Будова генів імуноглобулінів.

Таким чином ідея "кожному імуноглобуліноподібному білку в будь-якій клітині- свій ген" при існуючому розмірі геному була хибною. Природа вирішила його просто і чітко - успадковуються всього кілька сотень генів, які відповідають за структуру цих молекул.

Виявилось, що синтез антитіл кодується трьома різними родинами незчеплених генів, розташованих в різних хромосомах.

Отже існують три кластери генів імуноглобулінів: Н, κ і λ, які кодують відповідні ланцюги Іg. Вони знахо­дяться на різних хромосомах. У людини: Н-14, κ-2 і λ-22, у мишей – Н-12, κ-6 і λ-16 хромосомах.

До складу кластерів входять V- і С-ге­ни важких і легких ланцюгів, а також J-гени (від joining - поєднання) і D-гени (від diversity - різноманітність). Нагадаю, що V- варіабельні домени важких і легких ланцюгів містять активний центр антитіл (CDRs)= Fab- фрагменти, а С- константні ділянки, що визначають класи Іg , містять Fc фрагменти.

1. Кластер генів λ-ланцюга складається із 30 V-генів (ряд даних 200) і чотирьох пар J- і C_λ-генів (7-ряд даних- ), тобто вони є зчепленими між собою- J₁ C_λ1; J₂ C_λ2 і т.д.

V- гени всіх ланцюгів мають лідерні L (сигнальні ) послідовності, які кодують амінокислотну послідовність в основному з гідрофобними властивостями на N- кінці поліпептиду (16-18 а.з.), що забезпечує зв’язування з мембраною ендоплазматичного ретикулума та проходження всередину ЕПР, оскільки Іg- мембранозв'язані і експортні білки. Між V- і J- гена­ми - сотні тисяч пар основ інтрону, між J- і С-генами - невеликий інтрон.

2. Кластер генів к-ланцюга містить 40 (100)V-генів, 5 J- генів

(4 функційні) і 1 С_κ-ген.

3. Кластер генів Н-ланцюгів побудований найскладніше. Він містить більше, ніж 1000 V-генів (із них функціональних -51), 27 (30)D_Н -генів, 6 J_Н -генiв та С-гени, що кодують важкі ланцюги всіх класів іму­ноглобулінів.

По мірі дозрівання В лімфоцитів відбувається реорганізація генів, які кодують імуноглобуліни:

1) сайт-специфічна рекомбінація VJ ( для генів легких ланцюгів)-одна рекомбінаційна подія;

2) сайт-специфічна рекомбінація DJ (1) і V+DJ (2)- для генів важ­кого ланцюга- дві рекомбінаційні події;

3) транскрипція цілого блоку V(D) J- intron- С;

4) сплайсинг РНК з утворенням функціонального транскрипту V(D)JC;

5) трансляція;

6) посттрансляційне відщеплення лідерної послідовності.

Транскрипційний промотор активується тільки після проходжен­ня рекомбінації, тобто транскрипція неперебудованої ДНК не є мож­ливою.

На рис. показано будову кластеру генів важкого ланцюга та розміщення промоторної ділянки (сайт зв’язування з РНК-полімеразою) та енхансерної ділянки (сайт зв’язування транскрипційних факторів, специфічних для експресії певного гена).

Схема перебудови генів імуноглобулінів: гени, що кодують варіабельні домени, утворюються в результаті сайт-специфічної рекомбінації.

Легкі ланцюги: V- і J- генні сегменти геномної ДНК з’єднуються з утворенням повного екзону, що кодує варіабельний домен ланцюга. V- генному сегменту передує екзон, що кодує лідерний пептид, що направляє синтезовані білки для подальшого секретування. С-домен ланцюга кодується іншим окремим екзоном і з’єднується з VJ екзоном при сплайсингу мРНК і видаленні L-V і J-C інтронів.

Важкі ланцюги: регіон складається з 3 типів генних сегментів. Спершу об’єднуються DJ сегменти, потім до них долучається V і утворюється повний Vн екзон. Константний регіон кодується кількома екзонами. На рівні мРНК відбувається сплайсинг LVн і Сн екзотів, подальше відщеплення лідерного пептиду, утворення дисульфідних зв’язків, що зв’язують поліпептидні ланцюги. Фіолетовим показано шарнірну ділянку.