抗体多样性产生的原因

抗体（Ig）是重要的免疫活性物质。人的抗体由两条重链和两条轻链组成（如图），每条链都包括可变区(V区)和恒定区（C区）。V区是氨基酸序列变化较大区域，C区是序列相对稳定区域。人的一生中可以产生多达10¹¹种抗体。

针对如何产生数量众多的不同抗体，早期科学界主要有两种假说。一种是种系发生细胞学说，认为所有Ig编码基因都是进化过程中积累产生的，在种系发生细胞中有很多Ig编码基因，对应各种不同的抗体。另一种是体细胞变异学说，认为种系发生细胞中最初只有很少Ig编码基因，而在细胞分化的过程中发生重组或突变而产生更多基因编码抗体。

美国科学家Ursula Storb从某动物脾脏细胞中提取DNA，先在其中加入从肝脏细胞中提取的RNA（不带放射性标记）进行第一次杂交，然后在同一个体系中加入从脾脏细胞中提取的RNA（带有放射性标记）进行第二次杂交。检测第二次杂交的杂交量，并以此表示Ig编码基因的数量。由结果推测Ig编码基因数量足够大，因此支持种系发生细胞学说。但实际上此种方法的影响因素很多，推测并不准确。

1976年日本科学家小泉纯一郎和利根川进设计了一个实验检测小鼠胚胎期细胞和成体期浆细胞中Ig编码基因的区别。首先用限制酶BamHI将两种细胞中的全部DNA切成小段，用编码Ig轻链的mRNA制备2种带有放射性标记的探针与DNA片段杂交，检测杂交区段分子量大小，结果如下表。

两位科学家比较了2种细胞DNA杂交区段分子量种类和大小。认为成体小鼠浆细胞DNA杂交后只出现一种分子量的杂交区段的原因不是由于基因突变导致丢失了一个BamHI的酶切位点引起的，而是在胚胎期细胞基因组中含有两个不连接的片段，分别编码V区和C区，在成体小鼠浆细胞DNA中发生了染色体片段的重新组合（染色体重组），使V区和C区的编码基因连接形成了一个片段。

后续很多实验证实了淋巴细胞分化过程中发生染色体重组，重组方式多样性是Ig序列多样性的重要来源。

（1）抗体的化学本质是，它是由抗体基因经过过程合成的，在免疫中与特异性结合发挥免疫效应。

（2）根据文中信息，你认为区分钟系发生细胞学说和体细胞变异学说最简单的方法是。

（3）Ursula Storb实验中首先加入没有标记的从肝脏细胞中提取的RNA的作用是。

（4）据两位日本科学家的实验分析，3.9及6.0百万道尔顿的基因组片段分别控制合成抗体轻链中的区域。 文中提出“成体小鼠浆细胞DNA杂交后只出现一种分子量的杂交区段的原因不是由于基因突变导致丢失了一个BamHI的酶切位点引起的。” 结合文中信息，请说明理由：。

（5）下图是对日本科学家核酸分子杂交实验结果的分析示意图，请补充完整。（在图中画出成体小鼠浆细胞V区和C区片段情况，并用箭头表示出2种小鼠DNA片段中的BamHI酶切位点）

注：tDCs为耐受型树突状细胞，IL-10、IL-21、TGFβ、IL-35、IDO等均为细胞因子。