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