免疫遗传学

抗体形成的遗传学

理解免疫系统遗传学的核心问题之一是解释抗体产生的遗传调控。免疫生物学家已经证明，该系统可以产生超过100万个特异性抗体，每个抗体对应一个特定的抗原。这很难设想每个抗体由一个单独的基因编码;这样的安排将需要不成比例的整体份额人类基因组．重组DNA分析照亮有限数量的免疫球蛋白基因编码大量抗体的机制。

每个抗体分子由几个不同的多肽轻链(L)和较长的重链(H)。后者决定了一种免疫球蛋白属于五种不同类别(IgM, IgG, IgA, IgD或IgE)中的哪一类。L链和H链在蛋白质中都是独特的，因为它们包含恒定部分和可变部分。常数部分相对相同氨基酸任何给定抗体的序列。另一方面，可变部分在每个抗体分子中具有不同的氨基酸序列。因此，正是这些可变的部分决定了抗体的特异性。

小鼠免疫球蛋白基因的重组DNA研究表明，轻链基因编码在种系DNA的四个独立部分:前导段(L)、可变段(V)、连接段(J)和恒定段(C)。这些片段在胚胎细胞的DNA中广泛分离，但在成熟的B淋巴细胞中，它们相对接近(尽管由内含子分开)。的鼠标有超过200个轻链可变区基因，其中只有一个会被合并到近端序列中，编码在给定的B淋巴细胞中产生抗体。抗体多样性大大增强通过这个系统，V和J片段在每个b淋巴细胞前体细胞中随机重新排列和排序。这种DNA重排发生的机制尚不清楚，但转座子无疑涉及其中。类似的组合过程也发生在编码重链的基因中;此外，轻链和重链基因都可以发生体细胞突变，以创建新的抗体编码序列。这些组合和突变过程的净效应使得从有限数量的基因编码数百万个特定的抗体分子成为可能。然而，应该强调的是，每个B淋巴细胞只能产生一种抗体。它是B淋巴细胞群作为一个整体产生巨大的人类和其他哺乳动物体内的多种抗体。

浆细胞肿瘤(骨髓瘤)使得研究单个抗体成为可能，因为这些肿瘤是单一抗体的后代浆细胞，大量产生一种抗体。另一种获得大量特定抗体的方法是将B淋巴细胞与快速生长的癌细胞融合。由此产生的混合细胞，称为a杂种细胞，在文化．从杂交瘤中获得的抗体是由单个淋巴细胞的克隆产生的，因此被称为单克隆抗体。

遗传细胞免疫

如前所述，细胞免疫是由T淋巴细胞介导的，T淋巴细胞可以识别受感染的体细胞、癌细胞和外来移植的细胞。细胞免疫反应的控制是由一组相互关联的基因提供的，称为免疫应答基因主要组织相容性复合体(MHC)。这些基因编码主要组织相容性抗原，它们存在于几乎所有有核体细胞的表面。主要的组织相容性抗原最初是在白细胞(白细胞)上发现的，因此通常被称为HLA(人类白细胞组A)抗原。

的出现移植的人类20世纪50年代的器官使得供体和受体之间的组织相容性问题变得至关重要上下文HLA抗原和MHC被阐明。研究人员发现，MHC位于人体的短臂上染色体6、4个紧密相关的位点，分别为HLA-A、HLA-B、HLA-C和HLA-D。每个位点都高度多态;也就是说，每一种都由人类内部的许多等位基因所代表基因库．这些等位基因，就像ABO血型系统，以共主导方式表达。由于在每个HLA位点上有大量的等位基因，任何两个个体(除了兄弟姐妹)具有相同HLA基因型的概率极低。(因为一个人继承了如果父母各有一条染色体，那么兄弟姐妹有25%的概率获得相同的父母染色体，从而HLA匹配。)

虽然HLA抗原在很大程度上是器官移植排斥反应的原因，但很明显，MHC并没有进化到阻止器官从一个人转移到另一个人。事实上，从小鼠的组织相容性复合体(其遗传组织与人类非常相似)中获得的信息表明，HLA抗原的主要功能是调节特异性细胞毒T杀伤细胞的数量，这些细胞毒T杀伤细胞具有破坏病毒感染细胞和癌细胞的能力。