ANTIBODY DIVERSITY: ALTERNATE PATHWAYS OF TRANSCRIPT

SPLICING

SIGNAL SEQUENCES GOVERN GENOME REARRANGEMENTS

RESUME

Untuk memenuhi tugas Genetika 2

Prof.Dr.A Duran Corebima M.Pd , Prof.Dr.Hj. Siti Zubaidah M.Pd

Disusun oleh

Ardiani Samti Nur Azizah 100341400678

Dyah Afiat Mardikaningtyas 100341400676

The Learning University

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS MATEMATIKA DAN IPA

JURUSAN BIOLOGI

September 2012

KEANEKARAGAMAN ANTIBODY : (JALUR ALTERNASI DARI

PENYAMBUNGAN HASIL TRANSKRIPSI ) TRANSKRIP SPLICING

Tipe lain dari class switching selama diferensiasi limfosit B terjadi pada

tingkat pemrosesan RNA (splicing). Limfosit B tertentu menghasilkan antibody

IgM dan IgD. Antibody-antibodi tersebut hanya berbeda pada effector function

domainsnya, sedagkan antigen binding domainnya identik, dispesifikasikan oleh

VKJK yang sama dan segmen-segmen gen terfusi VHDJH. pada sel-sel ini disintesis

hasil transkripsi primer yang melibatkan segmen gen CHµ , CHδ . selama

pemrosesan, sekuen hasil transkripsi VHDJH digabungkan dengan sekuen CHµ dan

CHδ sehingga kedua tipe rantai berat disintesis pada sel yang sama.

Kompleksitas yang terjadi pada sintesis antibody selanjutnya adalah

tahapan produksi antibody terikat membrane dan antibody bentuk yang

disekresikan. Antibody pertama yang nampak pada perkembangan limfosit B

adalah molekul IgM terikat membrane.

Berikutnya, sel-sel ini di “switch” untuk memproduksi bentuk IgM yang

disekresi. Kedua bentuk IgM ini hanya berada pada bagian ujung C rantai

beratnya. Rantai berat pada antibody terikat membrane mempunyai 21 asam

amino lebih panjang dari bntuk antibody yang disekresi. Rantai berat terikat

membrane mempunyai sekuen hidrofobik dengan panjang 41 asam amino pada

ujung C-nya, yang mungkin bisa merespon “anchoring” (pendekatan pada

permukaan sel). Sekuen hidrofobik ini digantikan tempatnya oleh sekuen

hidrofobik dengan panjang 20 asam amino pada antibody yang disekresikan.

Sekuen pengkode (exon) segmen gen CH diinterupsi oleh sekuen gen

noncoding (intron), seperti gen pada eukariotik lainnya. Segmen gen CH

mengandung 4 sampai 6 ekson dan 3 sampai 5 intron. Dalam antibody terikat

membrane, rantai berat daerah konstan dihasilkan melalui splicing

(penyambungan) smua exon bersama-sama. Dua exon terakhir mengkode ekor

hidrofobik pada rantai berat ikatan membrane.

Selama sintesis bentuk terikat membrane, exon CH kelima disambungkan

se site kodon 20 dari ujung exon keempat, sehingga mengubah urutan asam amino

dari bagian ini daerah rantai berat konstan.

Jalur enternasi transkrpsi dan pemrosesan RNA dalam sintesis antibody

yang berbentuk terikat membrane dan bntuk sekresi telah diketahui pada antibody

kelas IgM, bukti terakhir menunjukkan bahwa jalur alternasi dari transkripsi dan

splicing yang sama untuk produksi antibody antibody bentuk terikat membrane

dan bentuk sekresi juga ditemukan pada kelas immunoglobulin yang lain.

TAHAPAN SINYAL PENGATURAN PENYUSUNAN KEMBALI GENOM 

Segmen-segmen panjang DNA kromosomal membawa kelompok segmen

gen V, segmen gen D, dan segmen gen J baik tikus dan manusia kini telah

diurutkan, dan pasangan nukleotida hasil sekuen menunjukkan adanya sinyal

gabungan V-J spesifik, V-D, dan D-J yang spesifik.

Urutan sinyal yang sama ditemukan pada semua segmen gen V yang

berdekatan. Demikian juga, semua segmen gen J memiliki urutan sinyal identik

yang letaknya berdekatan dengan sekuen kodingnya. Meskipun demikian, urutan

sinyal berbeda dari yang berdekatan dengan segmen gen V. Segmen gen D dan

segmen gen C juga memiliki urutan sinyal sendiri yang berdekatan.

Gambar 1. Rekombinasi sinyal urutan Ig dan gen TCR. (A) Ujung 3 'dari gen Vk

diikuti oleh RSS tha melengkapi RSS 5' dari gen Jk ke mana Vk akan

dihubungkan oleh rekombinase. (b) Skema organizatio dari RSS di Ig

dan gen TCR.

Source: http://what-when-how.com/molecular-biology/gene-rearrangement-

molecular-biology/

Sekuen sinyal pengontrol dalam penggabungan V-J, V-D, dan D-J

mempunyai sekuen dengan 7 pasang basa (heptamer) dan 9 pasang basa 

(nonamer) yang dipisahkan oleh spacer yang berbeda, tetapi panjangnya spesifik.

Untuk penggabungan  VkJk , spacer di urutan sinyal Vk adalah  12 pasang

nukleotida, sedangkan yang di urutan sinyal Jk adalah 22 pasang nukleotida.

Sekuen  heptamer dan nonamer terletak setelah segmen gen Vk  adalah

komplementer terhadap sekuen sebelumnya segmen gen Jk. Urutan sinyal tersebut

memiliki potensi untuk membentuk struktur  ”steem and loop” , sehingga

menyebabkan segmen gen Vk dan  Jk yang sejajar untuk bergabung.

Penggabungan ini  hanya terjadi ketika satu urutan sinyal mengandung

spacer 12 pasang basa dan yang lainnya mengandung spacer 22 pasang basa. 

Syaratan ini diduga diperkuat  oleh protein spesifik yang memperantarai proses

penggabungan. Sekuen sinyal serupa juga mengontrol penggabungan Vh-D dan D-

Jh , sedangkan urutan yang berbeda memperantarai class switching.

Gambar 2. Penataan ulang peristiwa yang mengarah dari gen Ig germline untuk

sintesis molekul IgM dan IgG dalam model tikus

Source: http://what-when-how.com/molecular-biology/gene-rearrangement-

molecular-biology/

.

Rekombinasi pertama terjadi pada lokus IGVH, untuk menghasilkan V (D)

J kombinasi (di sini terpilih sebagai VHN-D3-JH4) yang ditranskripsi dengan Cm

dan diproses sebagai am mRNA, sehingga ekspresi am rantai yang akan

mengasosiasikan dengan k chain (di sini Vk1-Jk2-Ck) yang dihasilkan dari

gelombang kedua penataan ulang ditargetkan pada lokus IGVK. IgM pertama kali

dinyatakan sebagai monomer pada permukaan sel sel B dewasa (tidak

ditampilkan). Setelah rangsangan antigen, bentuk pentameric antibodi IgM

disekresikan oleh sel-sel plasma dan dengan cepat digantikan oleh IgG (di sini

IgG2a), yang terjadi dengan beralih kelas (baris kedua dari bawah). Perhatikan

bahwa saklar tidak akan mengubah wilayah VDJ, sehingga spesifisitas antibodi

dipertahankan.

PERTANYAAN DAN JAWABAN

1. Bagaimana respon imunitas yang diperantarai oleh antibody?

Jawab:

Pada respon imunitas yang diperantarai oleh anti bodi, limfosit T helper

(CD4) mengenali antigen patogen yang bergabung dengan protein MHC kelas II

pada permukaan sel penyaji antigen (makrofag atau sel B) dan memproduksi

sitokin yang mengaktivasi sel yang mengekspresi antibody spesifik terhadap anti

gen tersebut. Sel B mengalami proliferasi klonal dan berdefensiasi membentuk sel

plasma, yang kemudian memproduksi imunoglobulin spesifik (antibodi). Fungsi

pertahanan dai antibodi adalah netralisasi toksin dan virus serta opsonisasi

(menyelubungi) patogen, yang membantu pengambilan patogen ini oleh sel

fagositik. Pertahanan yang diperantarai oleh antibodi ini penting untuk melawan

patogen yang memproduksi toksik, atau yang empunyai kapsul polisakarida yang

mengganggu fagositosis. Pertahanan ini berlaku tertama terhadap patogen ekstra

seluler dan toksinnya.

2. Bagaimana respon imunitas yang diperantarai oleh sel?

Jawab:

Pada pertahanan yang diperantarai sel, kompleks antigen-MHC kelas II

dikenali oleh limfosit T helper (CD4), sedangkan komleks antigen-MHC kelas II

dikenali oleh limfosit T sitotoksik (DC8). Tiap-tiap kelas sel T penghasil sitokin,

menjadi teraktivasi dan berlanjut proliferasi klonal. Aktivasi sel T helper, selain

merangsang sel B untuk memproduksi antibodi, juga meningkatkat perkembangan

hipersensitivitas tipe lambat, sehingga berperan juga dalam pertahanan melawan

agen intraseluler termasuk intraseluler ( misalnya mikrobateria ), jamur, protozoa

dan beberapa virus. Aktivasi sel T sitotoksik tertama ditujukan untuk

mendestruksi sel dalam jaringan transplantasi, sel tumor atau sel yang terinveksi

virus.