Гены иммуноглобулинов аутосомны, кодоминантны. Структурное разнообразие иммуноглобулинов определяется последовательностью аминокислот.
В биологии существовал принцип «один ген — одна полипептидная цепь», а также утверждалась неизменность генома в онтогенезе организма. Однако в случае Ig видно, что несколько генов кодируют одну полипептидную цепь.
Иммуноглобулины контролируются тремя семействами генов, расположенными в разных хромосомах. Одно семейство кодирует синтез всех классов тяжелых цепей (Н), другое — синтез легких к-цепей, третье — синтез легких 1-цепей.
У мыши вариабельная область легкой А,-цепи кодируется двумя V-генами, а константная область — четырьмя С-генами (рис. 50). V- и С-гены называются также V- и С-сегментами. Перед каждым С-геном находится короткий отрезок ДНК, который называется J-сегментом. Любой V-ген может соединиться с любой парой J-сегмент — С-ген. Следовательно, легкая А,-цепь кодируется сегментами'V, J, С. В эмбриональном геноме эти
сегменты удалены друг от друга, а в зрелых лимфоцитах в результате соматической рекомбинации они сближаются.
Для легкой к-цепи имеется несколько сот V-генов, четыре J-сегмента и один С-ген (см. рис. 50). В зрелом лимфоците Я,-цепь кодируется сегментами V, J и С (по одному из многих сегментов. V и J).
Для тяжелых цепей всех типов существует 100—500 V-генов, 20 D-сегментов, 4 J-сегмента и несколько тесно сцепленных С-генов. В плазматической клетке тяжелая цепь кодируется сегментами V, D, J, С (см. рис. 50).
Сбор генов Ig осуществляется в два этапа. В результате соматической рекомбинации соединяются V- и J-сегменты легкой цепи или V-, D- и J-сегменты тяжелой цепи. Часть V- и J-cer-ментов при этом выбрасывается. Затем происходит транскрипция, образуется пре-иРНК. При сплайсинге про-иРНК (удаляются интроны и соединяются экзоны) вырезаются интроны и V-, J-, С-сегменты располагаются рядом. В цитоплазме происходит трансляция и образуется легкая к-цепь (рис. 51). Такой же процесс осуществляется и при образовании тяжелых цепей Ig. При иммунном ответе предшественники зрелых лимфоцитов сначала образуют филогенетически самый древний IgM, а потом в лимфоцитах происходит переключение на синтез Ig других классов.
Аллотипы иммуноглобулинов. Это генетически детерминированные варианты белков (в данном случае иммуноглобулинов), по которым особи внутри вида отличаются друг от друга. Аллотипы представляют отдельные варианты генов иммуноглобулинов и обусловливают их генетический полиморфизм. Каждая молекула иммуноглобулина имеет не один, а несколько аллоти-пических детерминант (или аллотипических маркеров). Из сель-
Ш:
Эмбриональная ДНК У;Уг Уз У,
j j3. Интрон
Соматическая рекомбинация
ДНК в В-клетке
Транскрипция
Сплайсинг РНК Трансляция
Белок
Рис. 51. Сборка гена иммуноглобулина из отдельных фрагментов на примере легких к-цепей (по Тонегам, 1985)
скохозяиственных животных наиболее изучены аллотипы кролика (табл. 35).