Лекция 4. Множественный аллелизм. Группы крови, резус-фактор.

Лекция 4. Множественный аллелизм. Группы крови, резус-фактор.

План занятия.

1. Закономерности наследования множественных аллелей.

2. Группы крови. Наследование групп крови АВО.

3. Наследование резус-фактора.

4. Решение задач.

Закономерности наследования множественных аллелей.

Гены, контролирующие развитие одного и того же признака (например, окраску цветков), будь то аллельные или неаллельные, не могут действовать абсолютно независимо. Генотип — это не простая сумма составляющих его генов, это — сложная система, основанная на межаллельных и неаллельных взаимодействиях. Взаимодействие осуществляется на уровне белковых продуктов, которые вырабатываются под контролем генов.

Например, развитие признака определяется двумя аллелями одного гена (А и а), которые занимают идентичные локусы гомологичных хромосом.

Но, иногда ген имеет не два, а большее число аллелей, которые возникают в результате мутации. Многократное мутирование одного и того же гена образует серию множественных аллелей, а само явление называется явлением множественного аллелизма. Оно имеет широкое распространение: окраска шерсти у кроликов, цвет глаз у дрозофилы, система групп крови АВО у человека.
Закономерности множественного аллелизма:
— каждый ген может иметь большое число аллелей;
— любой аллель может возникнуть в результате прямой и обратной мутации любого члена серии множественных аллелей или от аллеля дикого типа;
— в диплоидном организме могут одновременно находиться два любых аллеля из серии множественных аллелей;
— аллели находятся в сложных доминантно-рецессивных отношениях между собой: один и тот же аллель может быть доминантным по отношению к одному аллелю и рецессивным по отношению к другому, а между иными аллелями доминирование может отсутствовать, и наблюдается кодоминирование и др.;
— члены серии множественных аллелей наследуются так же, как и пара аллелей, т. е. наследование подчиняется менделевским закономерностям (кроме кодоминирования);
— разные сочетания аллелей в генотипе обуславливают различные фенотипические проявления одного и того же признака;
— серии аллелей увеличивают комбинативную изменчивость.

Группы крови системы АВ0

Система АВ0 была предложена Карлом Ландштейнером в 1900 году.

В эритроцитах были обнаружены вещества белковой природы, которые назвали агглютиногенами (склеиваемыми веществами). Их существует 2 вида: А и В.

В плазме крови обнаружены агглютинины (склеивающие вещества) двух видов — α и β.

В крови одного человека одновременно никогда не встречаются одноимённые агглютиногены и агглютинины (А с α и В с β). Это может произойти только при неправильном переливании крови. Тогда наступает реакция агглютинации, при которой эритроциты склеиваются. Комочки склеивающихся эритроцитов могут закупорить капилляры, что очень опасно для человека. Вслед за склеиванием эритроцитов наступает их разрушение. Ядовитые продукты распада отравляют организм, вызывая тяжелые осложнения вплоть до летального исхода.

Агглютинация происходит тогда, когда встречаются одноимённые агглютиногены и агглютинины. Агглютинин плазмы α склеивает эритроциты с агглютиногеном A, а агглютинин β склеивает эритроциты с агглютиногеном B.

Агглютинация— склеивание и выпадение в осадок эритроцитов, несущих антигены, под действием специфических веществ плазмы крови —агглютининов.

Реакцию агглютинации применяют для определения групп крови.

Донор — человек, дающий свою кровь для переливания.

Реципиент — человек, получающий кровь при переливании.

Принадлежность к той или другой группе крови не зависит от расы или национальности. Группа крови не меняется в течение жизни.

Фенотип, гр. крови	Генотип	Агглютиногены	Агглютинины
О(I) А(II) B(III)	I^OI^Oгомозиготные I^AI^A I^AI^O I^BI^B I^BI^O	нет А B	анти-А (α) анти-В (β) анти-В (β) анти-А (α)
AB(IV)	I^A I^B гетерозиготные	А, В	нет

 

Группы крови других систем

На данный момент изучены и охарактеризованы десятки групповых антигенных систем крови, таких, как системы Даффи, Келл, Кидд, Льюис и др. Количество изученных и охарактеризованных групповых систем крови постоянно растёт.

Келл

Групповая система Келл (Kell) состоит из 2 антигенов, образующих 3 группы крови (К—К, К—k, k—k). Антигены системы Келл по активности стоят на втором месте после системы резус. Они могут вызвать сенсибилизацию при беременности, переливании крови; служат причиной гемолитической болезни новорождённых и гемотрансфузионных осложнений.

Кидд

Групповая система Кидд (Kidd) включает 2 антигена, образующих 3 группы крови: lk (a+b-), lk (A+b+) и lk (a-b+). Антигены системы Кидд также обладают изоиммунными свойствами и могут привести к гемолитической болезни новорождённых и гемотрансфузионным осложнениям. Также это зависит от гемоглобина в крови.

Даффи

Групповая система Даффи (Duffy) включает 2 антигена, образующих 3 группы крови Fy (a+b-), Fy (a+b+) и Fy (a-b+). Антигены системы Даффи в редких случаях могут вызвать сенсибилизацию и гемотрансфузионные осложнения.

MNSs

Групповая система MNSs является сложной системой; она состоит из 9 групп крови. Антигены этой системы активны, могут вызвать образование изоиммунных антител, то есть привести к несовместимости при переливании крови. Известны случаи гемолитической болезни новорождённых, вызванные антителами, образованными к антигенам этой системы.

Лангерайс и Джуниор

В феврале 2012 года учёные из Вермонтского университета (США) в сотрудничестве с японскими коллегами из Центра крови Красного Креста и учёными из французского Национального института переливания крови, открыли две новые «дополнительные» группы крови, включающие два белка на поверхности эритроцитов — ABCB6 и ABCG2. Эти белки относят к транспортным белкам (участвуют в переносе метаболитов, ионов внутри клетки и из неё).

Вел-отрицательная группа

Впервые была обнаружена в начале 1950-х годов, когда у страдающей раком толстого кишечника пациентки после повторного переливания крови началась тяжёлая реакция отторжения донорского материала. В статье, опубликованной в медицинском журнале Revue D’Hématologie, пациентку называли миссис Вел. В дальнейшем было установлено, что после первого переливания крови у пациентки выработались антитела против неизвестной молекулы. Вызвавшее реакцию вещество никак не удавалось определить, а новую группу крови в честь этого случая назвали Вел-отрицательной. Согласно сегодняшней статистике такая группа встречается у одного человека из 2500. В 2013 году ученым из Университета Вермонта удалось идентифицировать вещество, им оказался белок, получивший название SMIM1. Открытие белка SMIM1 довело количество изученных групп крови до 33.

Наследование резус-фактора.

При переливании крови, даже при тщательном учёте групповой принадлежности донора и реципиента, иногда встречались тяжелые осложнения, вызванные резус-конфликтом.

В 1940 г. Ландштейнер и Винер инъецировали кровь Macacus rhesus кроликам и морским свинкам. Из крови этих животных получили сыворотку, которая агглютинировала эритроциты макак и эритроциты 85% белого населения Нью-Йорка.

Эритроциты 15% населения не агглютинировали.

Следовательно, эритроциты 85% населения содержат антиген резус (как у макак) и они были названы резус «+», положительным (Rh+), 15% населения резус «–», отрицательным (Rh-), т.е. наличие антигенов резус.

Резус – положительность наследуется доминантно и обусловлена четырьмя доминантными аллелями (Rho, Rho `, Rho ``, Rho ```).

Отсутствие резус антигенов обусловлено рецессивными аллелями (rh, rh `, rh ``, rh ```).

Упрощённо пользуются двумя аллелями (Rh – rh или R – r).

Rh+  (резус-положительные люди) имеют генотип RR, Rr;

Rh-  (резус-отрицательные люди) имеют генотип rr.

В отличии от агглютиногенов, для резус-фактора в плазме крови людей готовых антител не имеется, но они могут образоваться, если резус-отрицательному человеку перелить резус-положительную кровь. Поэтому при переливании крови необходимо учитывать совместимость по резус-фактору.

Решение задач.

Закрепление

1. Отец имеет третью группу крови (гетерозигота), а мать первую. Какая группа крови может быть у их детей? Рассмотрите оба случая.

2. Может ли пара с первой группой крови иметь ребенка с четвертой группой крови?

3. Один из родителей имеет вторую группу крови, ребенок – четвертую. Какая группа крови может у второго родителя?

4. Женщина имеет четвертую группу крови, муж первую, а их сын – тоже четвертую. Кому из родителей этот ребенок приходится неродным?

5. У матери первая группа крови с положительным резус-фактором (гетерозигота), у отца – третья (гомозигота) с отрицательным. Какими могут быть их дети по указанным признакам?

 

 

Лекция 4. Множественный аллелизм. Группы крови, резус-фактор.

План занятия.

1. Закономерности наследования множественных аллелей.

2. Группы крови. Наследование групп крови АВО.

3. Наследование резус-фактора.

4. Решение задач.