Генетика группы крови и их полиморфизмы
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 14.12.2024
В течение эволюции в результате мутаций изменяются гены, поэтому в популяции они встречаются не в одной, а в двух и более формах (множественные аллели). Полиморфизм — одновременное присутствие двух или более генетических форм одного вида в таком численном отношении, что их нельзя отнести к повторным мутациям. Поэтому термин «генетический (биохимический) полиморфизм» применяется в тех случаях, когда локус хромосомы в популяции имеет два и более аллелей с частотой больше 0,01. Ген, представленный более чем одним аллелем, называют полиморфным геном. Доля полиморфных локусов точно неизвестна, но полагают, что в популяциях многих видов она достигает 25—50 %. Так, у человека из 50 тыс. или более структурных локусов по крайней мере 30 % могут быть полиморфными.
Основными методами изучения полиморфизма белков и ферментов являются электрофорез в крахмальном или акриламид-ном геле и иммуноэлектрофорез. Белки (в том числе ферменты) находятся в растворе в виде частиц, несущих определенный электрический заряд, которые под действием электрического тока перемещаются к катоду или аноду.
Сейчас у сельскохозяйственных животных изучено более 150 полиморфных локусов белков (в том числе ферментов) крови, молока, тканей (табл. 34), расположенных в аутосомах. Установлено сцепление трех локусов казеина молока ocSi-Cn, J3-Cn и к-Cn (каппа-казеин).
34. Некоторые биохимические полиморфные системы
| Система | Символ локуса | Число аллелей | |||
| Крупный рогатый скот | Свиньи | Овцы | Лошади | Куры | |
| Гемоглобин Альбумин Трансферрин | нь Alb Tf | 10 9 12 | - 5 3 7 ' 5 13 | 2 3 10 | 2 3 4 |
| Система | Символ локуса | Число аллелей | ||
| Крупный рогатый скот | Свиньи | Овцы | Лошади | Куры |
| Церулоплазмин | Ср | 2 __ _ | ||
| Эстераза | Es | 2 3 6 3 | ||
| р-Лактоглобулин | P-U | _ _ _ _ | ||
| ctsi-Казеин | asj-Cn | |||
| р-Казеин | P-Cn | |||
| к-Казеин | к-Cn | |||
| у-Казеин | T-Cn |
Аллели гемоглобинового локуса обозначаются так: Hb A , Hb B и т. д., а генотип — НЬ А НЬ А , НЬ В НЬ В и т. д. В связи с кододоми-нантным наследованием большинства биохимических систем фенотип животного соответствует его генотипу, поэтому фенотип можно записать НЬАА или НЬА, НЬВВ или НЬВ.
Замещение аминокислот в белке может вызвать функциональные различия полиморфных форм. Например, у человека кроме нормального гемоглобина НЬ* известно более 50 патологических вариантов S, С, G и т. д., которые вызывают различные гемоглобинопатии (серповидно-клеточная анемия S, талассемия С). Одним из первых был открыт гемоглобин серповидных эритроцитов, который от нормального отличается заменой в шестом положении глутаминовой аминокислоты на валин. В районах распространения тропической малярии лица, гомозиготные по Hb s Hb s , погибают в раннем возрасте от серповидно-клеточной анемии. Гетерозиготы Hl^Hb 8 устойчивы к малярии, а люди с нормальным генотипом Hty^HtA предрасположены к заболеванию.
Это неоспоримый пример сбалансированного полиморфизма, когда приспособленность гетерозигот выше, чем гомозигот, а оба аллеля сохраняются в популяции с промежуточной частотой. Это доказывает существование однолокусного гетерозиса по устойчивости к болезни. В. П. Эфроимсон (1968) выдвинул гипотезу о том, что иммунитет к малярии имеет адаптивное значение и обусловлен изменением молекулы гемоглобина НЬ, что препятствует его использованию малярийным плазмодием.
Гемоглобин выполняет важную для организма функцию переноса кислорода из органов дыхания к тканям и переноса углекислого газа от тканей в органы дыхания. У крупного рогатого скота открыто 10 типов гемоглобина, но у скота швицкой, костромской, джерсейской и других пород в основном встречаются аллели НЬ^ и НЬ В . У животных черно-пестрой, айрширской, герефордской и других пород имеется только один тип А.
Хорошо изучен полиморфизм трансферрина (Tf), который переводит железо плазмы в диионизированную форму и переносит его в костный мозг, где оно используется вновь для кроветворения. Трансферрин также подавляет размножение вирусов в организме. У человека недостаточность трансферрина может быть следствием некоторых перенесенных заболеваний, в частности наследственного гемохроматоза. Количество Tf снижается при циррозе печени, инфекционных болезнях. На рисунке 47 представлена схема расшифровки электрофореграммы типов трансферрина. Известно 12 аллелей Tf, но среди европейских пород наиболее часто встречаются аллели A, Di, D2 и Е.
Белок церулоплазмин (Ср) играет центральную роль в обмене меди в организме, являясь основным переносчиком ее в ткани. Нарушение функции церулоплазмина или снижение его содержания в плазме крови ведет, например у человека, к возникновению генетического заболевания нервной системы с некротическими изменениями в печени.
Все больше появляется работ по иммуногенетическому анализу белковых систем. Генетически детерминируемые анти-генные^арианты сывороточных белков, по которым различают особей одного вида, называют аллотипами. О. К. Баранов (1981) у американской норки выявил 8 аллотипов липопротеина (Lpm), обозначенных цифрами от 1 до 8. Липопротеины транспортируют липиды. Предполагают, что аллотипы Lpm-системы кодируются комплексом тесно сцепленных гомологичных генов. Аллотипы в основном наследуются аллогруппами,
Рис. 47. Расшифровка электрофореграммы различных типов сывороточных трансферринов крупного рогатого скота
например Lpm 6 > 8 , Lpm 4 ' 6 > 8 , Lpm 3 ' 4 > 6 > 8 и т. д. Аллогруппа — совокупность аллотипов, наследуемых как одна группа. Совокупность сцепленных генов одной хромосомы, контролирующих аллогруппу, называют гаплотипом.
У свиней идентифицированные аллотипы липопротеина детерминируются генами пяти локусов, временно обозначенных р, г, s, t, u. Закрытая система Lpb включает 8 аллелей, Lpr и Lpu — по два аллеля, а открытые системы Lps и Lpt — один аллель. Все аллотипы определяются аутосомными кодоминантными генами. Локусы и, р, t тесно сцеплены, а г и s локализованы в разных хромосомах. Имеются данные о связи некоторых типов Lpb с артериосклерозом у свиней.
ЗНАЧЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКОГО ПОЛИМОРФИЗМА
Биохимические полиморфные системы белков используются для следующих целей:
1) изучения причин и динамики генотипической изменчивос
ти, составляющей основу эволюционной генетики;
2) уточнения происхождения отдельных животных;
3) описания межпородной и внутрипородной дифференциа
ции, изучения филогенеза и аллелофонда пород, линий и се
мейств, а также генетических процессов, происходящих в попу
ляциях животных, и изменения их генетической структуры в
процессе селекции;
4) определения моно- и дизиготных двоен;
5) построения генетических карт хромосом;
6) подбора гетерозисной сочетаемости;
7) выявления связи с резистентностью к заболеваниям, про
дуктивностью;
8) использования биохимических систем в качестве генетичес
ких маркеров в селекции животных.
Изучение 9 полиморфных систем белков у 10 главных групп скота позволило подтвердить вывод о том, что зебувидный скот Индии значительно отличается от европейских пород и принадлежит к другому виду (Bos indicus). Санга (тип африканского горбатого скота) занимает промежуточное положение между индийским зебу и европейскими породами, но в то же время имеет свои уникальные признаки. Часть из них — следствие обмена генов в результате миграции зебувидного скота Индии в Африку. Использование генных частот позволяет вычислить генетические дистанции между породами и определить их эволюционную взаимосвязь. На рисунке 48 в качестве примера показаны эволюционные взаимосвязи между 14 породами скота.
По данным С. А. Петрушки (1970), частота аллеля p-Lg A была в 2 раза выше у животных голландской и симментальской пород (0,514 и 0,436) в сравнении с бурой латвийской (0,210). Многие
Рис. 48. Эволюционные взаимосвязи между 14 городами скота, вычисленные на основании генетического расстояния но 14 локусам. Филогенетическое древо изображено в полярных координатах; расстояние оценивалось способом наименьших квадратов радиальной длины каждого сегмента (по Kidd п др., 1980)
европейские породы имеют очень низкую частоту типов транс-феррина ТР и TF.
Использование полиморфных систем белков вместе с группами крови повышает точность определения происхождения животных. Так, по группам крови отцовство можно установить в 81 % случаев, а дополнительные анализы только типов транс-феррина повышают точность до 90 %.
По данным В. В. Пилько, Ю. О. Шапиро и А. С. Гурьяновой (1970), в четырех хозяйствах Белоруссии у коров бурой латвийской и костромской пород с TfDD удой был выше на 256— 270 кг, чем у животных с другими генотипами. Л. С. Жеброский и др. (1979) на большом материале показали, что ген к-Сп А во всех стадах связан с повышенной молочностью. Таким же эффектом обладает аллель p-Lg A , но в то же время он снижал содержание жира в молоке коров черно-пестрой породы.
Данные по красной датской породе свидетельствуют о том, что только 3 % генетической изменчивости в содержании жира и 5 % в молочности обусловлены различиями по группам крови. Видимо, есть большая вероятность установления более тесной корреляции генетических полиморфных систем с резистентное -тью к некоторым заболеваниям вследствие менее сложной их генетической детерминации, чем признаков продуктивности.
Анализ полиморфизма яичного белка овоглобулинового локу-са G3 показал, что куры с типом АВ более устойчивы к пуллоро-зу—тифу. Восприимчивость к этому заболеванию кур породы леггорн была связана с аллелем G^S, а породы корниш — с алле-лем G B 3.
В Австралии, а потом в Кении у породы овец ромни-марш с типом гемоглобина НЬА найдена более высокая резистентность к гемонхозу (заболевание, вызываемое нематодами, паразитирующими в сычуге), чем у животных с гемоглобином типов НЬВ и НЬАВ. Однако имеются сведения и об отсутствии связи типов гемоглобина у местных флоридских овец с невосприимчивостью к гемонхозу.
Устойчивость овец к лептоспирозу связана с гетерозиготнос-тью по гемоглобиновому локусу (НЬАВ), тогда как особи с типом А или В более восприимчивы. Эта инфекционная болезнь проявляется у животных кратковременной лихорадкой, желтухой, гемоглобинурией, абортами и другими признаками. У свиней найдена ассоциация лептоспироза с аллелем амилазы Ат А . Уровень антител к лептоспирозу увеличивался у животных с этим аллелем, а с аллелем Am" — уменьшался.
У свиней установлена связь типов фермента фосфогексоизо-мераза (PHI) с синдромом злокачественной гипертермии (MHS). Коэффициент корреляции между чувствительностью к MHS и генотипом РН1 В /РН1 В равен 0,19, а относительный риск возникновения MHS у особей этого генотипа по отношению к имеющим его животным был 18,8.
Изучение новых биохимических полиморфных систем позволит глубже понять динамику генотипической изменчивости в популяциях и механизмы поддержания этой изменчивости, изменение генетической структуры популяций при селекции, планирование и контроль с их помощью селекционного процесса. Можно рассчитывать на выявление более однозначных связей отдельных аллелей или их совокупности с резистентностью к болезням, признакам продуктивности и использовать полиморфные системы как генетические маркеры в селекции.
Контрольные вопросы. 1. Что такое генетическая система групп крови, тип крови, феногруппа? 2. В чем заключаются особенности наследования групп Крови? 3. Как определяются группы крови у животных? 4. Какие теоретические предпосылки лежат в основе связи групп крови с продуктивностью и устойчивостью к болезням? 5. Какое значение группы крови имеют для практики? 6. Почему возникает гемолитическая болезнь новорожденных? Какие методы профилактики этой болезни вы знаете? 7. Что лежит в основе генетического полиморфизма? 8. Какое значение для практики имеет биохимический полиморфизм?
Полиморфизм по группам крови.
Разные люди по-разному реагируют на переливание крови. В некоторых случаях происходит агглютинация (слипание) эритроцитов. Реакция агглютинации обусловлена иммунологическим взаимодействием антигенов, содержащихся в эритроцитах донора, и антител, содержащихся в сыворотке крови реципиента, поэтому антигены групп крови приобретают все большее значение в медицине.
В зависимости от типа содержащегося в крови антигена различают четыре группы крови (А, В, АВ и О), которые определяются серией из трёх аллелей: IA, IB и I0. Аллель I0 рецессивен по отношению к аллелям IA и IB. Аллели IA и IB — кодоминантны. Три аллеля образуют шесть диплоидных генотипов, которые и проявляются фенотипически как четыре группы крови в системе АВО. Каждый человек относится к одному из этих четырёх фенотипических классов.
Генетические основы групп крови (Stern, 1960)
Генотип Фенотип
I0i0 группа о
IAIA и IAI0 группа А
IBIB и IBI0 группа В
IAIB группа АВ
Популяции людей обычно полиморфны по группам крови системы АВО, однако различаются по частотам аллелей.
Частоты различных групп крови и лежащих в их основе аллелей известны для сотен локальных популяций из самых различных областей земного шара:
Частоты аллелей гена I в трёх популяциях человека (Mourant, 1954; Mourant, 1976*)
Популяция частота
Упсала(Швеция) 0.319 0.079 0.603
Пенджаб (Индия) 0.181 0 .259 0.560
Индейцы племениНавахо (Нью-Мексико) 0.133 0.000 0.867
Почти во всех популяциях коренных обитателей Западной Европы наблюдается высокая частота аллеля IA и низкая (менее 10%) частота аллеля IB.
В Центральной Азии наблюдается высокая (20 — 30%) частота аллеля IB.
Среди американских индейцев аллель I0 встречается с высокой частотой, тогда как аллель IB редок или отсутствует вовсе.
Следовательно, равновесие между разными типами несколько сдвигается при переходе из одной географической области в другую.
К межпопуляционным различиям в концентрации определенных аллелей приводит стабилизирующая форма естественного отбора.
Неслучайное распределение по планете аллелей эритроцитарных антигенов АВ0 может быть, например, обусловлено различной выживаемостью лиц, отличающихся по группе крови, в условиях частых эпидемий особо опасных инфекций.
Области сравнительно низких частот аллеля I0 и относительно высоких частот аллеля IB в Азии примерно совпадают с очагами чумы. Возбудитель этой инфекции имеет Н-подобный антиген. Это делает людей с группой крови О особенно восприимчивыми к чуме, так как они, имея антиген Н, не способны вырабатывать противочумные антитела в достаточном количестве. Указанному объяснению соответствует факт, что относительно высокие концентрации аллеля I0 обнаруживаются в популяциях аборигенов Австралии и Полинезии, индейцев Америки, которые практически не поражались чумой.
Туберкулез легких у людей с группой крови О лечится с бОльшим трудом, чем у лиц с группой крови А. Вместе с тем лечение больных сифилисом людей с группой крови 0 быстрее вызывает переход болезни в неактивную стадию. Для лиц с группой крови 0 вероятность заболеть раком желудка, раком шейки матки, ревматизмом, ишемической болезнью сердца, холециститом, жёлчно-каменной болезнью примерно на 20% ниже, чем для лиц с группой А.
Частота заболеваемости «натуральной» оспой, тяжесть симптомов, смертность выше у лиц с группой крови А или АВ в сравнении с лицами, имеющими группу крови 0 или В. Причина в том, что у людей первых двух групп отсутствуют антитела, частично нейтрализующие оспенный антиген А. Лица с группой крови 0 в среднем имеют возможность прожить дольше, однако для них выше вероятность заболеть язвенной болезнью.
Примеры аллелей, имеющих адаптивное значение
Аллели и генотипы / Географическая распространенность / Адаптивное значение
Группы крови системы АВО, аллель В / Повсеместно, чаще в Азии / Относит устойчивость к чуме
Аллель А / Повсеместно / Относительная устойчивость к язве желудка и 12перстной кишки
Трансферины - белки, связывающие железо, аллель Tf(DI) / Высокая частота в зоне тропического пояса Резистентность ко многим инфекционным заболеваниям
Кислая фосфатаза эритроцитов, аллель Аср(r) / высокая частота у бушменов и негроидов Центральной Африки / Высокая активность фермента при повышении температуры
Аллель АсР и группа крови АВ / Высокая частота на о.Новая Гвинея / Легкость адаптации в условиях холодного климата
Аллель АсР и группа крови А или аллель АсР и группа крови АВ / Высокая частота у жителей Чукотки и Аляски / Легкость адаптации в условиях холодного климата
Сухая ушная сера, аллель d / Высокая частота в Дальневосточном регионе / При генотипе dd низки уровень холестерина и концентрация липидов в крови, высокая концентрация лизоцима в ушной сере
Вместе с тем для популяций из одного географического района, но изолированных в репродуктивном отношении, причиной различий в концентрации аллелей АВО мог быть дрейф генов. Так, частота группы крови А достигает у индейцев племени черноногих 80%, а у индейцев из штата Юта — 2%.
Интересно, что параллельная полиморфная изменчивость по группам крови АВО обнаружена у человекообразных обезьян. У шимпанзе найдены группы А и 0, у орангутана и гиббона имеются группы А, В и АВ. Таким образом, полиморфизм по группам крови системы АВО возник в процессе эволюции раньше, чем сам вид Homo sapiens, и им обладают также ближайшие родичи человека в отряде приматов.
У человека существует ещё несколько систем групп крови: система Rh, система MN и другие. Популяции человека полиморфны также и по этим системам. Полиморфная изменчивость по системам Rh и другим, по-видимому, независима от изменчивости по системе АВ0.
Учитывая слабую техническую оснащенность, плохие экономические и гигиенические условия жизни основной массы населения планеты на протяжении значительной части истории человечества, можно представить, какую большую роль играли возбудители особо опасных инфекций, паразитарных заболеваний, туберкулеза. В этих условиях наследственный полиморфизм способствовал расселению людей, обусловливая удовлетворительную жизнеспособность в разных экологических ситуациях. Определенный вклад в наблюдаемое распределение аллелей внесли массовые миграции населения и сопутствующая им метизация. В период до Великих географических открытий и начала колониальной экспансии смешение больших контингентов людей разной расовой принадлежности имело место в Восточной Африке, Индии, Средней Азии, Западной Сибири, Алтае-Саянском нагорье, Индокитае. Впоследствии это наблюдалось в Южной и Центральной Америке.
Генетический полиморфизм является основой межпопуляционной и внутрипопуляционной изменчивости людей. Изменчивость проявляется в неравномерном распределении по планете некоторых заболеваний, тяжести их протекания в разных человеческих популяциях, разной степени предрасположенности людей к определенным болезням, индивидуальных особенностях развития патологических процессов, различиях в реакции на лечебное воздействие. Наследственное разнообразие долго было препятствием успешному переливанию крови. В настоящее время оно же создает большие трудности в решении проблемы пересадок тканей и органов.
Группы крови и биохимический полиморфизм белков
Иммуногенетика - раздел генетики, объединяющий иммунологические и генетические методы исследований. Изучение групп крови и биохимического полиморфизма белков являются важными направлениями этой науки. Иммунологические методы используют в селекции сельскохозяйственных животных. Они позволяют контролировать происхождение племенных животных, устанавливать отцовство в сомнительных случаях, определять генетическую структуру пород и линий и решать ряд других вопросов.
Группы крови. Особи любого вида различаются между собой по множеству генетически обусловленных признаков, которые могут быть выявлены иммуногенетически в виде систем антигенов. Антигены - это вещества белковой или белково-полисахаридной основы, несущие признаки генетической чужеродности, которые при введении в организм вызывают иммунный ответ (образование антител). Совокупность эритроцитарных антигенов контролируемых одним локусом, называют генетической системой групп крови.
Антигены групп крови принято обозначать прописными и строчными буквами латинского алфавита (А,В,С и т.д.). В связи с наличием большого количества антигенов буквы пишутся со штрихами (А',В') и с подстрочными индексами (С1 ,С2 ,С3 ). Антигены некоторых систем наследуются в определенных комбинациях - феногруппах.
В настоящее время у крупного рогатого скота открыто 12 систем групп крови, у свиней - 18, у овец - 16, у лошадей - 9, у кур - 14. Системы групп крови бывают сложные и простые. Простые системы включают один или два антигены, а сложные больше двух. Из всех систем наиболее сложной является В-система у крупного рогатого скота, включающая более 40 антигенов, которые в различных комбинациях образуют более 500 аллелей.
Группы крови в каждой системе наследуются как простые менделевские признаки независимо от других систем. Каждый антиген обусловлен одним аллелем.
Большинство аллелей генетических систем групп крови наследуется по типу кодоминирования, т.е. в гетерозиготе фенотипически проявляются оба гена. Можно выделить три основных правила наследования групп крови:
- каждая особь наследует по одному из двух аллелей от отца и от матери в каждой системе групп крови;
- особь с антигенами, не обнаруженными хотя бы у одного из родителей, не может быть потомком данной родительской пары;
- гомозиготная особь по одному антигену, не может быть потомком гомозиготной особи с противоположным антигеном.
Определение групп крови у крупного рогатого скота. Определение групп крови проводят с помощью реагентов (моноспецифических сывороток). У животных берут кровь, центрифугируют для осаждения эритроцитов и сливают надосадочную жидкость. Эритроциты трижды промывают физиологическим раствором и центрифугируют. Из тщательно отмытых эритроцитов готовят 2,5% суспензию для определения групп крови.
Определение групп крови проводят на полиэтиленовых пластинках с ячейками. В лунки капают по две капли реагентов, затем добавляют одну каплю 2,5% суспензии эритроцитов исследуемого животного. Смесь перемешивают и оставляют на 15 мин при комнатной температуре. Затем добавляют по одной капле комплемента (сыворотка крови кролика или морской свинки), смесь встряхивают и оставляют на 30 мин. По истечении этого времени смесь тщательно перемешивают и инкубируют в течение 2-2,5 час при температуре 26-28 0 С. После этого срока проводят читку реакции. При наличии в эритроцитах антигена в сыворотке наступает гемолиз: оболочки эритроцитов разрываются, и гемоглобин окрашивает жидкость в розовый цвет. При отсутствии реакции эритроциты оседают на дно, среда остается неокрашенной.
Биохимический полиморфизм белков. Полиморфизм - одновременное присутствие в популяции двух и более генетических форм одного признака в таком соотношении, что их нельзя отнести к повторным мутациям. Термин биохимический (генетический) полиморфизм применяют в тех случаях, когда редкий аллель встречается с частотой 0,01 или больше. В течение эволюционного процесса в результате мутаций происходят изменения генов, поэтому в популяции они встречаются не в одной, а в двух и более формах. Ген, представленный более чем одним аллелем, называют полиморфным геном. Доля полиморфных локусов точно не известна, но предполагают, что в популяциях животных их доля составляет 20-50%.
Основной метод изучения полиморфизма белков и ферментов - электро-форез в крахмальном или полиакриламидном геле и иммуноэлектрофорез. Белковые молекулы обычно несут определенный электрический заряд, величина которого связана со строением белковых молекул. Поэтому в электрическом поле они продвигаются с разной скоростью, что и позволяет их разделять.
У сельскохозяйственных животных изучено более 150 полиморфных локусов белков крови, молока, слюны и других веществ организма. Аллели, например гемоглобинового локуса, обозначают следующим образом: Hb A , Hb B , Hb C и т.д., а генотипы - Hb A Hb A , Hb B Hb B или Hb A / A , Hb B / B . В связи с кодоминантным наследованием большинства биохимических полиморфных систем фенотип животного соответствует его генотипу.
Замена некоторых аминокислот в белке вызывает функциональные различия полиморфных типов. Например, у человека, кроме нормального гемоглобина Hb A , известно 400 аномальных вариантов: S, C,D и др., которые вызывают различные заболевания.
У крупного рогатого скота открыто 13 типов гемоглобина, у свиней - 4 у овец - 5, у лошадей и кур - 2 типа.
Кроме полиморфных систем гемоглобина и трансферрина у животных изучено большое количество других: церуллоплазмин,щелочная и кислая фосфотазы, амилаза, постальбумин и др.
В животноводстве полиморфные системы белков крови используются для тех же целей, что и группы крови.
Задачи по иммуногенетике
1. Свиноматка была покрыта двумя хряками. Результаты иммунологи-ческого исследования родителей и потомства приведены в таблице. Установите для каждого поросенка его отца, показав, по каким антигенам сделано заключение об его отцовстве.
69. Генетика групп крови системы аво как пример множественного аллелизма у человека.
Примером множественного аллелизма у человека является наличие трех аллелей гена, определяющего наследование групп крови системы АВО. • система определяется тремя аллелями одного гена I (IA, 1в, 1°); ген I расположен в 9-й хромосоме: 9q34; • из всей серии аллелей одновременно в генотипе диплоидного организма находятся два аллеля (I°I0, IAIA, IAI°, 1в1в и др.); • аллели IA, 1в доминантны по отношению к аллелю 1° — полное доминирование, между собой аллели 1А и 1в — кодоминантны; • доминантный аллель гена может проявлять свое действие в гомо- (IAIA, IBIB) и гетерозиготном организмах (1А1°, 1в 1°), а рецессивный аллель гена — только в гомозиготном организме (1° 1°); • различные сочетания аллелей в генотипе дают разные фенотипы: 4 группы крови I (0), II (А), III (В), IV (АВ), которые различаются между собой антигенными свойствами эритроцитов. Антигены (агглютиногены) находятся на поверхности эритроцитов (гликокаликс); • особенностью системы является наличие в сыворотке крови спецефических антител (агглютининов), разноименных по отношению к собственным агглютиногенам (они одновременно находятся в крови); • разнообразие групп крови обеспечивает фенотипический полиморфизм в популяциях человека по данному признаку. Ген I обладает 100% пенетрантностью. Группы крови являются примером однозначной нормы реакции организма (группа крови не изменяется в течение жизни ни при каких изменениях среды).
70. Понятие о резус-факторе; закономерности наследования и значение. Наличие антигена определяют три тесно сцепленных гена С, Д, К (хромосома 1р35), они наследуются совместно как один ген и обозначаются одним символом Rh. Резус-фактор наследуется по доминантному типу (наличие резус-фактора RhRh, Rhrh, его отсутствие — rhrh). Иногда при переливании крови и некоторых вариантах браков возникает резус-несовместимость. Классическим примером несовместимости по резус-фактору матери и плода является вариант, когда в организме резус-отрицательной матери развивается резус-положительный плод. Наследование резус-фактора кодируется тремя парами генов и происходит независимо от наследования группы крови.
Наиболее значимый ген обозначается латинской буквой D. Он может быть доминантным - D, либо рецессивным - d.
Генотип резус-положительного человека может быть гомозиготным - DD, либо гетерозиготным - Dd.
Генотип резус-отрицательного человека может быть - dd.Варианты наследования резус-фактора, всего их 9, посмотрите, к какому варианту относитесь Вы:
ГРУППЫ КРОВИ И БИОХИМИЧЕСКИЙ ПОЛИМОРФИЗМ
Открытие лауреатом Нобелевской премии Ландштейнером в 1900 г. групп крови у человека (АВО) и объяснение в 1924 г. Бернштейном типа их наследования стало отправной точкой для иммуногенетических исследований.
Ирвин в 1936 г. использовал термин «иммуногенетика» при описании антигенов у гибридов голубя. Соединение иммунологии (науки об иммунитете) и генетики оказалось плодотворным в понимании фундаментальных основ иммунобиологии и в практическом их использовании. Сегодня иммуногенетика — одна из интенсивно развивающихся комплексных наук, в арсенале которой методы иммунологии, молекулярной биологии и генетики. Она изучает генетический контроль иммунного ответа, генетику несовместимости тканей при пересадках, закономерности наследования антигенной специфичности, проблему поддержания генетического постоянства (гомеостаз) многомиллионной популяции соматических клеток организма и др. (см. схему).
Группы крови и биохимический полиморфизм — один из важных разделов этой науки. Еще в 1900 г. Эрлих и Моргенрот установили индивидуальные различия в крови коз. Профессор Ирвин был инициатором широкого изучения иммуногенетики у сельскохозяйственных животных. Большой вклад в развитие этого направления внесли Фергусон и Стормонт, которые впервые выявили более 30 антигенных факторов крови у крупного рогатого скота, используя иммуноспецифические сыворотки, полученные путем изо- и гетероиммунизации. В нашей стране подобные исследования впервые провели В. Н. Тихонов, П. Ф. Сороковой, В. П. Павличенко, 3. И. Вагонис и др. Сейчас в мире десятки лабораторий занимаются иммуногенетичес-кими исследованиями.
Основные понятия. В пределах вида особи различаются по ряду биохимических генетически детерминируемых признаков, которые могут быть выявлены иммуногенетически в виде систем антигенов. Антигены — это генетически чужеродные вещества, вызывающие при введении в организм развитие специфических иммунологических реакций. Антигены, по которым особи одного вида различаются между собой, называются аллоантигенами.
Схема развития нммуногенетакм (по Во Gahne, с дополиештш)
| Иммунология + генетика ♦ иммуногенетика | ||
| Трансплантация химеризм (1945) распознавание «своего» (1949) | Группы крови АВО (1900, 1924), Rh (1940) В-у скота (1942) В-у кур (1950) | |
| Гистосовместимость, МНС Н-2 (1936), В (1950), HLA (1963), SLA (1970), BoLA (1978) | Аллотига Inv, Gil ная тео и C-rei | л (1956) и, клонально-селекцион- |
| рия (1958), идиотип V-1Ы, Ig-домены | ||
| * | ||
| Толерантность (1953) | Иммунодефициты агаммоглобулинемия (1952) CID (1966) | |
| Биохимический полиморфизм, комплемент (1968) си-антитрипсин (1965) | Иммунная реактивность селекция на низкую и высокую продукцию антител (1970), фагоцитоз | |
| Гены иммунного ответа 1г-гены (1969) 1а-антиген» <1973) | Естественный иммунитет интерферон (1957) | |
| Связь с болезнями | Противоопухолевый иммунитет NK-лимфоциты (1975) — естественные киллеры (главные клетки противоопухолевой защиты) | |
| Репродукция | ||
| Дифференциация тканей | Резистентность к болезням |
Антитела — иммуноглобулины (белки), образующиеся в организме под воздействием антигенов.
Различия в групповой принадлежности крови определяются антигенами, расположенными на поверхности эритроцитов. Антигенные факторы иногда называют кровяными факторами. При описании групп крови животных термин «антиген» будем рассматривать как наследственно обусловленную единицу, имеющую антигенные свойства.
Совокупность антигенов (факторов крови), контролируемых одним локусом, называют генетической системой групп крови, а сумму всех групп крови одной особи — типом крови. После рождения группы крови у животных не изменяются и не зависят от условии кормления и содержания.
Номенклатура. До настоящего времени не разработана единая международная номенклатура антигенов и систем крови. Генетические системы групп крови и антигены обозначаются прописными и строчными буквами латинского алфавита: А, В, С и т. д. В связи с наличием большого количества антигенов буквы пишут со значками А', В', С и подстрочными индексами Ai, Аг, и т. д. (табл. 32).
32. Системы генетических групп крови
| Системы (локусы) | Антигены | Число антигенов |
| Крупный рогатый скот | ||
| А | А, АЬ А2, D, Db D2> Н, Z' | |
| В | Oi, СЬ, От О4, г, Pi, P2, Q, Qi, Q2, Т, Ti, 1%, | >40 |
| Уь Ъ, А', Аь Е', Е2, Е3) Е4 | ||
| С | Сь С2> С3, Е, Rb R2, W, Wb W2 и др. | >10 |
| F-V | F(Fb Fa), V | |
| J | h,h | |
| L | L | |
| М | Mb M2i M', m | |
| S | S(S,, Sj), U(Ub U2), H', U'(U'i, l/j), H", S», | |
| U" | ||
| Z | Z(Zb Z,) | |
| R'—S' | R', S' | |
| Г | T | |
| N' | N' | |
| Сшшшл | ||
| А | Ac, Ap, As, Aw, Ax | |
| В | Ba, Bb | |
| С | C«, Ch, Q | |
| D | Da, Db, Do | |
| Е | Еа, Еь, Ed, Ee, Eft Eg, Efl, Ei, Ej, Ek, El,Em, Еш Eo, Ep, Er, Eg, Et | |
| F | Fa, Fb, Fc> Fd | |
| G | Ga, Gb, Gc, Gd | |
| Н | Ha, Hb, Ho, Hd, He | |
| I | la, Ib | |
| J | h, Jb | |
| К | Кд, Kb, Kc, Kd, Kc, Kf, Kg, Ka | |
| L | L,, U, Lc, Ld, L. U Lg, U, Li, Lj, Lk, U, Lm | |
| М | Ma> Mb, Mc, Md, Me, Mf, Mg, Mh, Mi, Mj, Mk | И |
| N | Na, Nb, Nc | |
| °* | Oa, Ob | |
| Р | Pa, Po | |
| Q | Qa, Qo |
Антигены некоторых систем наследуются в определенных комбинациях — феногруппах. Например, сложная система Е у свиней включает 18 антигенов. Феногруппа Ebdg определяется присутствием антигенных факторов Еь, Ed, Eg. В этом случае аллель записывают Е М 8. Антигенные факторы системы В у крупного рогатого скота В, G и К могут встречаться в комбинациях В, G, BG, BGK, а аллели обозначаются В в , B G , B BG и B BGK . В феногруппу может входить до 10 антигенов. Для упрощения записи феногруппы кодируют. Так, феногруппу BGKO2YiA'B'E'G'K'O'Y' обозначают В28.
Читайте также: