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Ig轻链基因的结构和重排

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二、Ig轻链基因的结构和重排

在Ig重链基因重排后,轻链的可变区基因片段随之发生重排,V与J基因片段并列在一起。κ轻链基因先发生重排,如果κ基因重排无效,随即发生λ基因的重排。

(一)κ链基因的结构和重排

在小鼠,Vκ基因片段约有250个,间隔距离平均为10~12kb;Jκ有5个,其中4个有功能:Cκ只有1个。在人类,Vκ基因片段约有85~100个,编码V区氨基端的1~95位氨基酸,包括CDR1、CDR2和部分CDR3。根据DNA相似性程度,Vκ可分为16个组。在胚系DNA水平上,Vκ基因片段分散约占2000kb之长,占人2号染色体长度的百分之一左右。Jκ基因片段有5个,编码第96~108氨基酸。Jκ与最后一个Vκ基因片段的3′端相距为23kb,但与Cκ外显子靠得较近。Cκ也只有1个,编码C区(109~214氨基酸),所有κ轻链具有同一结构的C区。人和鼠Cκ距最后一个Jκ基因片段约2.5kb。Vκ与Cκ之间以随机的方式发生重组连接。人κ轻链V基因的排列多样性约为100Vκ×5Jκ=500。

(二)λ链基因的结构和重排

  小鼠Igλ轻链基因结构见表3-4。在大多数近交系小鼠中,有4个J λ 和4个C λ ,根据其在胚系DNA上的分布位置可分为两组(cluster):J λ 2C λ 2J λ 4C λ 4(C2-C4组)和J λ 3C λ 3J λ 1C λ 1(C3-C1组),每组基因片段长约为5kb。

表3-4 λ链基因结构和编码的氨基酸

分类

名称

在基因片段中的位置

编码氨基酸在轻链中的位置

编码氨基酸数

先导序列基因片段

L1

基因组 5′端

第-19~-5先导肽段

15

外显子

L2

紧接V基因5′端

第-4~-1先导肽段

4

V基因片段

L2的3′端

V区1~96或98

96或98

J基因片段

V基因片段3′端

V区97或99~112

14或16

C基因片段

J基因片段3′端

C区113~214

102

内含子

IS1

在L1与L2之间

93 bp

(不编码)

IS2

J与C之间

1205 bp

(不编码)

  λ基因组中共含有V λ 1、V λ 2和V λ x3个V λ 基因片段,V λ 2与“C2-C4组”(J λ 2C λ 2J λ 4C λ 4)的5′端相距73kb;V λ 1与“C3-C1组”(J λ 3C λ 3J λ 1C λ 1)相距19kb;V λX 与V λ 23′端相距19kb;V λ 重因片段与J λ 、C λ 基因片段的连接并不完全随机,V λ 1与J λ 3或J1重排,组成V λ 1J λ 3C λ 3基因或V λ 1J λ 1C λ 1基因,而V λ 2似乎只与J λ 2重排组成V λ 2J λ 2C λ 2基因,偶尔可见V λ 2与J λ 3或J λ 1重排,分别组成V λ 2J λ 3C λ 3基因和V λ 2J λ 1C λ 1基因。J λ 4、C λ 4不具备功能。目前尚未发现V λ 1与J λ 2重排。V λX 只发现与J λ 2重排。

  在人类,λ基因位于第22号染色体,V λ 约有100个,不同亚型含C λ 数量在6~9个之间,每个C λ 与各自的J λ 基因片段相邻。λ轻链的转录过程是某一个V λ 基因片段与某一个J λ 片段连接成V λ /J λ 外显子,然后与邻近C λ 基因片段重组转录为初级mRNA,再通过mRNA的剪接、翻译及修饰,成为成熟的λ轻链。

图3-11 小鼠κ轻链基因重排顺序、转录和合成

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