6573

Иммлуногенетика. Группы крови человека и животных

Контрольная

Биология и генетика

Иммлуногенетика Группы крови человека и животных. В пределах вида особи различаются не только по морфологическим признакам, но и по ряду биохимических, которые могут быть выявлены иммуногенетически в виде системы антигенов. Антигены - это вещества б...

Русский

2013-01-06

34.01 KB

17 чел.

Иммлуногенетика

Группы крови человека и животных. В пределах вида особи различаются не только по морфологическим признакам, но и по ряду биохимических, которые могут быть выявлены иммуногенетически в виде системы антигенов. Антигены - это вещества белковой или полисахаридной природы, вызывающие при введении в организм развитие специфических иммунологических реакций. Антигены, определяющие группы крови, находятся на поверхности эритроцитов. Поэтому их часто называют эритроцитарными антигенами. При попадании антигенов в организм, где их нет, т.е. чужеродный, происходит иммунологическая реакция, в результате которой появляются антитела. Антитела - это сложные белки из класса иммуноглобулинов, которые вырабатываются в организме в ответ на введение антигенов. Антитела способны реагировать с антигенами, против которых они получены.

     Первые сведения о группах крови были получены у человека. В 1900 году Ландштейнер при постановке перекрестных реакций между эритроцитами одних людей и сывороткой крови других открыл систему групп крови АВО. В 1907 году Янский описал более редкую 4 группу крови. Различия в антигенном  составе разных групп показаны в таблице.

 

                   Группа крови    Антигены эритроцитов    Антитела сыворотки

                         I   (0)                               нет                        анти- А, анти - В

                        I I  (А)                               А                          анти - В

                        Ш  (В)                               В                          анти - А

                       VI (AB)                              А, В                      нет

       Установлено, что синтез каждого эритроцитарного антигена обусловлен действием одного гена. Антигены наследуются по типу доминирования или кодоминирования. В частности в системе АВО у человека  антигены А и В доминируют над 0, а между собой А и В наследуются по типу кодоминирования. В связи с этим четыре группы крови имеют шесть генотипов. Вторая и третья группы могут быть гомозиготными или гетерозиготными. Локус систем АВО принято обозначать буквой J. Наследование групп крови подчиняется законам Менделя.

                          Группы крови     Генотипы

                                   I   (0) J° J°

                                  II   (А)                   JA JA , JA J°

                                 Ш  (В)               JB JB,   JB J°

                                 IY  (А, В) JA JB 

 

     В 1940   году Ландштейнер и Винер открыли систему групп крови резус-фактор. Люди,  которые имеют этот антиген,  называются резус-положительные.  По статистике среди европейцев их насчитывается 85%. Наследуется резус-антиген по доминантному типу.  Резус-антиген иногда приводит к   несовместимости   матери и плода.    Это явление наблюдается при браке резус-положительного мужчины с резус-отрицательной   женщиной.    В   этом случае    плод   наследует   резус-фактор,    и этот антиген проникает через плаценту в организм матери для которой он является чужеродным. В ответ в ее организме вырабатываются антитела, которые, попадая в плод,  вызывают эритробластоз.    По статистике резус-несовместимость наблюдается в 0,4% случаев беременности.

     Кроме этих систем,   у человека открыто еще 10 систем,  сведения о которых можно найти в специальной литературе.

    После открытия   групп крови у человека активно начались работы по изучению их у животных. В 1900 году Эрлих и Моргенрот установили индивидуальные различия в крови коз. Большой вклад в развитие этого направления внесли Фергуссон и Стормонт, которые впервые выявили более 30   антигенных факторов крови у крупного рогатого скота.  Особенно в широком плане начали проводить работы по изучению групп крови после разработки этими учеными метода получения   моноспецифических   сывороток,    с помощью которых можно определять группы крови.

     Для поучения реагентов или моноспецифических сывороток   проводят иммунизацию животных. Подбирают   двух животных,  донора и реципиента, которые различаются по нескольким эритроцитарным антигенам.    Например, у животного донора имеются антигены А,В и С,  а у реципиента – А, К и Д. Далее у донора берут кровь, отделяют эритроциты и вводят их в организм животного-реципиента.    В ответ на это в его организме будут вырабатываться антитела против антигенов ( анти-В и анти-С). Чтобы получить моноспецифическую сыворотку,  содержащую антитела против одного атигена, к ней добавляют эритроциты с антигеном С. В результате   произойдет реакция взаимодействия их с антителами анти-С и в сыворотке останутся антитела против антигена В ( анти-В). В дальнейшем их можно использовать для обнаружения антигена В в крови животных.

     В настоящее время у крупного рогатого скота изучено более 100 антигенов, которые объединены в 12 систем групп крови. В одну систему включают антигены, которые наследуются по типу множественного аллелизма, а к разным системам относятся антигены, которые наследуются независимо друг от друга.

     Эритроцитарные антигены закладываются в эмбриональный период, не меняются в течение онтогенеза и не зависят от условий кормления, содержания и других факторов среды. Большинство аллелей генетических систем групп крови наследуется по типу кодоминирования, то есть в гетерозиготе фенотипически проявляются оба гена. Гены систем групп крови локализованы в аутосомах. Существует три основных правила наследования групп крови: 1) каждая особь наследует по одному из двух аллелей от матери и отца в каждой системе групп крови; 2) особь с антигенами, не обнаруженными хотя бы у одного из родителей, не может быть потомком данной родительской пары; 3) гомозиготная особь по одному антигену, например А/А, не может быть потомком гомозиготной особи с противоположным антигеном, например В/В.

     Системы групп крови подразделяют на простые и сложные. К простым относят системы, которые включают один или два аллея, а к сложным -  три и более.

     Системы антигенных локусов групп крови и антигены принято обозначать буквами латинского алфавита. Но, так как букв не хватает некоторые антигены записывают с надстрочными и подстрочными индексами и штрихами. В каждой конкретной системе у животного может не быть антигенов вовсе или число их может достигать десятка. До настоящего времени в иммуногенетике не принято единой стилистики в написании групп крови. В простой системе групп крови, например F-V у животных могут быть три группы (F/F, F/V, V/V). В сложной системе В группа крови записывается так: указывается система, а в индексе записываются антигены этой системы. Причем наклонная черта отделяет антигены матери от антигенов отца (В А.СД/ ЕД).

     Некоторые системы характеризуются большим числом антигенов, входящих в группу крови. Из всех известных систем наиболее сложной является В-система у крупного рогато скота, включающая более 40 антигенов, которые в различных комбинациях образуют до 500 аллелей.

Биохимический полиморфизм белков. Полиморфизм – одновременное присутствие в популяции двух и более генетических форм одного признака в таком соотношении, что их нельзя отнести к повторным мутациям. Термин биохимический (генетический) полиморфизм применяют в тех случаях, когда редкий аллель встречается с частотой 0,01 или больше. В течение эволюционного процесса в результате мутаций происходят изменения генов, поэтому в популяции они встречаются не в одной, а в двух и более формах. Ген, представленный более чем одним аллелем, называют полиморфным геном. Доля полиморфных локусов точно не известна, но предполагают, что в популяциях животных их доля составляет 20 – 50%.

Основной метод изучения полиморфизма белков и ферментов – электрофорез в крахмальном или полиакриламидном геле и иммуноэлектрофорез. Белковые молекулы обычно несут определенный электрический заряд, величина которого связана со строением белковых молекул. Поэтому в электрическом поле они продвигаются с разной скоростью, что и позволяет их разделять.

У сельскохозяйственных животных изучено более 150 полиморфных локусов белков крови, молока, слюны и других веществ организма. Аллели, например, гемоглобинового локуса, обозначают следующим образом: НЬА, НЬВ, НЬС и т.д., а генотипы – НЬАНЬА, НЬВНЬВ или HbA/A, HbB/B. В связи с кодоминантным наследованием большинства биохимических полиморфных систем фенотип животного соответствует его генотипу.

Замена некоторых аминокислот в белке вызывает функциональные различия полиморфных типов. Например, у человека, кроме нормального гемоглобина НЬА, известно 400 аномальных вариантов: S, С, D и др., которые вызывают различные заболевания.

Одним из первых был изучен гемоглобин серповидных эритроцитов, в котором в шестом положении валин замещен глутаминовой аминокислотой. У гомозигот (HbS/S) аномалия проявляется в условиях пониженного парциального давления кислорода (например, в горах), и у людей с ранних лет развивается хроническая анемия с расстройством кровообращения  и трамбозами.

У крупного рогатого скота открыто 13 типов гемоглобина, у свиней – 4, у овец – 5, у лошадей и кур – 2 типа.

Система трансферрина (Tf). Трансферрин является металлопротеином сыворотки крови и осуществляет перенос железа в организме. Выявлена бактериостатическая функция трансферрина, что повышает защитную реакцию животного от инфекций. Этот белок проявляет большой генетический полиморфизм. У крупного рогатого скота зарегистрировано 12 аллелей трансферрина, у овец и коз – 13 аллелей, у свиней – 5.

Система церудоплазмина (Ср) играет центральную роль в обмене меди в организме, являясь основным переносчиком ее в ткани. Нарушение функций Сp или снижение его содержания в плазме крови, например у человекa, ведет к заболеванию нервной системы с некротическими изменениями в печени. У крупного рогатого скота в этой системе обнаружено три аллеля СрА, Срв и Срс - частота которых различна у разных пород скота. Аллель Срс обнаружен только у симментальского, красного и пятнистого скота Польши и Чехии.

Кроме указанных основных белков и ферментов сыворотки крови и эритроцитов, изучено большое количество других: щелочная и кислая фосфатазы, амилаза, постальбумин и др.

Системы белков молока. Основные полиморфные системы молока связаны с сывороткой молока и казеином. У крупного рогатого скота выявлены следующие полиморфные системы молока. В сыворотке – локус бетта-лактоглобулина с аллелями: А, В, С и Д и α - лактоглобулина с аллелями А и В. Белки казеина проявляют полиморфизм в четырех локусах: локус бетта-казеина с 6 аллелями, локус гамма-казеина с двумя аллелями, локус каппа-казеина с 2 аллелями и локус альфа S1-казеина с 4 аллелями. Учеными установлена разная встречаемость аллелей этих локусов у пород скота и связь некоторых из них с качественными характеристиками молока.

Использование групп крови и полиморфных систем белков в животноводстве. 

Контроль достоверности происхождения животных. Одним из основных направлений применения групп крови и полиморфных систем белков является контроль происхождения животных. По данным обследований племенных стад, установлено, что ошибки в данных о происхождении животных в некоторых из них достигают 20%. Это может быть следствием не только недостатков в работе техников по искусственному осеменению (потери номеpов, неправильного их чтения, нарушения учета спермадоз), но и результатом осеменений животных спермой разных производителей при повторных охотах после плодотворного осеменения.

Поэтому в соответствии с приказом Министерства сельского хозяйства в нашей стране на племпредприятиях организованны иммуногенетические лаборатории, основная задача которых – подтверждение достоверности происхождения ценных племенных животных. Контроль достоверности происхождения животных возможен благодаря: кодоминантному наследованию антигенных факторов, неизменности их в течение онтогенеза, большому числу комбинаций групп крови и полиморфных систем, которые в пределах вида практически не бывают одинаковыми у двух особей.

Для подтверждения данных о происхождении нужно взять кровь у трех животных: мать, отец и потомок и определить группы крови. Происхождение потомка от предполагаемых родителей подтверждается, если у него выявлены антигены матери и отца. Если же у него обнаружены антигены, которых нет у родителей, родители для потомка указаны неправильно. Рассмотрим это на примере.

мать

ВAD/ZOE  Hb A/A

отец

BZH/K       Hb A/A 

потомок 1

BAD/K       Hb A/A

происхождение подтверждается

потомок 2

BZOE/M     Hb A/B

происхождение не подтверждается

Иммунологический анализ близнецов. С помощью групп крови можно определить, являются ли близнецы разнояйцовыми или однояйцовыми. Однояйцовые или монозиготные близнецы всегда рождаются одного пола и имеют одинаковые группы крови. Разнополые двойни всегда дизиготны и с разными группами крови. В среднем у крупного рогатого скота рождается около 2 – 3% двоен, из них 10% являются однояйцовыми.

У 90% двоен крупного рогатого скота возникает анастомоз (срастание) кровеносных сосудов и, как следствие этого, у дизиготных двоен наблюдается химеризм (смесь двух типов эритроцитов). Если двойни рождаются разнополыми, то обычно телки оказываются бесплодными и их приходится выбраковывать из воспроизводства. Это явление получило название фримартинизма.

Связь групп крови с продуктивностью. Прогнозирование продуктивных качеств животных является актуальной задачей. Селекционеры постоянно ищут надежные маркеры (показатели), которые имели бы связь с продуктивностью. Для этих целей используются экстерьерные показатели, состав крови и тканей. Однако надежность этих маркеров не отвечает точным прогнозам. Многими учеными проведены исследования по изучению связи групп крови с продуктивными качествами животных. Теоретической основой такой связи может быть плейотропное действие аллелей групп крови на продуктивность за счет сцепления генов.

Так, у шведского черно-пестрого скота установлена связь аллеля BYD с содержанием жира в молоке. У животных голштинской породы обнаружена положительная связь антигенов G, Y, E и J с жирномолочностью. З. Вагонис показал, что в одном стаде коровы с антигеном Е превосходили по удою сверстниц, а в другом стаде, наоборот, имели более низкий удой.

Повышение продуктивности может быть связано с гетерозиготностью по группам крови. Так, увеличение гетерозиготности по локусу В у кур привело к повышению вылупляемости цыплят, интенсивности роста и яйценоскости.

В.Н. Тихонов установил, что гетерозиготность по некоторым антигенам групп крови ведет к гетерозису. В его опытах при спаривании гомозиготных особей типа Gbb x Gbb в среднем от свиноматки получено 10,67 поросят, а при спаривании животных разных генотипов Gaa xGbb – 12,34 поросенка.

Сложная наследственная обусловленность количественных признаков и сильное влияние на них различных факторов среды пока не позволяют дать надежных рекомендаций по использованию групп крови в качестве генетических маркеров при селекции животных.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

24425. Основные компоненты современных систем баз данных. Классификация и модели данных, реализуемых в СУБД 318 KB
  Классификация и модели данных реализуемых в СУБД. База данных – это данные организованные в виде набора записей определенной структуры и хранящиеся в файлах где помимо самих данных содержится описание их структуры. Метаданные Данные о структуре базы данных.
24426. Язык манипулирования данными, концепции и возможности языка SQL. Функции администратора баз данных 181.5 KB
  Перечисленные устройства передают кадры с одного своего порта на другой анализируя адрес назначения помещенный в этих кадрах. По адресу источника кадра коммутатор делает вывод о принадлежности узлаисточника тому или иному сегменту сети. Одновременно с передачей кадра на все порты коммутатор изучает адрес источника кадра и делает запись о его принадлежности к тому или иному сегменту в своей адресной таблице. При каждом поступлении кадра на порт коммутатора он прежде всего пытается найти адрес назначения кадра в адресной таблице.
24427. Адреса и сети Интернет. Архитектура и методы использования баз данных на Web 52 KB
  102–77 Стадии разработки: постановка задачи стадия Техническое задание; анализ требований и разработка спецификаций стадия Эскизный проект; проектирование стадия Технический проект; реализация стадия Технический проект. Проектирование. Процесс проектирование сложного ПО обычно включает: проектирование общей структуры – определение основных частей компонентов и их взаимосвязей по управлению и данным; декомпозицию компонентов и построение структурных иерархий в соответствии с рекомендациями блочноиерархического подхода;...
24428. Классификации сайтов. Сервисы Интернет 40.5 KB
  Сервисы Интернет. Классификация сайтов Все многообразие информации в интернете обозначаемой одним емким словом сайт можно условно разделить по: задачам сайта цели его создания и фунционирования коммерческий некоммерческий информационный рекламный поисковая система. объемности хоумпейдж сайтывизитки интернетпредставительства вебпорталы и т. Интернет сервисы: Пользователь работающий в Интернет имеет дело с несколькими различными видами услуг.
24429. Концепция и возможности XML-технологий 67 KB
  Концепция и возможности XMLтехнологий. XML Extensible Markup Language[1] это язык разметки описывающий объектов данных называемых XML документами. сам по себе XML не содержит никаких тэгов предназначенных для разметки он просто определяет порядок их создания. Таким образом если например мы считаем что для обозначения элемента rose в документе необходимо использовать тэг flower ; то XML позволяет свободно использовать определяемый нами тэг и мы можем включать в документ фрагменты подобные следующему: flower rose flower Набор...
24430. Архитектура стека TCP/IP. Протокол IP. Заголовок IP-пакета. IP-адресация 238.5 KB
  Заголовок IPпакета. В его задачу входит продвижение пакета между сетями от одного маршрутизатора до другого до тех пор пока пакет не попадет в сеть назначения. Заголовок IPпакета IPпакет состоит из заголовка и поля данных. Значение длины заголовка IPпакета также занимает 4 бита и измеряется в 32 битовых словах.
24431. Протокол ARP. Протокол ICMP. Протокол UDP 124 KB
  Протокол ARP. Протокол ARP: Для определения локального адреса MAC по IPадресу используется протокол разрешения адресов Address Resolution Protocol ARP. Существует два варианта работы APR: локальная сеть с поддержкой широковещания глобальная сеть без широковещения Рассмотрим работу протокола ARP в локальных сетях с широковещанием. Для решения этой задачи протокол IP обращается к протоколу ARP.
24432. Протокол TCP. Формат заголовка TCP 135.5 KB
  Протокол TCP. Формат заголовка TCP. TCP Transmission Control Protocol гарантированный протокол транспортного уровня с предварительным установлением соединения предоставляющий приложению надёжный поток данных дающий уверенность в безошибочности получаемых данных перезапрашивающий данные в случае потери и устраняющий дублирование данных. Протокол TCP взаимодействует через межуровневые интерфейсы с ниже лежащим протоколом IP и с выше лежащими протоколами прикладного уровня или приложениями.
24433. Принципы одноадресной маршрутизации. Структура и типы записей таблицы маршрутизации. Протоколы маршрутизации 72 KB
  Принципы одноадресной маршрутизации. Структура и типы записей таблицы маршрутизации. Протоколы маршрутизации. Полученная в результате анализа информация о маршрутах дальнейшего следования пакетов помещается в таблицу маршрутизации.