Klassenwissel vindt plaats na activering van een rijpe B-cel via zijn membraangebonden antilichaammolecuul (of B-celreceptor) om de verschillende klassen antilichamen te genereren, alle met dezelfde variabele domeinen als het oorspronkelijke antilichaam dat in de onrijpe B-cel tijdens het proces van V(D)J-recombinatie is gegenereerd, maar met verschillende constante domeinen in hun zware ketens.
Naïeve rijpe B-cellen produceren zowel IgM als IgD, de eerste twee zware ketensegmenten in de immunoglobulinelocus. Na activering door antigeen gaan deze B-cellen zich vermenigvuldigen. Wanneer deze geactiveerde B-cellen via hun CD40- en cytokinereceptoren (die beide door T-helpercellen worden gemoduleerd) in contact komen met specifieke signaalmoleculen, schakelen zij over naar een andere antilichaamklasse om IgG-, IgA- of IgE-antilichamen te produceren. Tijdens de klasseverandering verandert de constante regio van de zware keten van het immunoglobuline, maar de variabele regio’s, en dus de antigene specificiteit, blijven dezelfde. Hierdoor kunnen verschillende dochtercellen van dezelfde geactiveerde B-cel antilichamen van verschillende isotypen of subtypen produceren (bv. IgG1, IgG2 enz.).
De volgorde van de exonen van de zware keten is als volgt:
- μ – IgM
- δ – IgD
- γ3 – IgG3
- γ1 – IgG1
- α1 – IgA1
- γ2 – IgG2
- γ4 – IgG4
- γ4 – IgG4
- γ4. IgG4
- ε – IgE
- α2 – IgA2
Klasse-overschakeling vindt plaats door een mechanisme dat klasse-overschakelingsrecombinatie (CSR) wordt genoemd. Klasse-switch recombinatie is een biologisch mechanisme dat het mogelijk maakt de klasse van antilichaam geproduceerd door een geactiveerde B-cel te veranderen tijdens een proces dat bekend staat als isotype of klasse-switching. Tijdens CSR worden delen van de locus van de zware keten van het antilichaam van het chromosoom verwijderd, en de gensegmenten rond het verwijderde deel worden weer samengevoegd om een functioneel antilichaamgen te behouden dat antilichamen van een ander isotype produceert. Dubbelstrengsbreuken worden in het DNA gegenereerd op geconserveerde nucleotidemotieven, die schakelgebieden (S) worden genoemd en zich stroomopwaarts bevinden van gensegmenten die coderen voor de constante regio’s van zware ketens van antilichamen; deze breuken komen voor naast alle genen van de constante regio van zware ketens, met uitzondering van de δ-keten. Het DNA wordt bij twee geselecteerde S-regio’s ingepikt en gebroken door de activiteit van een reeks enzymen, waaronder activeringsgeïnduceerde (cytidine) deaminase (AID), uracil-DNA-glycosylase en apyrimidische/apurinische (AP)-endonucleasen. Het tussenliggende DNA tussen de S-regio’s wordt vervolgens van het chromosoom verwijderd, waarbij ongewenste exonen uit de constante-regio van de μ- of δ-zware keten worden verwijderd en vervanging van een gensegment uit de constante-regio van de γ, α of ε mogelijk wordt gemaakt. De vrije uiteinden van het DNA worden weer aan elkaar verbonden door een proces dat niet-homologe endjunctie (NHEJ) wordt genoemd om het variabele domeinexon te koppelen aan het gewenste stroomafwaartse constante domeinexon van de zware keten van het antilichaam. Bij afwezigheid van niet-homologe eindverbindingen kunnen de vrije uiteinden van het DNA worden samengevoegd via een alternatieve route die gericht is op microhomologieverbindingen. Met uitzondering van de μ- en δ-genen komt op elk moment slechts één antilichaamklasse door een B-cel tot expressie.Hoewel klasse-switch recombinatie meestal een deletioneel proces is, waarbij een chromosoom in “cis” wordt herschikt, kan het ook voorkomen (in 10 tot 20% van de gevallen, afhankelijk van de Ig-klasse) als een inter-chromosomale translocatie waarbij immunoglobuline zware keten genen van beide allelen worden gemengd.