Diversità Combinatoriale e Giunzionale
La diversità del repertorio anticorpale prodotta dalla Ricombinazione V(D)J ha due componenti: combinatoriale (quali segmenti V, D, J vengono scelti) e giunzionale (cosa accade nei punti di giunzione tra i segmenti).
Diversità combinatoriale
Deriva dal numero di combinazioni possibili dei segmenti V, D, J:
- Catena pesante — i segmenti V sono tra 38 e 46, i D sono 23, i J sono 6.
- Catena leggera — nessun D; V tra 30 e 40, J tra 4 e 5.
- Regione costante della catena pesante: 9 combinazioni (μ, δ, γ, ε, α). È però scorretto inserirla nel calcolo della diversità, perché non c’entra con l’antigene riconosciuto: funziona a parità di regione variabile.
Combinando catena pesante e leggera si ottiene circa 46 × 23 × 6 × 30 × 5 combinazioni. Questo valore è ancora lontano da 10¹⁵: la diversità combinatoriale da sola non basta.
Diversità giunzionale
Si genera nei punti di giunzione tra i segmenti scelti e moltiplica enormemente la variabilità. Ha due origini, entrambe dovute agli enzimi della ricombinasi:
- Sito di taglio variabile — l’enzima Artemis non ha un sito di taglio specifico e può tagliare la hairpin prima o dopo: a parità di pacchetto scelto, cellule diverse ottengono un punto di taglio differente.
- Aggiunta/rimozione di nucleotidi — vengono tolti nucleotidi e aggiunti nucleotidi nuovi (nucleotidi P, aggiunti su stampo dalla DNA polimerasi; nucleotidi N, aggiunti a caso senza stampo dalla TdT), creando sequenze che prima non esistevano.
Mentre la diversità combinatoriale ricombina sequenze già preesistenti, la diversità giunzionale può davvero creare sequenze nuove. È però anche pericolosa: l’inserimento di nucleotidi casuali può generare un codone di stop o un frameshift (se non multiplo di 3), che altera la lettura di tutta la sequenza a valle e dipende anche da dove ha tagliato Artemis.
Corrispondenza con le regioni dell’anticorpo
La regione di diversità giunzionale coincide con la regione di ipervariabilità della Fab, mentre le regioni di diversità combinatoriale costituiscono la regione “variabile” propriamente detta. Le due estremità di DNA, mentre lo spazio tra loro viene colmato, sono tenute in posizione da Rag1/Rag2 a una distanza precisa, da 0 a un massimo di 20 nucleotidi.
🔗 Collegamenti
- Ricombinazione V(D)J — ⬆️ processo che la genera
- Loci Genici delle Immunoglobuline — ⬆️ numero di segmenti = diversità combinatoriale
- Enzimi della Ricombinazione V(D)J — ⬆️ Artemis e TdT generano la diversità giunzionale
- Regioni Variabili e CDR — 🔗 la giunzionale corrisponde all’ipervariabilità