33.21. Открытие генов J (соединяющих) - дополнительного источника разнообразия антител

Следующий шаг в изучении механизма, обеспечивающего разнообразие антител, был сделан при определении последовательностей оснований клонированных генов, кодирующих иммуноглобулины в эмбриональных и миеломных клетках.

Рис. 33.24. Ген V, выделенный из эмбриональных клеток, укорочен. Он не кодирует последние 13 аминокислотных остатков вариабельной (V) области полипептидной цепи.

Рис. 33.25. Расположение тандемом группы генов J, кодирующих часть последнего гипервариабельного участка вариабельной области; гены J локализованы вблизи гена С.

Эти исключительно продуктивные исследования были проведены Тонегавой, Филиппом Ледером и Лероем Худом (Tonegawa, Philip Leder. Leroy Hood). Прежде всего, совершенно неожиданно выяснилось, чем в эмбриональных клетках гены V кодируют вариабельные области L- и Н-цепей вовсе не целиком. Ген V эмбриональных клеток (и клеток зародышевого пути) заканчивается кодом для аминокислотного остатка 95, а не 108, который составляет конец вариабельной области полипептидной цепи иммуноглобулина (рис. 33.24). Где же находится ДНК, которая кодирует последние 13 остатков вариабельной области? В эмбриональных клетках этот отрезок ДНК локализован в неожиданном месте: вблизи гена С. Указанный отрезок ДНК назвали геном J (от англ. join - соединять), потому что в дифференцированных клетках он соединяет гены . В сущности, в эмбриональных клетках вблизи гена С локализована целая группа расположенных тандемом генов J (рис. 33.25). При дифференцировке клеток, продуцирующих антитела, происходит транслокация гена V в участок, расположенный рядом с геном эта транслокация осуществляется путем внутрихромосомной рекомбинации. При этом ген V сращивается (сплайсинг) с геном J и формируется общий ген, полностью кодирующий вариабельный участок. Каждый из указанных генов содержит короткую палиндромную (разд. 24.27) последовательность, расположенную рядом с участком рекомбинации. Эти палиндромы служат, вероятно, элементами узнавания в процессе рекомбинации.

Гены J вносят большой вклад в разнообразие антител, так как они кодируют

Рис. 33.26. Неточность места соединения генов служит еще одним источником разнообразия антител.

часть последнего гипервариабельного участка L- и Н-целей. При формировании полного гена любой из нескольких сотен генов V может присоединиться к любому из пяти генов J. Например, в результате комбинации 300 неполных генов V с пятью генами J может образоваться 1500 вариантов полного (непрерывного) гена Следовательно, соматическая рекомбинация этих генных сегментов усиливает разнообразие, заложенное уже в клетках зародышевого пути.