Генний апарат людини містить близько 30 тисяч генів, а кількість варіантів антитіл сягає мільйонів. Який механізм використовується для утворення нових генів, що відповідають за синтез такої кількості антитіл?

Чому це правильна відповідь

Утворення різноманітності антитіл (понад 10⁸–10¹² варіантів) відбувається завдяки спеціалізованому соматичному V(D)J-рекомбінаційному механізму в лімфоцитах В (і Т) на стадії їх дозрівання в кістковому мозку. Гени важких і легких ланцюгів імуноглобулінів організовані у вигляді великих кластерів, що містять множину сегментів V (variable), D (diversity, тільки для важких ланцюгів), J (joining) та константні регіони C. Під час дозрівання В-клітини ферменти RAG1 і RAG2 (recombination-activating genes) розпізнають консервативні рекомбінаційні сигнальні послідовності (RSS — гептамер–спейсер–нонамер) біля 3′-кінця V-, 5′-кінця J- і з обох боків D-сегментів і вносять дволанцюгові розриви ДНК. Після внесення розривів комплекс NHEJ (Ku70/80, DNA-PKcs, Artemis, XRCC4, DNA-лігаза IV) зшиває сегменти у випадковому порядку: один V з одним D (для важкого ланцюга) і одним J, утворюючи унікальну послідовність V(D)J. Додаткову різноманітність забезпечують TdT (термінальна дезоксинуклеотидилтрансфераза), що випадково додає нуклеотиди в місця з’єднання (N-додачі), та екзонуклеазне «підгризання» кінців (P-додачі). Таким чином, з відносно невеликої кількості спадкових сегментів (≈50 Vκ, 40 Vλ, 70 VН, 25 DН, 6 JН) комбінаторна рекомбінація генів створює мільйони різних варіабельних доменів. Після антигенної стимуляції додається ще соматична гіпермутація (AID-фермент) та класовий свічинг (теж рекомбінація), що збільшує афінність і функціональність антитіл. Реплікація, репарація, ампліфікація чи утворення фрагментів Оказакі не створюють нову генетичну інформацію — вони лише копіюють або відновлюють існуючу. Тому саме сайт-специфічна та випадкова рекомбінація генів є єдиним механізмом, за допомогою якого організм генерує величезне різноманіття антитіл з обмеженої кількості спадкових генів.