Наследование по типу множественных аллей

Занятие 3. Наследование по типу множественных аллей.
Аллели, которые представлены в популяции более чем двумя
аллельными
состояниями,
называют
множественными.
Примером
множественного аллелизма может служить наследование групп крови по
системе АВО. В Данном случае гены одной аллельной пары равнозначны и
ни один из них не подавляет действие другого, т.е. оба являются
равноценными – кодоминантными. Если они оба находятся в генотипе, то
оба гена проявляют свое действие. Такой тип взаимодействия аллельных
генов назван кодоминированием.
Четыре группы крови: О, А, В и АВ. Они определяются тремя аллелями
одного гена: IA, IB, iО. Аллели IA и IB доминантны по отношению к аллелю
iО, но кодоминантны по отношению друг к другу. Гены IA и IB
контролируют синтез антигенов (А и В типа), находящихся на поверхности
эритроцитов.
Знание генетического контроля групп крови имеет большое
практическое значение и используется при переливании крови, а также в
судебно-медицинской практике для установления отцовства.
У людей с группой О (группа I) в плазме крови имеются
гемагглютинины (антитела) α и β , с группой крови А (группа II)
гемагглютинин β , с группой крови В (группа III) – гемагглютинин α , у
людей группы АВ (группа IV) в плазме нет ни α - ни β -гемагглютининов.
При этом агглютинин α специфически связывает и осаждает эритроциты с
антигеном А, а агглютинин β – эритроциты с антигеном В. На этих
взаимоотношениях основана система переливания крови.
1
Кровь группы О (I группа, антитела α и β) можно переливать всем
людям.
Кровь с группой А (II группа, антитела β) – людям с группой А или О.
Кровь с группой В (III группа, антитела α) – людям с группой крови В
или О.
Кровь с группой АВ (IV группа, антител нет) – только людям с этой
группой.
Понятие об антигенных системах групп крови
В Европе у 85% людей на поверхности эритроцитов имеется антиген
(белок), который называется резус-фактор (они условно называются резусположительными), у 15% — в эритроцитах такого антигена нет (они условно
называются резус-отрицательными). 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 резусотрицательной матери развивается резус-положительный плод.
Кровь матери и плода разделена (плацента — биологическая мембрана),
эритроциты через мембрану не проникают. Во время родов эритроциты
плода, имеющие антиген, могут попасть в кровоток матери и вызвать
образование антител. Антитела свободно перемещаются через плаценту из
организма матери в организм плода. Эритроциты второго ребенка с момента
начала кроветворения в эмбриогенезе уже будут подвергаться воздействию
образовавшихся антител матери (реакция антитело-антиген на ПАК
эритроцитов) и разрушаться (гемолиз эритроцитов). В результате гемолиза
эритроцитов возникает гемолитическая болезнь, симптомами которой
являются анемия, желтуха, водянка. Для спасения ребенка после рождения
ему осуществляют обменное переливание одногрупповой крови, при котором
восстанавливается дыхательная функция крови и удаляются токсические
продукты.
2
Для профилактики гемолитической болезни у последующих детей
женщине до родов или сразу после родов вводят антирезусные антитела,
которые связывают антигены (эритроциты плода), попавшие в кровь (эффект
Кларка — профилактика резус-несовместимости). Иммунная система матери
остается интактной.
Определение групп крови систем АВО и РЕЗУС используется при
изучении близнецов (определение конкордантности по изучаемому признаку
в парах монозиготных и дизиготных близнецов), судебно-медицинской
экспертизе, переливании крови, трансплантации, установлении отцовства и
др.
Для изучения систем групп крови нужно знать иммуногенетику:
строение антигенов, взаимоотношения между антигенами и антителами,
возможность агглютинации эритроцитов при несовместимости по группам
крови донора и реципиента, беременной и плода.
Взаимодействие генов
В настоящее время в эритроцитах обнаружено более 200 различных
агглютиногенов, 140 из которых объединены в 20 систем (групп), а
остальные являются общими или индивидуальными. Это определяет
антигенную неповторимость людей (и в этом смысле каждый человек имеет
свою группу крови). Данные системы агглютиногенов отличаются от
системы АВО тем, что не содержат в плазме естественных агглютининов,
подобных а и Р агглютининам. Среди систем агглютиногенов, кроме системы
АВО, наиболее важны Rh; MN, S, Р, А, Levis, Kell, Duppi, Kidd и др. В
каждой из этих систем имеется один или несколько агглютиногенов,
составляющих разные комбинации. Например, система Kell состоит из двух
агглютиногенов Кик, они образуют 3 группы крови: КК, Кк, кк. Все эти
системы агглютиногенов имеют значение лишь при частых переливаниях
крови, поэтому в обычной медицинской практике повторно переливать кровь
больному от одного и того же донора не рекомендуется.
Антигены групп крови системы АВО
Система АВО представлена А и В антигенами, образование которых
детерминировано геном I. Антигены состоят из белка и углеводных цепей
(олигосахариды представлены D-галактозой, L-фукозой, N-ацетил-Dгалактозамином). Антигенная специфичность определяется концевым
моносахаридом. Для образования А и В антигенов необходима Н-субстанция
(гликопротеин с концевым сахаром L-фукозой), которая формируется под
контролем гена Н. Ген Н не является аллельным геном к гену I (они
комплементарны). Образующаяся структура (Н-субстанция) не антигенна для
3
нормальных индивидуумов, поскольку все они содержат ее на поверхности
эритроцитов.
Н-субстанция обязательный предшественник для формирования А и В
антигенов. Аллели IA и IB контролируют синтез ферментов,
обеспечивающих
присоединение
моносахаридов
к
Н-субстанции.
Индивидуумы, у которых только Н-субстанция, имеют первую группу крови
— их организм не содержит антигенов А и В. Антиген А образуется при
присоединении к Н-субстанции N-ацетил-D-галактозамином, а антиген В —
при присоединении к Н-субстанции D-галактозы (рис. 74). У организмов
(гомозиготных по рецессивному аллелю h) Н-субстанция не образуется и
формирование антигенов А и Вне происходит (фенотипически они имеют
первую группу крови). Индивидуумы с подобной мутацией обозначаются как
фенотип (феномен) «Bombay». Они способны образовать антитела против Нсубстанции, в связи с чем им невозможно перелить кровь ни одной группы.
Показана взаимосвязь между группами крови системы АВО и
предрасположенностью к различным болезням, как соматическим, так и
инфекционным (антигены возбудителей болезней сходны с антигенами А и
В): гр. I(0) — предрасположенность к гипертонии, язве желудка; гр. II(А) —
к оспе, ишемической болезни, атеросклерозу, инсульту, раку желудка; гр.
IV(AB) — непереносимость химических препаратов и др. Показано
уменьшение числа родившихся детей в браках, иммунологически
несовместимых по группам крови системы АВО (около 21%): уменьшение
числа зачатий, гибель зигот, эмбрионов, плодов.
4