Ca parte a sistemului imunitar, anticorpii recunosc și neutralizează agenții patogeni invadatori. Diferitele clase de anticorpi sunt definite de diferitele lanțuri grele pe care le poartă în structura lor de anticorpi, fiecare clasă de anticorpi exercitând funcții efectoare distincte care le permit să pătrundă în diferite țesuturi din organism și să recruteze un anumit set divers de celule efectoare ale sistemului imunitar.
Celelalte celule B producătoare de anticorpi pot schimba clasa de imunoglobulină pe care o produc printr-un proces de rearanjare genomică inductibilă numit recombinare de schimbare de clasă. Această recombinare genetică poate avea loc în două orientări- dacă are loc rearanjarea corectă rezultă o genă productivă care codifică o nouă clasă de imunoglobuline, cealaltă orientare împiedică producerea de imunoglobuline. Teoretic, aceste două evenimente au o probabilitate egală de a se produce, rezultând o rată de eșec de 50%, ceea ce ar limita eficiența răspunsurilor anticorpilor. Cu toate acestea, noi cercetări arată că sistemul imunitar este mult mai eficient decât simpla șansă, cu o rată de succes de 90% în favoarea rearanjamentelor funcționale în schimbarea de clasă.
Prima clasă de imunoglobulină produsă ca parte a unui răspuns imunitar este IgM. Lanțul greu μ din cadrul acestor molecule este ceea ce le desemnează ca IgM. Pe măsură ce răspunsul imunitar progresează, imunoglobulinele produse de celulele B se schimbă din clasa predominantă IgM în clasa IgG, IgE sau IgA, în funcție de tipul de infecție. Fiecare dintre IgG, IgE și IgA constă în propriile tipuri de lanțuri grele, γ, ε sau, respectiv, α, care denotă clasa lor și fiecare clasă este asociată cu o funcție diferită; imunoglobulinele IgG sunt eficiente împotriva infecțiilor bacteriene sau virale, imunoglobulinele IgA sunt efectorii principali ai sistemului imunitar al mucoaselor, iar imunoglobulinele IgE sunt eficiente împotriva anumitor paraziți și sunt adesea asociate cu alergiile și astmul.
Genele care codifică regiunile constante ale fiecărei clase de imunoglobuline cu lanț greu sunt toate precedate de o secvență de comutare repetitivă distinctă – Sμ, Sγ, Sε și Sα. În timpul comutării de clasă, enzima deaminază indusă de activare creează rupturi ale catenei de ADN la nivelul regiunii Sμ și a unei alte regiuni S. Aceste șiruri de ADN sunt apoi reparate prin unirea neomologă a capetelor pentru a da o orientare care, în 90% din cazuri, dă naștere unei noi regiuni constante în locul clasei de imunoglobuline IgM, în timp ce secvența intermediară este circularizată și excizată sau, în doar 10% din cazuri, inactivează gena anticorpilor prin încorporarea acesteia într-o orientare inversă.
Celele knock-out pentru factorul de reparare a ADN-ului, kinaza ATM, care coordonează răspunsul la rupturile ADN deaminazice induse de activare, au prezentat o tendință de orientare redusă în comutarea clasei de imunoglobuline. În plus, s-a demonstrat că expresia proteinelor de legare a ADN-ului H2AX, Rif-1 și 53BP-1, care împiedică rezecarea șirurilor rupte de ADN, favorizând astfel unirea neomologă a capetelor, influențează în mod pozitiv tendința de orientare în comutarea clasei de imunoglobuline. Autorii studiului propun că inhibarea resecției capetelor accentuează o predispoziție intrinsecă a recombinării de comutare a claselor de a se desfășura într-o anumită orientare. Orientarea preferată a acestor evenimente de recombinare este dictată de topologia elementelor genei lanțului greu și permite îmbinării neomologe a capetelor pentru a repara rupturile care nu sunt corect împerecheate și care ar putea să se unească în oricare dintre orientări.
Singurul alt exemplu cunoscut de recombinare a ADN-ului în funcție de orientare este recombinarea VDJ, care funcționează, de asemenea, în cadrul celulelor B pentru a varia secvența anticorpilor pentru a obține recunoașterea antigenului. Mecanismele care stau la baza acestor procese sunt slab înțelese, dar se pare că ambele au evoluat pentru a fi cât mai eficiente posibil pentru a asigura producția de anticorpi și pentru a oferi un răspuns imunitar eficient.