Аллоантигены крови человека

Аллоантигены крови
человека
Раздел большого практикума
для бакалавров биологии
профиль «Генетика»
АЛЛОАНТИГЕНЫ
это собственные антигены индивидуума,
маркирующие:
организм в целом
отдельные структурные части организма
этапы дифференцировки клеток и тканей,
индивидуальные различия внутри одного вида
и т.д.
ЗАЧЕМ ИЗУЧАТЬ
АЛЛОАНТИГЕНЫ ?
ЭТО ИНСТРУМЕНТ !!!
ИНСТРУМЕНТ
ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЕНОФОНДА
ЭВОЛЮЦИИ
ОНТОГЕНЕЗА
МАРКЕРНЫЙ МЕТОД
в генетике
МАРКЕРЫ
КЛАССИЧЕСКИЕ
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ
Аллоантигены
крови
Аутосомные ДНК
Белки и
ферменты
Митоходриалная ДНК
Y-хромосома
Фундаментальные аспекты.
Антропогенез.
http://magic-way2005.narod.ru/gominid.htm
Происхождение человека
Схема эволюции гоминид (на пороге 21 века)
Австралопитек
грацильный
Гоминиды (от лат. homo - человек ),
семейство отряда приматов
Австралопитек
робустный
из статьи Лотара Френца (GEOWISSEN, 1998, Sept.),
Род Homo
Схема эволюции гоминид (начало 21 века)
http://humanorigins.si.edu/
Проблема заселения планеты
Homo sapiens и расы
ПОЛИЦЕНТРИЧЕСКАЯ
человек современного типа независимо
развился в нескольких районах из местных
популяций H.erectus.
МОНОЦЕНТРИЧЕСКАЯ
совр. человек появился в каком-то районе
(в Африке), оттуда он расселился по всему
Старому Свету, вытеснив (истребив) всех
архаичных людей - питекантропов и
неандертальцев. Молекулярные данные
свидетельствуют в пользу второй
гипотезы - единого происхождения
H.sapiens примерно 150-200 тысяч лет
назад.
Миграции древних людей и заселение
планеты
Человеческие расы
Это исторически сложившиеся группировки
(группы популяций) людей внутри вида
Homo sapiens sapiens.
Расы отличаются друг от друга
второстепенными физическими
особенностями – цветом кожи,
пропорциями тела, разрезом глаз,
структурой волос и т. д.
Проблема контактов древних
людей и гипотезы расогенеза
ПОЛИЦЕНТРИЧЕСКАЯ - расы возникли
независимо друг от друга от разных
предков и в разных местах. Расовые
различия современных людей
унаследованы от H.erectus
МОНОЦЕНТРИЧЕСКАЯ – постулирует
общность происхождения, социальнопсихического развития, а также одинаковый
уровень физического и умственного
развития всех рас, возникших от одного
предка, т.к. различия между расами
Неандерталец и кроманьонец. касаются второстепенных признаков
Рисунок Н.Ковалева.
Фундаментальные аспекты.
Геногеография
Направление генетики, изучающее
географические особенности распространения
генетических признаков
Генофонд – геногеография
1928 г.
 ввел в научную терминологию
понятие «ГЕНОФОНД»
А.С. СЕРЕБРОВСКИЙ
1962 г.
Ф. Фогель и Г. Петтенкофер высказали гипотезу о том, что
закономерности в географическом распределении групп
крови системы АВО – результат эпидемий оспы и чумы.
Они подтвердили этот факт путем сравнения карты
распространения антигенов групп крови с территориями
эпидемий чумы и оспы и установили поразительные
параллели: там, где прокатилась чума, она избирательно
«выкосила» людей с антигеном крови 0. Так же
«потрудилась» над отбором людей по группам крови и оспа
— вымерли в основном лица с группой крови А.
Частота гена 0 групп крови
системы АВ0
Частота гена А групп крови
системы АВ0
Частота гена В групп крови
системы АВ0
Классы
маркеров
Квазигенетические
маркеры – фамилии
Фундаментальные аспекты.
Генетические исследования.
РЕЗЮМЕ
Благодаря групповым системам крови у человека
впервые
были открыты аутосомальные сцепления генов
(система Лютеран и выделительства),
картирован ген наследственного онихоартроза
(система АВО),
найдена аутосомная локализация генного локуса на
хромосоме (система Даффи)
Прикладные аспекты
Маркерный метод в практике
Практическое применение
ЭТИ СИСТЕМЫ НАШЛИ ШИРОКОЕ
ПРИМЕНЕНИЕ
 этнической антропологии
 эпидемиологии
 медицинской и популяционной генетике
 трансфузиологии
 трансплантологии
 судебной медицине.
ОЦЕНКА РИСКОВ
БЕРЕМЕННОСТЬ И РОДЫ
ПОДВЕРЖЕННОСТЬ БОЛЕЗНЯМ
ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ
ЭКСПЕРТИЗА
Аллоантигены
Введение в проблему
Классификация
(по функциональной значимости)
 видоспецифичные
 индивидуальноспецифичные
 стадиоспецифичные
 органоспецифичные
 тканеспецифичные
 антигены специфичные для определенных
патологических состояний или образований
Индивидуальноспецифичные
антигены (классификация по локализации)
 Клеточные факторы – это аллоантигены,
расположенные на мембранах эритроцитов,
лейкоцитов, тромбоцитов и так далее
 Сывороточные факторы – это аллоантигены белков
плазмы крови
Группы крови
нормальные иммуногенетические признаки крови,
представляющие собой определенные сочетания
групповых изоантигенов (агглютиногенов) в эритроцитах
с соответствующими им антителами в плазме
Хронология развития
представлений об аллоантигенах
 1901 г. – открытие первой системы эритро-цитарных
аллоантигенов (АВО). До 1955 года понятие «группы
крови» отождествлялось с аллоантигенами,
находящимися на строме эритроцитов.
 1955 г. – открытие генетического полиморфиз-ма белка
сыворотки крови гаптоглобина (Нр). Область, включенная
в это понятие, расшири-лась и стала также включать
сывороточные протеины.
Хронология развития
представлений об аллоантигенах
 1958 г. – открыты лейкоцитарные антигены.
 1959 г. – тромбоцитарные аллоантигены.
 1968 г. – в эритроцитах человека выявлен целый ряд
ферментов – ферментных групп эритроцитов.
Аллоантигены. Характеристики
 наследуются
 не изменяются в течение жизни
 их сочетание индивидуально для каждого человека
 одинаковые комбинации аллоантигенов, учитывая
число возможных сочетаний, крайне редки, за
исключением однояйцовых близнецов, групповые
аллоантигены которых идентичны
Общие положения
Кровь – внутренняя среда организма
Общие положения
Кровь
внутренняя среда организма
форменные
элементы –
клетки
жидкая фракции
– плазма
Общие положения
Плазма
содержит клеточные элементы, заключена в
кровеносной системе, циркулирует благодаря
деятельности сердца и участию экстракардиальных
факторов
Клетки крови
Схема кроветворения
Клетки крови. Тромбоциты
Участвуют в процессах свертывания крови
 у позвоночных тромбоциты содержат ядро
 у млекопитающих – безъядерные.
 срок жизни от 8 до 11 суток.
Клетки крови. Лимфоциты
Участвуют в иммунных реакциях. Это ядросодержащие
гетерогенные клетки.
 Т- и В-лимфоциты
 Срок жизни от 3 – 7 суток до десятков лет
Клетки крови. Лейкоциты
Лейкоциты участвуют в реакции воспаления.
 Выделяют моноцитарные и гранулоцитарные формы
Лейкоцитарная формула
(Процентное соотношение разных видов
лейкоцитов)
ГРАНУЛОЦИТЫ
Нейтрофилы
Юные
Палочкоядерные
Сегменто
ядерные
0-1
2–5
55 - 68
Базофилы
0–1
АГРАНУЛОЦИТЫ
Эозинофилы
Лимфоциты
Моноциты
2–4
23 – 35
5-8
Клетки крови. Эритроциты
Эритроциты обеспечивают транспорт О2 и СО2.
Эритроцит. Разнообразие
 У птиц, пресмыкающихся, земноводных и рыб содержат ядра,
у млекопитающих – зрелые формы – безъядерные.
 Срок жизни эритроцитов человека составляет около 120 дней.
человека
птиц
Эритроцит. Морфология
ЗРЕЛЫЙ ЭРИТРОЦИТ МЛЕКОПИТАЮЩИХ
безъядерная клетка в форме двояковогнутого диска
лишенная цитоплазматических органелл, диаметр
эритроцита около 8 мкм
Эритроцит. Свойства
Особенности строения, размеры, способность
изменять и восстанавливать свои объем и форму
позволяют эритроцитам проникать в самые
отдаленные участки микроциркуляторного русла и
проходить через каналы размером 2-3 мкм.
Эритроцит. Структура
состоит из тонкой, одинаковой на всем протяжении
замкнутой мембраны наполненной гемоглобином,
который составляет около 98% от массы белков
цитоплазмы эритроцита.
Эритроцит. Гены Hb
Гемоглобиновые гены локализованы на 11 и 16
хромосомах человека.
Эритроцит. Мембрана
обладает рядом важных свойств для поддержания
нормального функционирования клетки
определяет иммунологические свойства эритроцитов
Мембрана эритроцита. АГ
Важную роль в этом играют аллоантигены, локализованные на
мембране. Сейчас известно около 500 антигенов, относящихся
примерно к 75 генетическим системам. Это системы АВО, Rhesus и
другие, обуславливающие ауто- и изосенсибилизацию.
Классификация аллоантигенов
эритроцитов
I. Системы групп крови – объединяют антигены контролируемые
тесно связанными генетическим локусами с не выявленной или
небольшой рекомбинацией между ними. В настоящее время
известны 23 системы групп крови, объединяющие 194
аллоантигена, с нумерацией согласно хронологии их открытия.
II. Коллекции групп крови – содержат серологически, биохимически
или генетически родственные антигены, характеристики которых
не соответствуют критериям системы. Известно 5 коллекций,
содержащих 11 антигенов.
III. Редко встречающиеся антигены – это около 37 антигенов,
распространенность которых в популяции не превышает 1 %.
IV. Часто встречающиеся антигены – 14 антигенов,
распространенность которых в популяции превышает 90%.
Системы групп крови эритроцитов
№
системы
Наименование
системы
Обозначение
системы
Хромосомная
локализация
001
ABO
ABO
9q34.1-q34.2
002
MNSs
MNSs
4q28-q31
003
P
P
22q11.2-qter
004
Rhesus
Rh
1q36.2-q34
005
Lutheran
Lu
19q12-q13
006
Kell
Kel
7q33
007
Lewis
Le
19q33
008
Duffy
Fy
1q22-q23
009
Kidd
Jk
18q11-q12
010
Diego
Di
17q12-q21
011
Yt
Yt
7q22
012
Xg
Xg
Xp22.32
013
Scianna
Sc
1p36.2-p22
Физиологическая роль аллоАГ
 транспортные и мембранные каналы
 рецепторы для экзогенных лигандов и
микроорганизмов
 молекулы адгезии
 ферменты
 структурные белки
Тестирование аллоАГ
Основные методы тестирования
Реакция агглютинация с применением стандартных
тест-сывороток и моноклональных аетител