DNA (Gene) Rearrangement Oleh : Purnomo Soeharso Departemen Biologi Medik FKUI

Mengubah komposisi gen agar menghasilkan varian yang lebih besar untuk bermacam-macam keperluan  1 gen dapat mengekspresikan puluhan/ribuan protein berbeda. Bakteri  menghasilkan protein baru yang tidak/ sukar dikenali sistem imun  menghindar dari intervensi imunitas host. Manusia/mamalia  gen Ig dan TCR menghasil kan diversitas yang dapat/mampu mengenal bermacam-macam antigen di lingkungan hidupnya.

Neisseria gonorhoeae menghindar respon sIgA dengan mengubah antigen permukaan. N. gonorhoeae melekat ke epitel mukosa uretra atau servix dengan pili  dikonstruksi protein pilin. Bakteri mengubah komposisi protein pilin untuk menghindar respon IgA memori  tidak dikenal sIgA. Varian pilin dihasilkan oleh gene rearrangement dari gen (coding sequence) pilin.

Reseptor antigen - Reseptor sel T (TCR) – limfosit T  mengenal kompleks Ag – HLA (reaksi seluler). struktur molekul :  &   &  - Imunoglobulin (Ig) – limfosit B  mengenal Ag bebas (reaksi humoral). struktur molekul : H & L, L

Gen yang mengkode subunit TCR dan Ig Lokus TCR     14 q 4 7 q 32 – 35 7 p 15 Ig L L H 2 22 14 q 9

Bentuk gen Ig dan TCR 1. Bentuk germline  gen nonfungsional pada sel non T/ non B dan presel T / presel B. 2. Bentuk rearrangement  gen fungsional pada sel T dan sel B yang telah matur  berasal dari rekombinasi somatik segmen gen bentuk germline pada waktu deferensiasi sel T dan sel B.

Komposisi gen TCR bentuk germline dan rearrangement Domain (exon) TCR TCR Bentuk germline V D J C 50 -- 1 70 2 13 Bentuk rearrangement Kombinasi Tambahan N-sequence 2,5 X 103 2,5 X 105 3,6 X 103 3,6 X 105 Diversitas TCR   1011 kombinasi

Komposisi gen Ig bentuk gerline dan rearrangement Domain (exon) Rantai L Rantai L Rantai H Bentuk germline V D J C 300 -- 5 1 50 8 9 Bentuk rearrangement Kombinasi Tambahan N-sequence 1,5 X 103 1,5 X 105 11 X 104 11 X 106 Diversitas Ig  16,5 X 1011 kombinasi

Rearrangement gen TCR dan Ig sebagai penanda (marka) galur dan distribusi klon sel T dan sel B. - Limfosit T/B dari galur tertentu menunjukkan pola rearrangement gen TCR/Ig yang khas. - Limfosit T/B anggota dari satu klon mempunyai patron (gambaran) rearrangement yang sama.

Cara deteksi rearrangement gen TCR dan Ig : 1 Cara deteksi rearrangement gen TCR dan Ig : 1. RFLP  determinasi fragmen restriksi pada blot Southern. - situs restriksi pada intron gen germline akan terinterupsi oleh rekombinasi segmen gen yang berpartisipasi/mengalami rearrangement sehingga komposisi fragmen restriksi akan berubah  berbeda dari bentuk germline. - hibridisasi dengan DNA pelacak (probe) menyebab kan patron hibridisasi pada radioautogram blot Southern berubah dan berbeda dari patron germline

2. Amplifikasi gen dengan PCR menggunakan primer yang komplementer dengan intron segmen gen pasangannya  rearrangement menyebabkan segmen gen yang berkombinasi tidak teramplifikasi.

Rearrangement gen TCR dan Ig sebagai alat untuk memantau kelainan dan patologi limfoproliferasi. 1. Leukemia limfositik dan limfoma Sel leukemia dan neoplasma limfoblastik berasal dari satu sel ansestor yang berproliferasi lebih agresif dari pada sel normal, membentuk satu klon dominan dalam sirkulasi atau kelenjar limfe  analisa rearrangement pada limfosit yang diisolasi dari darah tepi atau kelenjar limfe menunjukkan ekspansi klon sel neoplasia limfositik / limfoblastik.

2. Penyakit-penyakit autoimun Analisa limfosit yang diisolasi dari organ atau jaringan yang mengalami lesi karena reaksi autoimun, menunjukkan adanya prliferasi sel T monoklonal atau oligoklonal yang spesifik. - rhematoid arthritis - autoimun chronic active hepatitis - psoriasis 3. Penyakit-penyakit infeksi virus dan bakteri intraseluler Respon imun thd antigen virus menyebabkan proliferasi sel T spesifik dalam sirkulasi dan jaringan/ organ target  analisa rearrangement pada limfosit dari sirkulasi/organ memperlihatkan ekspansi monoklonal atau oligoklonal sel T.

Kesimpulan 1. Rearangement gen TCR dan Ig adalah marka sensitif untuk mendeteksi galur dan distribusi klon sel T dan sel B. 2. Rearrangement gen TCR dan Ig adalah metoda efektif untuk mendiagnosa dan memantau kelainan atau patologi limfoproliferasi yang disebabkan oleh neoplasia limfositik, autoimun dan penyakit-penyakit infeksi.