33.18. Вариабельные и константные области кодируются разными, но соединившимися генами

Как организованы и как функционируют гены иммуноглобулина? Обнаружение четкого различия между вариабельными и константными областями в L- и Н-цепях дало основание думать, что гены иммуноглобулинов, так же как и кодируемые ими полипептиды, имеют необычную архитектуру. Ранее уже упоминалось, что константные области х-цепей идентичны по всем положениям, кроме 191, где можег стоять либо лейцин, либо валин. Как показал анализ родословной, указанные два варианта (аллотипа) наследуются в соответствии с классическим правилом Менделя, а это служит веским доводом в пользу того, что константная область х-цепей кодируется только одним геном. Что касается вариабельных областей, то по данным генетического анализа они кодируются множеством генов. В 1965 г. Уильям Дрейер и Клод Беннетт (William Dreyer, Claude Bennett) выдвинули предположение, что в половых клетках множественные гены V пространственно отделены от одиночного гена С. Согласно этой гипотезе, в процессе дифференцировки клетки, продуцирующей антитело, один из генов V соединяется с геном С. Позднее стало известно, что действительно возможно сращивание ДНК (сплайсинг), аналогичное тому, которое имеет место, например, при включении ДНК фага в геном.

Окончательная проверка этой гипотезы транслокации сможет быть произведена только после того, как будет выделена чистая мРНК иммуноглобулина и будут разработаны методы анализа сложных геномов млекопитающих. Особенно интересно в этом отношении использование рестриктаз, расщепляющих большие хромосомы на специфические фрагменты ДНК, которые нетрудно далее подвергнуть анализу. Распределение генов в этих фрагментах ДНК можно определить путем гибридизации их с фрагментами мРНК, специфичными в отношении либо вариабельной, либо константной области. В 1976 г. Сусуму Тонегава (Susumu Tonegawa), используя этот подход, определил, что в ДНК половых клеток гены расположены далеко друг от друга, а в клетках, продуцирующих антитела, они тесно связаны. Следовательно, в ходе дифференцировки лимфоцитов происходит перемещение генов иммуноглобулина (рис. 33.23).

Рис. 33.23. При дифференцировке клеток, продуцирующих антитела, ген V транслоцируется, соединяясь с геном С.