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Evaluation des Sciences de la Vie et de la Terre-Terminales S
Mercredi 10 avril 2014- 1H 30
Thème 1-3 Evolution et maintien de l’intégrité de l’organisme.
Partie 1 : Mobilisation des connaissances (8 points).
Alors que l'immunité innée est largement répandue chez tous les êtres vivants, l'immunité adaptative
n’est apparue qu’il y a 500 millions d'années chez les premiers vertébrés. Elle s'ajoute à l'immunité
innée et assure une action plus spécifique contre les antigènes.
Montrez que la spécificité de la réponse immunitaire adaptative contre une cellule infectée est
le résultat conjoint de mécanismes génétiques permanents dans les organes lymphoïdes d’un
organisme et continus dans les génomes des vertébrés depuis 500 Ma.
Chez les vertébrés, la réponse immunitaire adaptative contre les cellules infectées
est effectuée par les lymphocytes T8. Leur récepteur TCR sont spécifiques aux
molécules antigéniques associées au CMH des cellules infectées.
Comment expliquer la synthèse des récepteurs TCR spécifiques à une molécule de
l’environnement (antigène) au sein des organes lymphoïdes ? Comment expliquer la
capacité de synthétiser des millions de clones de LTc différents à partir du génome
humain ?
Les récepteurs TCR des LTc sont des protéines constituées d’une chaine alpha et
d’une chaîne bêta issues de l’assemblage de polypeptides V, J et C. Ces
polypeptides sont eux même synthétisés à partir du réarrangement lors de leur
expression des différentes versions des gènes des chromosomes 14 et 7 dans les
organes lymphoïdes, en particulier le primaire comme le thymus.
Ces réarrangements sont aléatoires. La spécificité à la molécule antigénique est la
conséquence de la sélection clonale par les cellules les présentatrices de l’antigène
des clones de lymphocytes T possédant sur leur membrane les récepteurs TCR
spécifiques à la molécule antigénique. Seuls les clones spécifiques seront activés et
se différencieront en LT immunocompétents et effecteurs : LTc et LT4 auxiliaires.
Le réarrangement des gènes n’est possible que parce qu’ils existent de nombreuses
versions des gènes ex : LVα1, LVα2. Ces différents gènes possèdent plus de 40%
de similitudes. Ils forment une famille multigénique. Ils sont donc le produit au fil de
l’évolution des innovations génétiques : duplications (nombreuses), transpositions
(entre les chromosomes 7 et 14) et mutations.
Le polymorphisme des gènes et les mécanismes de réarrangements ont contribués
depuis 500 Ma à la synthèse, chez les vertébrés, d’une grande diversité de
récepteurs TCR. Cette diversité moléculaire est à l’origine de la spécificité de la
réponse adaptative. Elle a donc été sélectionnée positivement par
l’environnement.
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Document de référence :
Les couleurs marquent des similitudes dans les séquences de nucléotides supérieures à 40%.
Le document de référence vous permet d’appuyer votre réponse sur des exemples.
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http://allergo.resip.fr/immuno_Genetiq/lympho_tissu_lymphoide/tcr_lymphocytes.htm
Ontogénie
=> Quand un pro-lymphocyte T pénètre dans le thymus, il entame sa maturation et très rapidement il
commence à synthétiser au hasard des TCR. Si celui-ci s’avère non fonctionnel, il sera dénommé
TCR0.*
=> Les lymphocytes sortant juste du thymus sont dits naïfs jusqu'à leur rencontre avec la molécule
antigénique, rencontre qui va activer le lymphocyte, le différenciant, après des modifications
phénotypiques, en lymphocyte mémoire à vie longue.
=> Les lymphocytes naïfs sont proportionnellement majoritaires chez le nouveau-né. Cette proportion
va progressivement s’inverser et ce sont les cellules mémoire qui prédomineront à l’âge adulte.
Gènes du TCR
=> Les gènes codant pour les différentes chaînes du TCR, sont portés par différents chromosomes :
- le chromosome 14q11-12 pour les chaînes α et δ ;
- le chromosome 7q35 pour la chaîne β ;
- le chromosome 7p15 pour la chaîne γ.
=> Chaque chromosome contient un grand nombre de gènes codant chacun pour les différentes
parties de chaque chaîne. Par exemple, le chromosome 7 contient, pour la chaîne β :
- 80 gènes codant pour la partie V (pour variable) ;
- 2 gènes codant pour la partie D (pour diversité) ;
- 13 gènes codant pour la partie J (pour jonction) ;
- 2 gènes codant pour la partie C (pour constant).
- un 1er réarrangement consiste à transposer côte à côte un gène V, D, J puis C, dans cet ordre
chronologique, jusqu'à obtenir un réarrangement V, D, J, C fonctionnel et ce pour chaque chaîne. La
multiplicité des combinaisons V, D, J, C est à l’origine d’une grande diversité avec, pour les chaînes
αβ, environ 107 possibilités. Cette diversité est accrue par les possibilités de mutations au niveau des
gènes réarrangés.
- Un 2ème réarrangement se fait de façon ordonnée : γ, δ, β puis enfin α. Si le réarrangement γδ est
fonctionnel, il y a expression à la surface cellulaire d’un récepteur γδ ; s’il n’est pas fonctionnel, il y a
réarrangement du locus β puis α et comme le TCRδ est localisé au sein du locus TCRα, entre les
segments des gènes
Vα et Jα, ce dernier réarrangement aboutit à la délétion du locus δ et à l’expression d’un TCRαβ.
Fonctions du TCR
=> Le site de liaison du TCRαβ interagit avec les peptides présentés par les molécules HLA de classe
I ou II.
=> Le TCRγδ peut se lier à des molécules non-HLA, comme le CD1, mais dont la structure est proche
de celle des molécules HLA ; C’est le cas également du TCR α24β11 invariant des lymphocytes NKT.
=> La reconnaissance de l’antigène étranger :
- se fait par la reconnaissance d’un peptide du non soi porté par une molécule HLA autologue et
présenté par une cellule présentatrice d’antigène ;
=> Les lymphocytes T cytotoxiques reconnaissent leur cellule cible par l’interaction de leur TCR avec
un peptide porté par une molécule HLA de classe I.
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