big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Множественные аллели

До сих пор в генетике человека мы встречались с парами аллелей и изучали их взаимоотношения в гомозиготах и в гетерозиготах. Каждый из аллелей является мутацией того же локуса, поэтому два аллеля в разных хромосомах занимают гомологичные места в паре хромосом. Однако как исходный нормальный ген, так и любой его мутационный аллель могут претерпевать различные мутации. В результате появляются целые группы разновидностей одного и того же вида. Эти разнообразные мутации, происходящие в одном и том же локусе хромосомы, называются множественными аллелями.

В генетике человека учение о множественных аллелях имеет существенное значение. Особенно широко серии аллелей представлены в наследственности групп крови.

В 1901 г. Ландштейнер установил существование нескольких групп крови у человека. Если отделить эритроциты от сыворотки одного и того же человека, а затем соединить их, то эритроциты равномерно распределятся внутри сыворотки.

В этом случае налицо отсутствие агглютинации эритроцитов (рис. 123, а). Однако при смешивании сыворотки и эритроцитов от разных людей в одних случаях опять имеет место картина неагглютинации, а в других они образуют сгустки благодаря агглютинации (рис. 123, б). Опыты такого рода обнаружили у людей четыре основные группы крови. Смешивание сывороток и эритроцитов, взятых от людей с разными группами крови, позволило разработать иммунологические основы их совместимости или несовместимости. Было установлено, что эритроциты обладают особыми веществами — антигенами (агглютигенами). Для указанных четырех групп крови имеется два антигена, названных буквой А и буквой В. Различия эритроцитов из разных трупп крови состоят в том, что одна из них имеет оба антигена АВ, вторая — только антиген A, третья — антиген А и четвертая лишена антигенов — 0.

Сыворотка крови содержит антитела (агглютинины), благодаря действию которых и происходит агглютинация эритроцитов. Вполне понятно, что в крови каждого человека должно быть определенное соотношение между антигенами и антителами, иначе происходила бы агглютинация собственных эритроцитов, что могло бы иметь смертельный исход. Поэтому при эритроцитах группы А в сыворотке такой крови образуются антитела В. В сыворотке группы В имеются антитела А. В группе 0 имеются оба таких антитела, т. е. антитела А и антитела В. Поэтому в группе АВ нет обоих антител. В свете этих открытий стали понятными все события, наступающие при слиянии крови различных групп людей (рис. 124).

Микрофотографии агглютинированных и неагглютинированных эритроцитов

Реакция эритроцитов индивидов, обладающих группами крови 0, А, В и АВ с антителами анти-А и анти-В

Анализ картины наследования группы А, В, АВ и 0 от родителей к детям, проведенный на большом материале, показал, что в основе наследования этих различий лежит взаимоотношение трех аллелей — IA, IB и i.

Аллель 1А обусловливает наличие в эритроцитах антигена A, IB — антигена В. Аллель i не дает ни того, ни другого антигена. В результате генотип людей в каждой из четырех групп крови имеет такой вид:

Генетика аллелей, определяющих основные черты группы крови у человека, исключительно важна для практики переливания крови. Ее знание часто помогает установлению отцовства или материнства ребенка; имеет значение для судебной медицины и, наконец, позволило решить целый ряд вопросов генетики популяций человека, что будет изложено ниже.

Большой интерес представило открытие особых антигенов в крови человека, получивших название Rh (антиген-резус).

В Нью-Йорке эритроциты у 85% людей агглютинируются сывороткой кроликов, которые предварительно были иммунизированы кровью обезьян резус. Таким образом, часть популяции оказалась с геном Rh — резус-положительный, а часть с геном rh — резус-отрицательный.

Очень важным открытием для медицины было установление факта, что несоответствие отца и матери по антигенам приводит к смерти плода или новорожденного в силу развития эритробластоза, вызывающего гемолитическую анемию с разрушением эритроцитов, сопровождающуюся желтухой. Это заболевание возникает в том случае, если в брак вступает отец Rh+, а мать является резус-отрицательной rh. Было показано, что после переливания резус-положительной крови резус-отрицательным людям у последних образуются антитела к антигену Rh. При наличии резус-отрицательного плода у резус-отрицательной матери антиген Rh проникает через плаценту в кровоток матери и вызывает в крови образование антител Rh (рис. 125). Однако при первой беременности количество таких антител мало и они, проникая в эмбрион, еще не вызывают в нем изменений. При второй беременности картина меняется, количество антител на антиген Rh уже достаточно велико, они проникают в плод и здесь реагируют с эритроцитами плода. Возникает эритробластоз. После нескольких беременностей (рис. 126) количество антител на антиген Rh в теле матери может быть так велико, что только полная замена крови матери может предотвратить гибель плода.

Сыворотка крови, взятой от матерей, иммунизированных антигеном Rh из ее эмбриона, оказалась гораздо более тонким инструментом для анализа генетики групп крови резус, сравнительно

Схема хода событий, вызывающих эритробластоз у зародыша с группой кров Rh+, зачатого матерью с группой крови Rh-

Наследование резус-фактора человека и болезнь крови у новорождённых

с тем, что давала сыворотка крови кроликов, иммунизированных кровью обезьян резус.

При исследовании этой сыворотки было открыто, что категории резус-положительных и резус-отрицательных людей являются сборными. Оказалось, что имеется несколько антигенов Rh и соответственно несколько антител. Всего было найдено восемь аллелей, четыре внутри резус-положительных и четыре внутри резус-отрицательных людей.

Имеется еще целый ряд примеров множественных аллелей у человека: по меньшей мере три аллеля, кодоминантно контролирующих молекулярную структуру гемоглобина. Аллель НbA контролирует молекулярную структуру гемоглобина. Аллель Нb контролирует образование нормального гемоглобина; аллель HbS — серповидноклеточного; аллель НbС — гемоглобина С. Различие людей по β-глобулину контролируется тремя кодоминантными аллелями — βB; βC; βD.

Большую роль играет учение об аллелях в вопросе о гистологической несовместимости тканей при пересадках. Этот вопрос приобрел в наши дни очень большую важность для медицины. Судьба трансплантированных тканей зависит от генетического взаимодействия между лицом, которое дает ткань (донор), и тем, кому эта ткань пересаживается (реципиент). При пересадках тканей от одного человека к другому решающее значение имеет характер генотипической обусловленности тканевого иммунитета. Например, если для лечения сильных ожогов пересадить пострадавшему кожу от другого человека, то трансплантат не приживается. Возникающие вследствие генотипической несовместимости иммунологические реакции разрушают пересаженную ткань. Это связано с тем, что антигенная характеристика людей различна. Поэтому пересаженная ткань приносит с собой свои специфические антигены, которые вызывают у хозяина образование антител. Эти антитела поражают трансплантат и ведут его к гибели.

Использование чистых (гомозиготных) линий мышей позволило получить доказательства генетической природы явлений тканей несовместимости. Были получены две линии мышей — одна гомозиготная по одному (Н1Н1) и вторая по другому (Н2Н2) аллелю несовместимости, а также гибриды этих линий (H1H2). Аллели Н1 и Н2 являются кодоминантными. Между мышами этих трех генотипов были произведены трансплантации. Результаты этих опытов ярко показали роль наследственности в процессах тканевой совместимости и тканевой несовместимости. Совместимость разных особей осуществляется при одинаковости генотипов, контролирующих иммунологические реакции. При различии в генотипах возникает картина гистологической несовместимости (табл. 16).

Результаты этих и многих других опытов по пересадкам тканей можно объяснить тем, что аллели Н1 и Н2 продуцируют разные антигены. Если в трансплантате имеется аллель, отличный

от аллелей хозяина, то антигены этого аллеля вызывают в теле хозяина образование соответствующих антител (номера 3, 4, 7, 7 в табл. 16). Если генотип трансплантата не вырабатывает чужих хозяину антигенов, трансплантат приживается (номера 1, 2, 5, 6 в табл. 16).

В настоящее время у мышей известно около 14 различных генов тканевой несовместимости, из которых некоторые представлены сериями множественных аллелей.

В основном аллели характеризуются кбдоминантностью. Однако установлены такие случаи, когда в гетерозиготах появляется новое антигенное «гибридное» вещество. Все это делает генетику несовместимости исключительно сложной. Большое разнообразие генов аллелей и типов их взаимодействия приводит к громадной изменчивости в популяциях людей. В результате любой человек оказывается генетической индивидуальностью и по иммунологическим реакциям. Вполне понятно, что поиски решения проблем тканевой совместимости сейчас можно вести, только опираясь на знание генетики этого сложного свойства.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.