Somatische Hypermutation (SH) Genkonversion (GC) und Klassenwechsel (class-switch) -Rekombination (CSR)

Kapitel 1- Genetik der Rekombination, Hypermutation Reviews Kapitel 1- Genetik der Rekombination, Hypermutation und des Klassenwechsel F.N. Papavasiliou and D.G. Schatz (2002). Somatic hypermutation of Immunoglobulin genes: Merging mechansims for genetic diversity. Cell 109, S35-S44. S. Longerich et al. (2006). AID in somatic hypermutation and class switch recombination. Curr. Opinion in Immun.18, 164-174. V.H. Odegard and D.G. Schatz (2006). Targeting of somatic hypermutation. Nature Rev. Immun. 6, 573-583.

gemeinsamer Basismechanismus für SHM, GC, CSR

Activation-induced cytidine deaminase (only lymphocyte-specific factor required for SHM, GC, CSR) Homologie zu RNA editierendes Enzym C to U deamination in vitro preferentially expressed in secondary lymphoid organs Defizienz: keine CSR und SHM In Chicken/Rabbits keine Genkonversion direkte Aktivität auf dC in DNA U-G Mismatch Läsionen: C-T and G-A Transitionen base excision Reparatur - jedes Nukleotid mismatch Reparatur mit Polymerase mit hoher Fehlerquote Template-vermittelte Reparatur mit Sister-Chromatid oder V-Pseudogen Läsion in switch site: Reparatur mit anderer switch site

Affinitätsreifung

Somatische Mutationen in Ig V Genen Mutations clustered in CDRs (complemetarity determining region) Kd: dissociation constant Somatische Mutationen in Ig V Genen

Modell für somatische Hypermutation: Promoter bestimmt Region Enhancer lizensiert Locus „Mutatorsome“ A. Ig Enhancer bindet Mutator-Faktor (rot) B. Enhancer-Promoter Interaktion C. Mutator-Faktor bei TIC D. Transkription ist wichtig Mutator-Faktor fährt mit TC mit E. Assymetrischer DSB F. 5´-end Resektion, 3´-overhang lagert sich an intaktes Sister Chromatid Reparatur durch homologe Rekombination G. DNA Synthese führt zu Punktmutationen Polymerase mit hoher Irrtumsrate vermutlich DNA Pol.-iota

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M BER: base excision repair MMR: mismatch repair

AID: activation-induced cytidine deaminase Target ist DNA dC - deamination U - G mismatch No repair: C - T, G - A transition Excision repair with error prone Polymerase: U excised Replaced by any other (transition and transversion) UNG: Uracil N-Glycosylase removes the U residue, leaving abasic site

B Zellselektion in „germinal centers“ der Lymphknoten und Differenzierung zu Ak-sezernierenden Plasmazellen

Klassenwechsel der schweren Ketten

AID und „germline“ Transkription führen zu Doppelstrangbrüchen In „switch“ Regionen

Modell: AID Funktion im ersten Schritt: Initiierung des Doppelstrangbruches

SHM CSR

Hauptwege der DSB Reparatur: homologe Rekombination mutations-assoziierte Brüche normalerweise durch homologe Rekombination repariert oder nicht-homologes end-joining: NHEJ ist Mechanismus bei VDJ Rekombinations-Joining CSR und SHM - ähnliche DNA-Spaltung - verschiedene Reparatur: NHEJ bzw. homol. Rek.

Wichtig für Lymphomagenese Die meisten Lymphome entstehen in den Germinal Centers aus B Zellen 50 % zeigen translocation break points innerhalb der Targetsequenzen für CSR, die anderen dürften mit Fehlern bei SHM zusammenhängen SHM kann auch auf Protoonkogene in Tumorzellen übergreifen, In gleichen Regionen: Translokationen und Mutationen Auch ohne Translokation Fehler im Targeting der SHM und CSR Mechanismen oder in der Reparatur der DNA Brüche ?

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