Согласно наиболее популярной в настоящий момент гипотезе гены ИГ и Т-клеточных рецепторов произошли от одного предкового гена, кодировавшего один домен путем различных вариантов последовательных дупликаций.

В эволюции генов ИГ можно выделить три основных события.

1. Разделение предкового V-подобного гена на V и J сегменты и возникновение механизма генерации разнообразия путем соматической рекомбинации. Предпологается, что это событие связано с внедрением транспозона в предковый ген и осуществилось до разделения ИГ и Т-клеточных рецепторов у предков хрящевых рыб (Gilbert, 1990). Наличие в геноме акул и скатов слитых VJ генов в локусах L-цепей классов I и II, является, по-видимому, вторичным событием и, возможно, обусловлено фиксацией генов, кодирующих антитела строго определенной специфичности (Anderson et al., 1995).

2. Возникновение механизмов соматического мутагенеза генов ИГ. У млекопитающих соматический мутагенез обеспечивает как минимум половину разнообразия антител, являясь основой аффинного созревания антител при вторичном иммунном ответе (Пол, 1987). Достаточно выражен соматический мутагенез также у птиц (Thompson and Neiman, 1987; Reynaund et al., 1987).

Ряд данных позволяет предполагать, что соматический мутагенез может осуществляться у хрящевых рыб и у амфибий, но эти результаты нуждаются в более тщательном изучении. В частности, у хрящевых рыб получение достоверных свидетельств затруднено наличием множественых кластеров генов, что не позволяет надежно соотносить данные по геномной структуре и структуре кДНК (Litman et al., 1993).

3. Переход от кластерной к сегментарной организации генных сегментов. Сегментарная организация может иметь несколько преимуществ. Во-первых, увеличивается разнообразие продуцируемых антител за счет дополнительных возможностей комбинирования разных V и J сегментов. Во-вторых, уменьшается размер локуса за счет резкого сокращения количества C генов. В-третьих, подобная организация позволяет упростить регуляцию экспрессии различных локусов.

Ключевым принципом функционирования иммунной системы является принцип клональной селекции иммунокомпетентных клеток, несущих рецептор определенной специфичности. Ряд косвенных данных позволяет считать, что у акул гуморальный иммунный ответ клонально ограничен (Shankey and Clem, 1980). Однако неизвестно, каким образом и насколько эффективно осуществляется это ограничение (Flajnik, 1996). У млекопитающих принцип “одна клетка - одно антитело” обеспечивается благодаря изотипическому и аллельному исключению. При сегментарной организации генов продуктивная перестройка в одном из локусов ведет к блокированию перестройки других локусов и, тем самым к их инактивации. Однако, в случае наличия множественных VJC кластеров, в части из которых VJ сегменты слиты в зародышевой ДНК, механизмы контроля выборочной экспрессии могут быть более сложными или не столь эффективными. Таким образом, переход от кластерной к сегментарной форме организации генов ИГ мог иметь принципиальное значение для формирования полноценной системы гуморального иммунитета.

Вопрос о том, на каком этапе филогенеза произошел этот переход остается открытым. Уже у амфибий гены ИГ L- и Н-цепей организованы сегментарно. При этом, в случае L-цепей наблюдается два основных типа организации: каппа-подобный (один С ген, семейство J сегментов и семейство V сегментов) и лямбда подобный (несколько пар JC и семейство V сегментов). По всей видимости, различные типы L-цепей амфибий произошли от различных типов L-цепей хрящевых рыб, однако относительно невысокая гомология по первичной структуре не позволяет утверждать этого с определенностью (Gilbert, 1990).

У сомика и радужной форели, представителей костистых рыб, организация генов L-цепей и Н-цепей отличается. Гены Н-цепей костистых рыб организованы подобно млекопитающим сегментарно (Bengten et al., 1991). Организация генов L-цепей имеет кластерный характер. В то же время, в отличие от хрящевых рыб, транскрипционная ориентация V генов у них изменена.