编码免疫球蛋白(Ig)分子重链和轻链的基因。包括可变区基因和稳定区基因。动物体免疫系统可产生107～108种抗原结合特异性不同的抗体，这些抗体均由位于不同染色体上的3个连锁群基因所编码。个体发育过程中种系基因发生体细胞性重排，不仅是抗体多样性产生的主要机制，也是抗体类变换的原因。

抗体基因 包括重链基因连锁群与编码轻链的κ链和λ链基因连锁群。3个连锁群位于不同染色体上，如人的重链、κ链和λ链连锁群分别位于第14、2和22对染色体上;小鼠的则分别位于第12、6和16对染色体上(图1)。

κ链基因复合体 小鼠κ基因复合体只有一个恒定区基因(Cκ)，但有几百个可变区基因(Vκ1-n)。每一可变区基因由两个分开的编码片段组成， 一个编码N端前导序列，一个编码可变区体部。Vκ位于Cκ的5′端， 中间隔开一段长的不编码序列(内含子)。在Vκ和Cκ之间位于Cκ5′端2500个碱基对的上游处有5个J基因(Jk1-5)， 可能只有4个能够表达。在表达k链的淋巴细胞中，一个Vk基因直接拼接到一个Jk基因上， 中间的DNA序列被切去， 位于选定Jk基因3′端的Jk被保留下来。

图1 小鼠种系基因结构模式

6、16和12分别为κ链、λ链和重链基因所在的染色体

λ链基因复合体 在很多方面，小鼠λ链基因复合体在3个基因连锁群中是最简单的， 它有4个恒定区基因(Cλ1-4)， 但只有两个可变区基因(Vλ1-2)。每一Vλ都有与自身主要序列隔开的前导序列。每个Cλ基因5′端1000个碱基处都有一Jλ基因。功能性λ链基因的形成方式与k链基因相似，在表达λ链的淋巴细胞中， 一个Vλ基因拼接到一个Jλ基因上， 中间的DNA序列被切去。在B淋巴细胞分化发育的早期，即在μ链开始合成后不久， 细胞试图产生功能性k链基因，如果成功则不再进行λ链基因的重排，细胞及其所有后代都将产生k链; 如果k链基因重排是非功能性的， 则细胞试图产生功能性λ基因，如果成功，则细胞及其所有后代都产生λ链。k链和λ链哪种为先，视动物种类不同而异， 这种在同一细胞中只能形成一种功能性轻链基因的现象称为同种型排斥。

重链基因复合体 在3个基因连锁群中， 重链基因复合体最为复杂， 有几百个可变区基因(VH1～n)、4个J基因(JH1～4)， 以及对应于每一类和亚类Ig的恒定区基因Cμ、Cδ、Cγ3、Cγ1、Cγ2b 、Cγ2a、Cε和Cα。除JH基因外， 小鼠重链基因复合体还含有12个多样性基因 (D1～12)。D基因位于VH和JH之间， 编码重链第三高变区的大部分。功能性重链基因是一个JH基因与一个D基因拼接，然后该DJH结合片段与一个VH基因拼接， 在选定的D和JH间及VH和D间的DNA序列被除去。像k链基因一样， 在选定的JH基因3′端一侧JH基因均被保留。

等位排斥 在任何一个淋巴细胞中， 不论是轻链基因还是重链基因， 只能表达父源和母源一对等位基因中的一个， 而轻链和重链基因可分别来自父源或母源的等位基因。上述现象称为等位排斥， 其意义在于一个细胞只表达一个重链基因和一个轻链基因， 保证了抗体分子的对称性。如果一个淋巴细胞表达几类Ig重链(如成熟B细胞同时表达IgM和IgG)， 则总是由同一条染色体上的基因编码， 以使重链可变区完全相同， 从而保证特异性完全相同。

抗体基因表达的RNA加工 重链基因和轻链基因完成功能性重排后， C区基因并未与V区基因拼接，中间仍由非编码序列隔开(图2)。重链或轻链的完整编码序列只有经转录加工到成熟mRNA阶段才连结在一起。以重链为例， 在活动性VH基因起始密码子(ATG)5′端上游一短距离处开始转录，经过VHDJH片段和恒定区各片段。核内原始转录的RNA很长， 可变区和恒定区之间还保留一段内含子。经过几个阶段加工使编码片段之间的所有序列全部切除， 形成mRNA。聚腺苷加接信号位于距成熟mRNA聚腺苷尾部起始处20～30个碱基。加接的聚腺苷对信使RNA(mRNA)起稳定作用。重链基因mRNA在加工过程中除切去夹在中间的序列外，在3′端还进行不同的拼接，产生编码膜型和分泌型两种不同重链的mRNA。

抗体多样性的产生 抗体上抗原结合部的多样性取决于多种遗传机制。①种系VH和Vk基因的数目各有250个左右。Vk和Jk的拼接是随机的， Jk有4个功能性基因片段，因此k链可产生1000个V区基因; 同样VH和D基因、D基因和JH基因的拼接也是随机的， D基因有10个， JH基因有4个， 因此重链可产生10 000个V区基因。重链和轻链的联合也是随机的，因此产生的抗体多样性可达千万(107)。小鼠λ链种系基因仅有2个Vλ和3个有活性的Jλ， 抗体多样性相对较少。②轻链基因VL和JL连接， 重链基因VH和D及D和JH连接均非在精确的拼接点上发生。按保守的估计， 由于每一连接点的不精确可产生3个多样性， 这样共产生27个多样性， 所以总共可产生2.7×108抗体多样性。由此可见， 种系抗体基因片段在个体发育过程中经历的体细胞性重排是抗体多样性的主要来源：其次， 体细胞突变也可产生大量多样性， 因此动物机体可产生不同特异性抗体的数目是十分巨大的， 能对自然界存在的或人工合成的几乎所有抗原物质产生免疫应答。

Ig的类变换 大多数成熟而未经抗原刺激的B细胞表面均带有SIgM和SIgD， 二者特异性一致， 这种双重表达多是通过包括Cμ和Cδ基因的原始转录物的差别剪接而达到的。抗原刺激后， B细胞分化发育为浆细胞， 其重链基因的分泌性mRNA增加了几百倍， 而膜性mRNA则减少; 同时又因Cδ基因缺乏向其他重链基因变换的机制， 故在免疫应答中最早产生的抗体为IgM，而IgD在免疫应答的所有阶段都很少。

初次应答后的短期内， IgM向IgG、IgA或IgE的变换进一步涉及到重组机制， 通过每一CH基因5′侧的“变换” 顺序将VHDJH基因序列移位到相应的CH基因。通过剪切或姐妹染色体交换除去夹在中间的DNA序列。控制B细胞Ig类变换的因子尚欠详， 很可能有T细胞参与。一个表达IgM和IgD的典型成熟B细胞可变换为其他任何亚类。但这种变换是单向的， 如细胞在变换为具有分泌IgA能力的同时， 也丧失了表达IgG或IgE的能力， 因为Cα基因5′侧的所有CH基因已被除去。不过第一次变换为IgG， 仍可发生第二次变换， 因为在Cγ基因的3′侧还存在Cε和Cα基因。在类变换期间， 轻链型和抗体特异性均保持不变。