Аллоантигены крови человека Раздел большого практикума для бакалавров биологии профиль «Генетика» АЛЛОАНТИГЕНЫ это собственные антигены индивидуума, маркирующие: организм в целом отдельные структурные части организма этапы дифференцировки клеток и тканей, индивидуальные различия внутри одного вида и т.д. ЗАЧЕМ ИЗУЧАТЬ АЛЛОАНТИГЕНЫ ? ЭТО ИНСТРУМЕНТ !!! ИНСТРУМЕНТ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕНОФОНДА ЭВОЛЮЦИИ ОНТОГЕНЕЗА МАРКЕРНЫЙ МЕТОД в генетике МАРКЕРЫ КЛАССИЧЕСКИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫЕ Аллоантигены крови Аутосомные ДНК Белки и ферменты Митоходриалная ДНК Y-хромосома Фундаментальные аспекты. Антропогенез. http://magic-way2005.narod.ru/gominid.htm Происхождение человека Схема эволюции гоминид (на пороге 21 века) Австралопитек грацильный Гоминиды (от лат. homo - человек ), семейство отряда приматов Австралопитек робустный из статьи Лотара Френца (GEOWISSEN, 1998, Sept.), Род Homo Схема эволюции гоминид (начало 21 века) http://humanorigins.si.edu/ Проблема заселения планеты Homo sapiens и расы ПОЛИЦЕНТРИЧЕСКАЯ человек современного типа независимо развился в нескольких районах из местных популяций H.erectus. МОНОЦЕНТРИЧЕСКАЯ совр. человек появился в каком-то районе (в Африке), оттуда он расселился по всему Старому Свету, вытеснив (истребив) всех архаичных людей - питекантропов и неандертальцев. Молекулярные данные свидетельствуют в пользу второй гипотезы - единого происхождения H.sapiens примерно 150-200 тысяч лет назад. Миграции древних людей и заселение планеты Человеческие расы Это исторически сложившиеся группировки (группы популяций) людей внутри вида Homo sapiens sapiens. Расы отличаются друг от друга второстепенными физическими особенностями – цветом кожи, пропорциями тела, разрезом глаз, структурой волос и т. д. Проблема контактов древних людей и гипотезы расогенеза ПОЛИЦЕНТРИЧЕСКАЯ - расы возникли независимо друг от друга от разных предков и в разных местах. Расовые различия современных людей унаследованы от H.erectus МОНОЦЕНТРИЧЕСКАЯ – постулирует общность происхождения, социальнопсихического развития, а также одинаковый уровень физического и умственного развития всех рас, возникших от одного предка, т.к. различия между расами Неандерталец и кроманьонец. касаются второстепенных признаков Рисунок Н.Ковалева. Фундаментальные аспекты. Геногеография Направление генетики, изучающее географические особенности распространения генетических признаков Генофонд – геногеография 1928 г. ввел в научную терминологию понятие «ГЕНОФОНД» А.С. СЕРЕБРОВСКИЙ 1962 г. Ф. Фогель и Г. Петтенкофер высказали гипотезу о том, что закономерности в географическом распределении групп крови системы АВО – результат эпидемий оспы и чумы. Они подтвердили этот факт путем сравнения карты распространения антигенов групп крови с территориями эпидемий чумы и оспы и установили поразительные параллели: там, где прокатилась чума, она избирательно «выкосила» людей с антигеном крови 0. Так же «потрудилась» над отбором людей по группам крови и оспа — вымерли в основном лица с группой крови А. Частота гена 0 групп крови системы АВ0 Частота гена А групп крови системы АВ0 Частота гена В групп крови системы АВ0 Классы маркеров Квазигенетические маркеры – фамилии Фундаментальные аспекты. Генетические исследования. РЕЗЮМЕ Благодаря групповым системам крови у человека впервые были открыты аутосомальные сцепления генов (система Лютеран и выделительства), картирован ген наследственного онихоартроза (система АВО), найдена аутосомная локализация генного локуса на хромосоме (система Даффи) Прикладные аспекты Маркерный метод в практике Практическое применение ЭТИ СИСТЕМЫ НАШЛИ ШИРОКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ этнической антропологии эпидемиологии медицинской и популяционной генетике трансфузиологии трансплантологии судебной медицине. ОЦЕНКА РИСКОВ БЕРЕМЕННОСТЬ И РОДЫ ПОДВЕРЖЕННОСТЬ БОЛЕЗНЯМ ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ ЭКСПЕРТИЗА Аллоантигены Введение в проблему Классификация (по функциональной значимости) видоспецифичные индивидуальноспецифичные стадиоспецифичные органоспецифичные тканеспецифичные антигены специфичные для определенных патологических состояний или образований Индивидуальноспецифичные антигены (классификация по локализации) Клеточные факторы – это аллоантигены, расположенные на мембранах эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и так далее Сывороточные факторы – это аллоантигены белков плазмы крови Группы крови нормальные иммуногенетические признаки крови, представляющие собой определенные сочетания групповых изоантигенов (агглютиногенов) в эритроцитах с соответствующими им антителами в плазме Хронология развития представлений об аллоантигенах 1901 г. – открытие первой системы эритро-цитарных аллоантигенов (АВО). До 1955 года понятие «группы крови» отождествлялось с аллоантигенами, находящимися на строме эритроцитов. 1955 г. – открытие генетического полиморфиз-ма белка сыворотки крови гаптоглобина (Нр). Область, включенная в это понятие, расшири-лась и стала также включать сывороточные протеины. Хронология развития представлений об аллоантигенах 1958 г. – открыты лейкоцитарные антигены. 1959 г. – тромбоцитарные аллоантигены. 1968 г. – в эритроцитах человека выявлен целый ряд ферментов – ферментных групп эритроцитов. Аллоантигены. Характеристики наследуются не изменяются в течение жизни их сочетание индивидуально для каждого человека одинаковые комбинации аллоантигенов, учитывая число возможных сочетаний, крайне редки, за исключением однояйцовых близнецов, групповые аллоантигены которых идентичны Общие положения Кровь – внутренняя среда организма Общие положения Кровь внутренняя среда организма форменные элементы – клетки жидкая фракции – плазма Общие положения Плазма содержит клеточные элементы, заключена в кровеносной системе, циркулирует благодаря деятельности сердца и участию экстракардиальных факторов Клетки крови Схема кроветворения Клетки крови. Тромбоциты Участвуют в процессах свертывания крови у позвоночных тромбоциты содержат ядро у млекопитающих – безъядерные. срок жизни от 8 до 11 суток. Клетки крови. Лимфоциты Участвуют в иммунных реакциях. Это ядросодержащие гетерогенные клетки. Т- и В-лимфоциты Срок жизни от 3 – 7 суток до десятков лет Клетки крови. Лейкоциты Лейкоциты участвуют в реакции воспаления. Выделяют моноцитарные и гранулоцитарные формы Лейкоцитарная формула (Процентное соотношение разных видов лейкоцитов) ГРАНУЛОЦИТЫ Нейтрофилы Юные Палочкоядерные Сегменто ядерные 0-1 2–5 55 - 68 Базофилы 0–1 АГРАНУЛОЦИТЫ Эозинофилы Лимфоциты Моноциты 2–4 23 – 35 5-8 Клетки крови. Эритроциты Эритроциты обеспечивают транспорт О2 и СО2. Эритроцит. Разнообразие У птиц, пресмыкающихся, земноводных и рыб содержат ядра, у млекопитающих – зрелые формы – безъядерные. Срок жизни эритроцитов человека составляет около 120 дней. человека птиц Эритроцит. Морфология ЗРЕЛЫЙ ЭРИТРОЦИТ МЛЕКОПИТАЮЩИХ безъядерная клетка в форме двояковогнутого диска лишенная цитоплазматических органелл, диаметр эритроцита около 8 мкм Эритроцит. Свойства Особенности строения, размеры, способность изменять и восстанавливать свои объем и форму позволяют эритроцитам проникать в самые отдаленные участки микроциркуляторного русла и проходить через каналы размером 2-3 мкм. Эритроцит. Структура состоит из тонкой, одинаковой на всем протяжении замкнутой мембраны наполненной гемоглобином, который составляет около 98% от массы белков цитоплазмы эритроцита. Эритроцит. Гены Hb Гемоглобиновые гены локализованы на 11 и 16 хромосомах человека. Эритроцит. Мембрана обладает рядом важных свойств для поддержания нормального функционирования клетки определяет иммунологические свойства эритроцитов Мембрана эритроцита. АГ Важную роль в этом играют аллоантигены, локализованные на мембране. Сейчас известно около 500 антигенов, относящихся примерно к 75 генетическим системам. Это системы АВО, Rhesus и другие, обуславливающие ауто- и изосенсибилизацию. Классификация аллоантигенов эритроцитов I. Системы групп крови – объединяют антигены контролируемые тесно связанными генетическим локусами с не выявленной или небольшой рекомбинацией между ними. В настоящее время известны 23 системы групп крови, объединяющие 194 аллоантигена, с нумерацией согласно хронологии их открытия. II. Коллекции групп крови – содержат серологически, биохимически или генетически родственные антигены, характеристики которых не соответствуют критериям системы. Известно 5 коллекций, содержащих 11 антигенов. III. Редко встречающиеся антигены – это около 37 антигенов, распространенность которых в популяции не превышает 1 %. IV. Часто встречающиеся антигены – 14 антигенов, распространенность которых в популяции превышает 90%. Системы групп крови эритроцитов № системы Наименование системы Обозначение системы Хромосомная локализация 001 ABO ABO 9q34.1-q34.2 002 MNSs MNSs 4q28-q31 003 P P 22q11.2-qter 004 Rhesus Rh 1q36.2-q34 005 Lutheran Lu 19q12-q13 006 Kell Kel 7q33 007 Lewis Le 19q33 008 Duffy Fy 1q22-q23 009 Kidd Jk 18q11-q12 010 Diego Di 17q12-q21 011 Yt Yt 7q22 012 Xg Xg Xp22.32 013 Scianna Sc 1p36.2-p22 Физиологическая роль аллоАГ транспортные и мембранные каналы рецепторы для экзогенных лигандов и микроорганизмов молекулы адгезии ферменты структурные белки Тестирование аллоАГ Основные методы тестирования Реакция агглютинация с применением стандартных тест-сывороток и моноклональных аетител