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

55766. Як розмовляти, щоб тебе розуміли 43 KB
  Мета: ознайомити дітей з основними правилами спілкування; вчити застосовувати їх у житті; залучати учнів до рольового моделювання з метою набуття власного досвіду...
55767. Стилизация в декоративной росписи 1.15 MB
  Цель: продолжить знакомство учащихся с декоративно-прикладным искусством петриковской росписи; Ознакомить со стилизацией учить выполнять стилизованные декоративные изображения...
55768. Петриківський розпис. Композиція «Задрімали на калині золоті жар-птиці» 52 KB
  Мета уроку: розширити поняття про види декоративноприкладного мистецтва ознайомити з традиціями і технікою петриківського розпису формувати уміння та навички посильного виконання елементів розпису...
55769. Суспільно – політичне життя й політична боротьба в Україні 1953 – 1964 рр. 444.5 KB
  Обладнання: підручник хрестоматія настінна карта атласи фрагменти відеофільмів Хрущов на XX з’їзді КПРС Усунення М. Основні поняття і терміни: десталінізація реабілітація відлига Програма КПРС. XX з’їзд КПРС; 1957 р. ухвалення нової Програми КПРС; 1963 р.
55770. Утворення давньоруської держави, її значення в історії українського народу 139 KB
  Але ці слабкості були настільки непомітними що неозброєним оком їх не побачиш тому що їх затьмарює відвага войовничість хоробрість простота мудрість і любов до рідної землі; по-друге вся діяльність князя була спрямована на зміцнення...
55771. You are what you eat. Ви є те, що ви їсте 466.5 KB
  Welcome to McDonald’s, dear friends! Nice to meet you here! We’re not going to eat here, but see how they prepare the meals. What are the most popular dishes at McDonald’s? How do we call the lunch box at McDonald’s?
55772. Системи лінійних рівнянь 1.77 MB
  При вивченні цієї теми учні отримують новий потужний апарат розв’язання задач який буде використовуватись і далі. Використання цієї програми дає змогу вчителю значно...
55774. Внеклассное мероприятие по французскому языку 64.5 KB
  Bonjour mesdmes et messieurs Dns un instnt on v commencer Instllezvous dns votre futeil bien gentiment Доброго дня пані та панове За мить ми розпочнемо Розташовуйтесь зручніше ujourd’hui nous nous sommes reunit pour jouer un peu et bien sûr pour svoir qui est plus intelligent prmi les onzièmes clsses. Permettezmoi de vous présenter des équipes : Дозвольте вам представити команди: L’équipe de 11 clsse ___________________ le chef est _______ Команда 11а класу Кістка вишні командир Тімченко Поліна L’équipe de 11B clsse...