Полиморфные системы плазмы крови.

Лекция № 11 Группы крови и биохимический полиморфизм

 

План лекции: 1. Определения и понятия.

2. Наследование групп крови на примере системы АВО.

3. Полиморфизм белков плазмы крови и молока.

4. Значение групп крови и полиморфных систем в селекционном процессе.

Группы крови – раздел иммуногенетики.
Биохимический полиморфизм белков и ферментов крови – раздел биохимической генетики.

В 1898 году учеником Мечникова Ж.Борде при введении морским свинкам эритроцитов кроликов были открыты гемагглютинины и гемолизины.

В 1901 году К.Ландштейнер – австрийский врач лауреат Нобелевской премии, исследуя эритроциты и сыворотку крови у своих сотрудников, разделил их по результатам реакции агглютинации на три группы: А, В и С (впоследствии С было заменено на О); Ландштейнеру впервые удалось показать, что это явление не патологическое, а вполне нормальное физиологическое свойство крови.

 

Определения и понятия.

Тип крови – антигенный состав эритроцитов всех систем крови организма.

Система крови – совокупность всех аллелей одного локуса, определяющих разнообразие групп крови (в пределах данной системы); аллели могут наследоваться одиночно (в простых системах) или группами (в сложных системах) в виде постоянного сочетания (т.е. сцепленно); каждой системе присваивается определённое буквенное обозначение.

Группа крови – определённое сочетание антигенов эритроцитов, находящихся под контролем генов одной системы.

 

Системы групп крови и антигены принято обозначать буквами латинского алфавита - А, В, С… Когда буквы алфавита были исчерпаны, стали использовать эти же буквы со штрихом – А, В, С. Антигенные факторы А и А, В и В, С и С не являются родственными. Родственные антигены обозначают латинскими буквами с арабскими цифрами внизу – А_1, А₂. Иногда антигены обозначают двумя буквами (строчной и прописной) – Еа, Ее, Еd.

Тип крови животного представляет собой запись антигенных факторов по всем системам крови. Система крови (или ген соответствующей системы) всегда обозначается строчной буквой, а сочетание аллелей группы крови записывается прописными буквами сверху.Например, аллели группы крови BO₁Y₂D системы В записываются В^BO1Y2D.

Наследование групп крови на примере системы АВО.

Группы крови системы АВО определяются генами расположенными в 9 паре хромосом и наследуются как менделирующие признаки. Система АВО – это трёхаллельная система, нахордящаяся под контролем гена I. Аллель I^А определяет появление на эритроцитах антигена А, аллель I^В определяет появление на эритроцитах антигена В, аллель I^О не несёт информации о структуре какого-либо антигена вообще и представлен рецессивным геном. Гены I^А и I^В по отношению к гену I^О ведут себя доминантно, а по отношению друг к другу кодоминантно.

Группы крови определяются по наличию антигенов расположенных в мембране эритроцитов. В группе крови А (II) определяется лишь антиген А; в группе крови В (III) определяется только антиген В; в группе крови АВ (IV) определяются оба антигена (А и В); в группе крови О (I) антигены не определяются, что говорит об их полном отсутствии.

Сочетание аллелей данной системы позволяет получить 6 генотипов и 4 фенотипа (группы крови). Группе крови О (I) соответствует один генотип - I^О I^О. Группе крови А (II) соответствуют два генотипа - I^А I^А и I^А I^О. Группе крови В (III) также соответствуют два генотипа - I^В I^В и I^В I^О. Группе крови АВ (IV) соответствует генотип I^А I^В.

Группы крови А (II) и В (III) наследуются по аутосомно-доминантному типу, а О (I) -по аутосомно-рецессивному. При скрещивании особей, имеющих II и III группы крови с генотипами I^А I^О и I^В I^О, в потомстве возможно появление всех четырёх групп крови. Именно эта особенность не позволяет использовать группы крови при установлении достоверности происхождения у людей.

В процессе эволюции живые организмы приспособились к сохранению постоянства своего антигенного состава. Поэтому сыворотка крови людей с группой О (I) содержит антитела α и β против антигенов А и В. Сыворотка крови людей с группой А (II) содержит антитела β против антигена В.. Сыворотка крови людей с группой В (III) содержит антитела α против антигена А. Сыворотка крови людей с группой АВ (IV) антител не содержит.

При переливании крови строго придерживаются правила переливания: кровь людей с О группой можно переливать людям с любой другой группой (такие люди является универсальными донорами); люди с группой крови АВ являются универсальными реципиентами, а их кровь можно переливать людям с точно такой же группой; кровь людей группы А или В можно переливать людям с группой АВ или с такой же, как и у них самих.

Помимо системы АВО у человека имеются и другие системы (Rh, MN,P, Даффи, Льюис, Лютеран, Келл, Кидд и др), которые необходимо учитывать при переливании крови. При нарушении правил переливания неизбежен летальный исход, так как включающийся механизм иммунной защиты (взаимодействие антигенов и соответствующих им антител) приводит к разрушению эритроцитов.

 

Полиморфизм белков плазмы крови и молока.

 

Полиморфные системы изучают методом электрофореза в крахмальном и полиакриламидном геле и методом иммуноэлектрофореза в буферных растворах. Методом электрофореза изучается разнообразие белковых молекул в крови, молоке, яичном белке, семенной жидкости, лимфе, мышцах, коже и др. тканях. Метод иммунофореза позволяет разделить исследуемый материал не только по электрофоретической подвижности молекул, но и по иммунологической их специфичности (на основе серологических реакций).

Обозначение полиморфных систем осуществляется путём записи символа соответствующего локуса с верхним индексом символа гена. Так, в гемоглобиновом локусе гены А и В имеют следующее обозначение: ген – Hb^A, Hb^B, генотип - Hb^A/ Hb^А, Hb^A/ Hb^B, Hb^В/ Hb^B, фенотипы – HbАА (HbА), HbАВ, HbВВ (HbВ).

У сельскохозяйственных животных изучено более 150 полиморфных локусов, охватывающих более 450 аллелей.

 

Полиморфные системы плазмы крови.

Система гемоглобина (Hb). Гемоглобин – сложный белок, участвующий в процессе газообмена в лёгких и тканях. В ходе онтогенеза образуются, сменяя друг друга, три формы гемоглобина: гемоглобин раннего эмбрионального развития (HBP), гемоглобин эмбриона (фетальный - HBF) и гемоглобин взрослых особей. Фетальный гемоглобин заменяется взрослым примерно к 2,5-4-месячному возрасту. Структурно все формы гемоглобина отличаются друг от друга.В молекулу Hb взрослой особи входят две α-цепи и две β –цепи, в молекулу HbF – две α-цепи и две γ-цепи, в молекулу HbP – две α-цепи и две σ-цепи. Систематическое изучение типов гемоглобина проводится с момента открытия серповидно-клеточной анемии у человека. В районах распространения тропической малярии люди гомозиготные по гемоглобину типа S (Hb^S/Hb^S) погибают в раннем детстве от серповидно-клеточной анемии; гетерозиготы (Hb^A/Hb^S) устойчивы к малярии, а гомозиготные по гемоглобину типа А (Hb^A/Hb^A) предрасположены к малярии.

У крупного рогатого скота выявлено 10 аллелей Hb, у лошадей – 1, у овец – 5, у кур – 2.

 

Полиморфизм трансферрина (Tf). Трансферрин играет важную роль в обмене железа в организме, обладает бактерицидными свойствами, ингибирует размножение вирусов. Его содержание повышается при анемиях (у человека) и понижается при ряде инфекционных заболеваниях. Молекула трансфенррина (Tf) состоит из одной полипептидной цепи, включающей около 750 аминокислот, а полиморфизм (по некоторым данным) связан с заменой всего одной аминокислоты. Молекулы различных типов отличаются друг от друга по величине электрического заряда, а не своими размерами.

У лошадей установлено 10 аллелей Tf, у свиней – 5, у овец – 14, у кур – 4.

 

Полиморфизм церулоплазмина (Cp). Церулоплазмин участвует в регуляции абсорбции меди из кишечника, в реакциях по переносу водорода и катализирует синтез гемоглобина (Hb), влияя на переход ионов железа из двухвалентного в трёхвалентное состояние. По церулоплазмину выявлено три аллеля Cp^A, Cp^B, Cp^C.

 

Полиморфизм карбоангидразы (Са). Карбоангидраза играет важную роль в клеточном и тканевом дыхании, образовании соляной кислоты. На фермент Са оказывает сильное тормозное действие сульфамидные препараты. Избыточное применение таких препаратов может привести животных к гибели в результате торможения дыхательных процессов или к патологии секреции желудочного сока.

У крупного рогатого скота полиморфизм карбоангидразы обусловлен 4 аллелями, у лошадей – 5, у свиней – 2, у овец – 2.

 

Полиморфизм амилазы (Am). Амилаза участвует в углеводном обмене (катализирует гидролиз крахмала и гликогена). У крупного рогатого скота полиморфизм амилазы установлен по 3 аллелям, у свиней по 5, у овец и кур по 2.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: