Von den Genen des HLA-Systems werden Polypeptidketten determiniert, die je nach Genlocus unterschiedlich aufgebaut sind:
HLA-Klasse I-Antigene
Bei den Determinanten der Klasse I-Gene (A, B, C) handelt es sich um transmembrane Polypeptidketten (44 kD) mit einem intra- und einem extrazellulären Anteil. Der extrazelluläre Anteil besteht aus 3 sog. Domainen (Alpha 1 – Alpha 3). Die 4. Domaine wird durch das kovalent an das Polypeptid gebundenen ß2-Mikroglobulin-Molekül gebildet, kodiert durch ein Gen auf dem Chromosom 15. In Abhängigkeit vom jeweiligen Allel finden sich unterschiedliche Aminosäuresequenzen in den Domainen Alpha 1 und Alpha 2.
Diese Polypeptidketten sind – mit quantitiven Unterschieden – auf allen kernhaltigen Zellen des Organismus nachzuweisen. Die größte Antigendichte findet man auf Milzzellen, gefolgt von Lunge und Leber. Aber auch auf Thrombozyten und sogar auf Erythrozyten lassen sich HLA-Antigene der Klasse I nachweisen (auf Erythrozyten spricht man auch von „Bg-Antigenen“ = Bennet-Goodspeed-Antigenen).
HLA-Klasse II-Antigene
Die HLA-Antigene der Klasse II bestehen ebenfalls aus transmembranen Polypeptidketten, wobei man zwischen einer schweren Alpha-Kette und einer leichten Beta-Kette mit jeweils 2 Domainen unterscheidet. Die unterschiedlichen Allele determinieren jeweils unterschiedliche Alpha 2- und Beta 2- Aminosäuresequenzen in den Domainen der Alpha- und Beta-Ketten.
Im Gegensatz zu den Antigenen der Klasse I sind die Polypeptidketten der Klasse II nicht auf allen Körperzellen zu finden. Man kann sie vor allem auf phagozytierenden Zellen wie Monozyten/Makrophagen, dendritischen Zellen und B-Lymphozyten (Antigen-präsentierende Zellen, APCs) nachweisen.