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抗体分子是[[免疫球蛋白]],由两条轻链和两条重链组成。轻链和重链都可按[[氨基酸]]顺序[[变异]]的程度划分为可变区(V)和[[恒定区]](C)。高等动物和人体能够产生极其大量的不同特异性的免疫球蛋白。是不是每个个体都有这么多的轻链基因和重链基因?这曾使遗传学家迷惑不解。伯内特的克隆选择学说在细胞水平上回答了这一问题。按照这一学说,每一个[[浆细胞]]只能产生一种或少数几种抗体,一个个体的无数的浆细胞合在一起就可产生出无数种类的抗体分子。
多种多样的浆细胞是由淋巴细胞[[分化]]而来的。应用基因建株、分子杂交和[[核苷酸]]顺序分析技术,发现免疫球蛋白[[分子]]的轻链和重链都是由若干被隔开的基因片段或称[[外显子]]编码的。在决定轻链的染色体上,有L、V、J、C四类基因片段。V片段(可变片段)约有150种,J片段(连接片段)约有5种,L片段(引导片段)和C片段(恒定片段)各有一种。在淋巴细胞分化过程中,这些基因片段经过重排而连接在一起后才能被[[转录]]。重排时 V/J接头有灵活性,估计有10种可能性。原始[[转录产物]]再经过加工拼接,才成为L-V-J-C连续的mRNA。L片段在翻译后被切去,V-J片段翻译成为可变区,C片段翻译成为恒定区。重排时的不同组合和 V/J接头的灵活性可导致约7500种(150×5×10)轻链基因(图1)。在决定重链子的染色体上,有L、V、D、J、C五类基因片段。其中L片段1种,估计V片段有80种,D片段(多样性片段)有50种,J片段有6种,C片段有 8种。V/D和D/J接头估计各有10种可能性。8种C片段决定免疫球蛋白的类别,即lgM、lgD、lgG<sub>3</sub>、lgG<sub>1</sub>、lgG<sub>2b</sub>、lgG<sub>2a</sub>、lgE或lgA,它们针对同一种J接头估计各有10种可能性。8种C片段决定免疫球蛋白的类别,即lgM、lgD、lgG、lgG、lgG、lgG、lgE或lgA,它们针对同一种[[抗原决定簇]]而有同样的可变区。通过重排和接头的灵活性可导致240万种(80×50×6×10×10)重链基因(图2)。轻链和重链组合起来可以产生180亿种(750×2400000)免疫球蛋白分子。如果再加上可能产生的[[体细胞突变]](估计[[突变率]]是1/10000细胞/代),抗体的多样性还可以扩大。抗体多样性的来源虽然已经在细胞水平和分子水平上得到了一些说明,但是还有许多问题有待解决。已知一种浆细胞只产生一种[[特异性抗体]]分子,在杂合状态下它的[[等位基因]]是不表达的。对这种等位排斥现象至今不知道它的机理。对于[[染色体重排]]的确切过程现在知道得也还很少。
==免疫应答遗传==
早在1938年P.A.戈勒等就发现小鼠不同[[近交]]系对[[肺炎球菌]][[荚膜多糖]]产生抗体的能力大不相同。后来有人以人工合成的[[多肽]]作为抗原,也得到同样的结果。这种差别是遗传的。[[免疫应答基因]](Ir)控制一个个体对抗原发生免疫应答的程度。例如以一种人工合成的多肽[[免疫]]小鼠,H-2系统q[[纯合]]小鼠(Ir<sup>q</sup>/Ir<sup>q</sup>)是高应答品系,能产生较多的抗体;s纯合小鼠(Ir<sup>s</sup>/Ir<sup>s</sup>)是低应答品系,产生的抗体较少。它们的杂交子代(Ir<sup>q</sup>/Ir<sup>s</sup>)与q纯合[[亲代]]相同,也是高应答的。将杂交子代与s纯系亲代回交,回交子代半数是高应答的,半数是低应答的。这一事实说明免疫应答反应由一对基因所控制,高应答反应是[[显性]],低应答反应是隐性。小鼠有几个Ir基因,有时对一种抗原的免疫应答可同时受两个Ir基因控制。人体对豕草[[变应原]]产生lgE抗体的应答程度也受与HLA连锁的Ir基因控制。在鸡、[[大鼠]]、狗、猴等动物中也都发现有Ir基因。
除上述三个方面的内容外,[[补体]]的遗传和[[干扰素]]的遗传也属于免疫遗传学研究的范畴。