Jako część układu odpornościowego przeciwciała rozpoznają i neutralizują inwazyjne patogeny. Różne klasy przeciwciał są zdefiniowane przez różne łańcuchy ciężkie, które przenoszą w swojej strukturze przeciwciał, gdzie każda klasa przeciwciał wywiera odmienne funkcje efektorowe, które pozwalają im penetrować różne tkanki w organizmie i rekrutować szczególny zróżnicowany zestaw komórek efektorowych układu odpornościowego.
Komórki B produkujące przeciwciała mogą przełączać klasę immunoglobulin, które wytwarzają, poprzez proces indukowanej rearanżacji genomowej zwanej rekombinacją przełączającą klasy. Ta genetyczna rekombinacja może zachodzić w dwóch kierunkach – w przypadku prawidłowej rearanżacji powstaje produktywny gen kodujący nową klasę immunoglobulin, w drugim kierunku produkcja immunoglobulin jest uniemożliwiona. Teoretycznie prawdopodobieństwo wystąpienia tych dwóch zdarzeń jest równe, co daje wskaźnik niepowodzenia na poziomie 50%, który ograniczałby skuteczność odpowiedzi przeciwciał. Nowe badania pokazują jednak, że układ odpornościowy jest znacznie skuteczniejszy niż zwykły przypadek, a wskaźnik sukcesu wynosi 90% na korzyść funkcjonalnych rearanżacji w przełączaniu klas.
Pierwszą klasą immunoglobulin produkowanych w ramach odpowiedzi immunologicznej jest IgM. Łańcuch ciężki μ w tych cząsteczkach jest tym, co określa je jako IgM. W miarę postępu odpowiedzi immunologicznej immunoglobuliny wytwarzane przez komórki B zmieniają się z dominującej klasy IgM na klasy IgG, IgE lub IgA, w zależności od rodzaju infekcji. Każda z klas IgG, IgE i IgA składa się z własnych typów łańcucha ciężkiego, odpowiednio γ, ε lub α, oznaczających jej klasę, a każda klasa związana jest z inną funkcją; immunoglobuliny IgG są skuteczne przeciwko infekcjom bakteryjnym lub wirusowym, immunoglobuliny IgA są głównymi efektorami śluzówkowego układu odpornościowego, a immunoglobuliny IgE są skuteczne przeciwko niektórym pasożytom i często związane z alergiami i astmą.
Geny kodujące stałe regiony każdej klasy łańcucha ciężkiego immunoglobuliny są poprzedzone wyraźną powtarzającą się sekwencją przełączającą – Sμ, Sγ, Sε i Sα. Podczas przełączania klas, enzym deaminazy indukowanej aktywacją tworzy pęknięcia nici DNA w regionie Sμ i innym S. Te nici DNA są następnie naprawiane. Te nici DNA są następnie naprawiane przez niehomologiczne łączenie końców w celu uzyskania orientacji, która w 90% przypadków daje początek nowemu stałemu regionowi w miejscu klasy immunoglobuliny IgM, podczas gdy sekwencja pośrednia jest kolista i wycięta, lub tylko w 10% przypadków unieczynnia gen przeciwciała poprzez jego włączenie w odwróconej orientacji.
Komórki pozbawione DNA-naprawczego czynnika kinazy ATM, który koordynuje odpowiedź na indukowane aktywacją deaminazą pęknięcia DNA, wykazały zmniejszoną tendencyjność orientacji w przełączaniu klas immunoglobulin. Dodatkowo wykazano, że ekspresja białek wiążących DNA: H2AX, Rif-1 i 53BP-1, które zapobiegają resekcji przerwanych nici DNA, promując w ten sposób łączenie niehomologicznych końców, pozytywnie wpływa na tendencyjność orientacji w przełączaniu klas immunoglobulin. Autorzy badań proponują, że hamowanie resekcji końców uwypukla wewnętrzną predyspozycję rekombinacji przełączania klas do postępowania w określonej orientacji. Preferowana orientacja tych zdarzeń rekombinacyjnych jest podyktowana topologią elementów genowych łańcucha ciężkiego i pozwala na niehomologiczne łączenie końców w celu naprawy przerw, które nie są prawidłowo sparowane i mogą łączyć się w dowolnej orientacji.
Jedynym znanym przykładem rekombinacji DNA z tendencją do orientacji jest rekombinacja VDJ, która również funkcjonuje w komórkach B, aby zmienić sekwencję przeciwciał w celu osiągnięcia rozpoznania antygenu. Mechanizmy leżące u podstaw tych procesów są słabo poznane, ale wydaje się, że oba ewoluowały tak, by być jak najbardziej efektywne, aby zapewnić produkcję przeciwciał i zapewnić skuteczną odpowiedź immunologiczną.