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Lexikon der Biologie: Immunglobulin-Gen-Rearrangement

Immunglobulin-Gen-Rearrangements, Prozeß, bei dem je eines der Gensegmente V (V-Gensegmente), D und J (J-Gensegmente), die für die Spezifität des Immunglobulins codieren, auf der Ebene der DNA zusammengefügt werden, um ein funktionales Immunglobulin-Gen zu bilden ( vgl. Abb. ). Der Zusammenbau der Gensegmente erfolgt in der Reihenfolge, daß zunächst das D- und J-Segment miteinander zum DJ-Segment rearrangieren und danach mit dem V-Segment zum VDJ-Segment. Der Rekombinationsvorgang ist dabei nicht exakt. Zusätzlich können auch noch Nucleotide zwischen den Gensegmenten mit eingebaut werden (N-Region). Beide Mechanismen erhöhen die Vielfalt der möglichen Rearrangements. Der Immunglobulin-Promotor, der 5' (upstream, „stromaufwärts“) von den V-Regionen liegt, kommt beim Immunglobulin-Gen-Rearrangement unter den Einfluß des Immunglobulin-enhancers, der 5' von der konstanten Region liegt. Da dabei die Lese-Raster der Gensegmente übereinstimmen müssen, das Immunglobulin-Gen-Rearrangement aber ein zufallsmäßig ablaufender Prozeß ist, kommt es nur in 1/3 aller Fälle zu einem sog. produktiven Immunglobulin-Gen-Rearrangement, das die Voraussetzung für die weitere Entwicklung der B-Zelle (B-Lymphocyten) ist. Falls das Immunglobulin-Gen-Rearrangement bei einem der beiden Allele nicht produktiv war, kann aber auch noch das zweite Allel rearrangiert werden. Bereits vor dem Immunglobulin-Gen-Rearrangement werden im Bereich, in dem rearrangiert wird, sog. sterile (weil unvollständige) Transkripte gefunden. Die Transkription dient möglicherweise dazu, die Genregion für den Vorgang des Immunglobulin-Gen-Rearrangements zu aktivieren. Für die Einleitung des Immunglobulin-Gen-Rearrangements spielen Signalsequenzen an den Enden der V-, D- und J-Segmente eine Rolle, die aus einem hochkonservierten palindromischen Heptamer, einem weniger konservierten A/T-reichen Nonamer und einer nicht konservierten dazwischenliegenden spacer-Sequenz bestehen, die entweder 12 Basenpaare oder 23 Basenpaare lang sein kann. Dies entspricht ungefähr 1 bzw. 2 Helixwindungen. Die 12/23-Regel besagt, daß nur zwischen Signalsequenzen mit unterschiedlich langem spacer in der Signalsequenz ein Rearrangement stattfinden kann. Die Vorstellung ist, daß die Signalsequenzen eine Schlaufen-Stamm-Struktur ausbilden, welche die Segmente in Nachbarschaft zueinander bringt, so daß sie miteinander rekombinieren können. Der Vorgang läuft in ähnlicher Weise bei den T-Zell-Rezeptor-Genen ab ( vgl. Infobox ). Auch nachdem ein V-Segment mit einem DJ-Segment rearrangiert hat, kann es durch ein zweites V-Segment aus der Keimbahn ersetzt werden (V-gene replacement). somatische Rekombination.

U.T.



Immunglobulin-Gen-Rearrangement

Rearrangement der Immunglobulin-Gene am Beispiel der leichten Lambda-Kette. Die Signalsequenzen für das Rearrangement sind im oberen Teil der Abb. gezeigt. bp = Basenpaare.

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