Изучение хромосомной организации иммуноглобулиновых генов и этапов их реорганизации в процессе развития В-клеток позволило достаточно точно определить первопричину вариабельности антител. Ее основу составляет случайное объединение отдельных генных сегментов в результате рекомбинации: V,D,J — для тяжелых цепей и V, J — для легких цепей иммуноглобулинов. Если число vH -генов равно 500 (не исключено, что их больше), D-сегментов — 15 и J-сегментов — 4, число вариантов V-доменов при использовании только этих показателей составит величину 50041544=30 000 (рис. 2.23). Учитывая возможные нарушения при
76
Рис. 2.22. Рекомбинация генов, кодирующих тяжелые цепи иммуноглобулинов.
Тяжелые цепи иммуноглобулинов кодируются четырьмя тилями генов: V, D, J и С. Первое рекомбинационное событие — объединение одного из 15 D-мини-генов с одним из 4 J-мини-генов. Второе рекомбинационное событие — объединение одного из 500 Ун-генов с DJ. Следующий этап в процессе рекомбинации — образование VDJ-C^-локуса. Образующаяся при транскрипции с этого локуса пре-мРНК вступает в процесс созревания — сплайсинга. Особенность реорганизации генома В-клеток состоит в переключении контроля синтеза иммуноглобулинов одного класса на другой при сохранении контроля специфичности за счет реорганизованного VDJ-локуса
рекомбинации, связанные с включением пограничных нуклеотидов справа и слева от D- и J-сегментов, число 30 000 следует умножить на 4. Таким образом, общее число вариантов Ун-доменов составит 120 000. Расчет для с-цепи включает 250 V^-генов, 4 J- сегмента и множитель 2 — результат ошибок считывания пограничных нуклеотидов. Из этих данных следует, что число вариантов Ух-доменов будет равно 2504-2=2 000. Так как молекулы иммуноглобулинов строятся из случайного сочетания тяжелых и легких цепей, общее число вариантов антигенсвязывающих центров, а, следовательно, специфических иммуноглобулинов, составит 120 000 -2 000=2,4.108.
По отношению к В-клеточной популяции данная цифра указывает на число клонов В-клеток, способных взаимодействовать с множеством антигенных эпитопов. Ясно, что при подобном порядке величин организм в условиях физиологической нормы полностью защищен от самых разнообразных антигенных вторжений.