inmunoglobulinas?

La recombinación somática es un proceso exclusivo de los linfocitos B y T, donde segmentos de genes (V, D, J) se recombinan de manera aleatoria para generar una gran diversidad de anticuerpos e inmunoglobulinas. Este proceso permite que se generen muchas variaciones de las proteínas que forman parte del sistema inmune.

¿Por qué no se incluye el segmento constante en el cálculo de la diversidad de inmunoglobulinas?

El segmento constante no forma parte de la región variable del anticuerpo, que es la que interactúa con los antígenos. Por lo tanto, no se considera en los cálculos de la diversidad, ya que su función no está relacionada con la variabilidad en el reconocimiento de patógenos.

¿Cuántas combinaciones diferentes de cadenas pesadas pueden generarse según el guion?

Para las cadenas pesadas, se pueden generar 9,000 combinaciones diferentes, ya que hay 50 segmentos V, 30 segmentos D y 6 segmentos J, los cuales se combinan aleatoriamente.

¿Qué diferencia hay entre las cadenas ligeras kappa y lambda en términos de segmentos?

La diferencia principal radica en el número de segmentos J y C. Las cadenas ligeras kappa tienen 5 segmentos J y 1 segmento constante funcional, mientras que las cadenas lambda tienen 3 segmentos J y 3 segmentos C, aunque solo uno de los segmentos C es probablemente funcional.

¿Cómo se calcula la cantidad total de inmunoglobulinas generadas a partir de las combinaciones de cadenas ligeras y pesadas?

La cantidad total de inmunoglobulinas se calcula multiplicando el número de combinaciones posibles de las cadenas ligeras (500) por el número de combinaciones de las cadenas pesadas (9,000), lo que da aproximadamente 4.5 millones de moléculas diferentes.

¿Qué proceso permite que los segmentos V y J se combinen en las cadenas ligeras?

Este proceso se llama recombinación somática, y ocurre cuando un segmento V y un segmento J, que están localizados en cromosomas diferentes, se combinan en el mismo cromosoma para formar un único gen que codifica la región variable de la inmunoglobulina.

¿Qué sucede en la recombinación de las cadenas pesadas?

En las cadenas pesadas, el proceso es más complejo: primero, un segmento D se combina con un segmento J, y luego, en una segunda recombinación, un segmento V se une a esta combinación D-J. El resultado es una secuencia VDJ que forma la región variable de la inmunoglobulina.

¿Por qué la diversidad obtenida con la recombinación somática no es suficiente por sí sola?

Aunque la recombinación somática genera una gran cantidad de combinaciones de genes, el número de inmunoglobulinas generadas (4.5 millones) aún no es suficiente para reconocer todos los posibles patógenos. Se requiere un mecanismo adicional para amplificar esta diversidad, que será tratado en futuras explicaciones.