МЕТА ЗАНЯТТЯ. Вміти обгрунтувати імуногенетичну природу груп крові системи АВО, резус та інші
Вміти обгрунтувати імуногенетичну природу груп крові системи АВО, резус та інші. Вміти аналізувати складну взаємодію генів в процесі реалізації генетичної інформації у людини. Навчитися приміняти знання, одержані з теми для розв’язування ситуаційних задач. 5. ЗМІСТ ЗАНЯТТЯ Викладач перевіряє вхідний рівень знань студентів зі слідуючих теоретичних питань: 1. Взаємодія алельних генів (домінування, рецесивність, кодомінування, неповне домінування). 2. Множинні алелі. 3. Групи крові системи АВО, MN, Rh. 4. Успадкування резус–фактора та гемолітична хвороба новонароджених. 5. Значення визначення груп крові і резус–фактора для медицини.
Однією із взаємодій алельних генів є повне домінування, коли гетерозиготні особини не відрізняються від домінантних гомозигот. При неповному домінуванні у гетерозигот функціонально активними є обидва гени, тому в фенотипі ознака проявляється у вигляді проміжної форми. Приклади: серпоподібна форма еритроцитів у гетерозигот при серпоподібно–клітинній анемії; зменшені очні яблука гетерозигот при анофтальмії; підвищений вміст цистину в сечі у гетерозигот при цистинурії на відміну від гомозигот рецесивних, в яких у нирках утворюються цистинові камені. Неповне домінування дає особливі форми розщеплення, які відрізняються від встановлених Г. Менделем внаслідок того, що фенотип гетерозигот відрізняється від фенотипів обох варіантів гомозигот. Кодомінування –– форма взаємодії алельних генів, при якій два домінантних алеля гена знаходяться в гетерозиготному стані, в однаковій мірі себе проявляють, не дають проміжної ознаки. Прикладом може бути успадкування груп крові у людини (АВ (IV), MN). Далі слід розглянути множинні алелі. В результаті мутації виникли різні прояви одного й того ж гена. Конкретна форма існування гена називається алелем. Кожний алель відповідає за можливість розвитку певного варіанту ознак. Так як мутаційний процес відбувається постійно і не направлено, в генофонді виду виникають і зберігаються декілька різних алелей одного гена. Таке явище називається множинним алелізмом. Воно характеризується наявністю багатьох варіантів окремої ознаки у представників даного виду. В кожної особини може бути тільки одна пара алельних генів що зумовлює розвиток певної ознаки. У людини ген, який визначає групи крові системи АВО, зустрічається у вигляді множинних алелей ІА, ІВ, І°. В 1900 році К. Ландштейнер встановив, що в залежності від реакції між еритроцитами і сироваткою крові різних людей еритроцити розділяють на три групи, які він позначив А, В, О. Пізніше була встановлена ІV група крові АВ. Групи крові визначаються еритроцитарними антигенами. На сьогоднішній день відомо близько 300 еритроцитарних антигенів. Кров групи О (або I) немає антигена в еритроцитах, але в сироватці крові має антитіла (аглютиніни α і β). В останні роки прийнято вважати, що є антиген Н. Це речовина –– попередник, яка перетворюється в антиген А або В у присутності генів А або В. Його утворення визначається геном Н, який наслідується незалежно від генів АВО. Кров групи А (II) містить в еритроцитах антиген А, у сироватці антитіла –– β. В еритроцитах людей групи В (III) знаходяться антигени В, у сироватці –– антитіла α. Група АВ (IV) характеризується наявністю антигенів А і В в еритроцитах, та відсутністю антитіл в сироватці крові. Відсутність антигена в еритроцитах –– рецесивна ознака, тому в межах системи АВО є слідуючі генотипи і фенотипи: О (I) –– Іº Іº А (II) –– ІА ІА, ІА ІО В (III) –– ІВ ІВ, ІВ ІО АВ (IV) –– ІА ІВ Люди з першою групою крові тільки гомозиготні за рецесивними генами ІО ІО ; люди з четвертою групою крові –– тільки гетерозиготні ІА ІВ . Серологічні відмінності гомозигот ІА ІА, ІВ ІВ від гетерозигот
♀ ІА ІО х ♂ ІВ ІО
F1 ІО ІО
Групи крові дітей, в залежності від групи крові батьків
1927 р. Ландштейнер і Левін відкрили систему антигенів MN. Кров людей може бути трьох груп: ММ, NN, або MN. Таким чином еритроцити людини несуть на своїй поверхні один з двох (М або N) або обидва (MN) антигена, відповідно цьому виділяють 3 групи людей: ММ; MN; NN. Системи АВО і MN успадковуються і досліджуються незалежно і гени, які їх визначають, знаходяться в різних хромосомах. Гени А – В – О розміщуються в 9 –й хромосомі, а гени груп крові М – N –– в 2 –й хромосомі. На сьогоднішній день відомо біля 200 еритроцитарних антигенів, які входять в 14 систем еритроцитарних груп крові. Найбільш вивчені антигени груп крові системи АВО, Люіс, Даффі, Лютеран, резус та інші. Всі вони генетично детерміновані, не залежать від зовнішнього середовища і не змінюються впродовж життя. Далі розглянемо успадкування резус – фактора. Резус – антиген був відкритий у 1940 році Ландштейнером і Вінером. У мавп макака –– резус брали еритроцити і імунізували ними кроликів. У кроликів вироблялись антитіла проти антигенів еритроцитів макаки. При змішуванні сироватки крові цих кроликів з еритроцитами людей у 85% випадків еритроцити аглютинували. 85% людей на поверхні еритроцитів мають –– резус – антигени, а у 15% людей –– їх немає. Люди, які мають резус – антиген, є резус – позитивними (Rh+); люди, які не мають резус – антигена є резус – негативними. (Rh–). Успадкування резус – фактора зумовлено трьома парами генів С, Д, Е, тісно зчеплених між собою, тому успадкування йде як моногенним. Ген, який відповідає за утворення резус – антигена –– домінантний. Резус – позитивні люди можуть бути, як гомо– так і гетерозиготні за генотипом. Кров “резус – позитивних” і “резус – негативних” людей не сумісна. При шлюбі чоловіка з резус – позитивним фактором крові і резус – негативною жінкою може утворитися при гетерозиготному батькові (або обов’язково утвориться при гомозиготності батька) резус – позитивний плід. Розвиток резус – позитивного плоду в тілі резус – негативної матері викликає резус – конфлікт. З кожною вагітністю збільшується кількість антитіл, які виробляються у матері на резус – позитивний антиген плоду. Утворення великої кількості антитіл може призвести до спонтанного аборту, мертвонароджуваності (еритробластоз плоду), смерті новонародженого від гемолітичної хвороби або розумової відсталості. Врятувати дитину можна повною заміною крові дитини, кров’ю батька Rh (+). У європейців ген Rh (+) зустрічається в 85 % випадків, а ген Rh(–) в 15 % випадків. В Японії, Кореї, Китаї, Індії гемолітична хвороба новонароджених зустрічається дуже рідко. Пояснюється це тим, що серед них дуже низька частота Rh (–) (від 0 до 1, 5 %). Рідко зустрічається Rh(–) група крові у ескімосів, евенків. У австралійських аборигенів резус – конфлікт не існує, так як концентрація гена Rh(+) у них складає 100 %. Крім несумісності матері і плоду з резус – фактора, може бути несумісність по групам крові системи АВО. Якщо у матері О (I) група крові, а у батька А (II), тоді діти А (II) групи взагалі не народжуються, або народжуються з дефектами. Якщо мати А (II) група крові, а плід О (I), народжуваність буде високою, так як відсутня несумісність крові. Певний дефіцит в народжуваності дітей спостерігається при шлюбі матері О (I) групи, батька В (III). Знання генетики груп крові використовуються в судовій медицині для експертизи батьківства. Експертиза по системі АВО не завжди дає однозначну відповідь. Наприклад, якщо у батьків групи крові А і В, тоді у дитини може бути будь – яка з 4 груп крові. Якщо у батьків групи крові О і В, а у дитини О (I) група, тоді ймовірність батьківства не доказується, але й не виключається. В таких випадках враховують антигени інших груп крові, резус – антиген, вивчають білки, які знаходяться на поверхні лейкоцитів. Важливо враховувати групи крові при підборі донорів для переливання крові, щоб запобігти аглютинації еритроцитів у реципієнта. 6. МАТЕРІАЛЬНЕ І МЕТОДИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ навчальні таблиці, методичні вказівки, збірники задач.
|
В процесі розгляду матеріалу слід звернути увагу студентів на форми взаємодії всередині алельної пари генів, на успадкування груп крові системи АВО, MN, Rh і інших, на причини гемолітичної хвороби, на практичне застосування знань з генетики крові. На початку слід з’ясувати, які гени називаються алельними, а далі розглянути форми взаємодії алельних генів. Алельні гени –– гени, які знаходяться в однакових локусах гомологічних хромосом і відповідають за проявлення однієї ознаки.А А А а а а.
ІА ІО, ІВ ІО –– неможливі, їх можна тільки відрізнити по аналізу груп крові дітей. Наприклад: Р: ♀ А(II) х ♂ В (III). Якщо батьки гомозиготні, тоді діти можуть мати тільки АВ (IV) групу. Якщо в такому шлюбі народиться дитина з О (I) групою крові, значить батьки були гетерозиготні: Р:
