Иммуногенетика
18.11.2014
Иммуногенетика — по раздел генетики, который изучает наследственную обусловленность иммунологических реакций организма (взаимодействие антигенов с антителами, совместимость тканей при пересадке органов и т. д.). Иммуногенетика оказалась звеном между иммунологией и генетикой.
Антигены — генетически чужеродные дли организма вещества (вирусы, микроорганизмы, клетки крови, белки и т. д.), вызывающие при их введении в организм иммунологическую реакцию — образование антител.
Антитела (иммуноглобулины) — белки, образующиеся в организме при воздействии антигенов. Они взаимодействуют со строго определенными антигенами.
На поверхности эритроцитов располагаются эритроцитарные антигены, которые в течение жизни организма не изменяются. Взаимодействие антигена с антителами проявляется либо в слипании эритроцитов (реакция агглютинашии), либо в их осаждении (реакция преципитации), либо в разрушении их ободочек и выходе из них гемоглобинов и раствор (реакция гемолиза). Для обнаружения антигенов готовят сыворотки, содержащие определенные антитела, с по мощью которых определяют антигенный состав эритроцитов.
Отдельные антигены или их сочетания, которые передаются от родителей к потомкам как наследственные единицы, называют группами крови. Генетическая система групп крови — совокупность групп крови, которые обусловливаются антигенами, контролируемыми аллелями одного локуса.
Например, у человека в 1900 г. была открыта система крови АВО. В сыворотке крови людей, относящихся к нулевой группе, содержатся естественные антитела к эритроцитарным антигенам групп А и В. которые при взаимодействии с последними агглютинируют их. Генотипы этой системы — 00, АА, А0, ВВ, В0, АВ; фенотипы — 0, А, В, АВ, что соответствует группам крови I, И, III, IV. Генетические системы групп крови и антигены обозначают прописными и строчными буквами латинского алфавита с надстрочными и подстрочными индексами. Эритроцитарные антигены наследуются по типу кодоминирования.
Наряду с системой крови АВО у человека имеется система резус. Около 85 % людей резус-положительные (Rh+), остальные же 15 % — резус-отрицательные (Rh-). Генетические исследования показали, что ген D обусловливает образование на поверхности эритроцитов человека специфического белка — антигена и доминирует над геном d. Если в супружеской паре муж резус-положительный (DD), а жена резус-отрицательная (dd) то плод будет резус-положительный (Dd). Его эритроциты, проникая через плаценту матери в организм, вызывают образование антител, которые, в свою очередь, попадая в кровяное русло эмбриона, разрушают его эритроциты. Это явление получило название резус-конфликта. Современные методы диагностики и профилактики резус-конфликта у человека позволяют избежать тяжелых последствий для ребенка.
При несходстве некоторых эритроцитарных антигенов возникает так называемая гемолитическая болезнь жеребят и поросят. В отличие от человека, когда антитела, выработанные матерью, проникают через плаценту и разрушают эритроциты эмбриона во время беременности, у кобыл и свиноматок плацента не пропускает антитела к эмбрионам, и они накапливаются в молозиве. После родов антитела с молозивом матери из желудочно-кишечного тракта жеребят и поросят попадают в кровяное русло новорожденных и начинают разрушать их эритроциты. Жеребята рождаются внешне здоровыми, но через сутки у них проявляются признаки желтухи: они становятся вялыми, снижается число эритроцитов. В течение 3—4 дней такие жеребята погибают, если их не отнять от родных матерей. При вынужденном отъеме жеребенка можно закрепить задругой лактирующей кобылой или искусственно кормить его в течение двух суток. За этот период проницаемость желудочно-кишечного тракта для антител резко снижается, и жеребенка возвращают к родной матери.
В настоящее время разработаны методы определения иммуногенетической несовместимости в коневодстве и свиноводстве (которые особенно важно использовать на крупных свиноводческих комплексах), что позволяет предупреждать гемолитическую болезнь жеребят и поросят.
Системы антигенов локусов групп крови и антигены с 1928 г. принято обозначать буквами латинского алфавита — А, В, С и т. д. Когда Пук вы алфавита были исчерпаны (только у крупного рогатого скота более 100 антигенов), стали использовать эти же буквы со штрихом А', В', С' и т. д. Отсюда антигенные факторы А и А', В и В', С и С не являются родственными. Родственные антигены, составляющие серологические подтипы, обозначают латинскими буквами с арабскими цифрами внизу и справа: А1, А2, О1, О2 и т. д. Иногда антиген обозначают двумя буквами: строчной и прописной. Например, некоторые антигены свиней записывают гак: Еа, Ее, Еd.
Антигены некоторых систем образуют группы с определенной комбинацией входящих антигенов — феногруппы. Каждой системе присваивают определенное буквенное обозначение.
К настоящему времени открыто несколько иммуногенетических систем у разных видов животных: у крупного рогатого скота — 13 (табл. 7.1). свиней — 17, овец — 16, лошадей — 9.
Благодаря иммуногенетическому анализу можно проследить наследование групп крови при чистопородном разведении, разделении по линиям, а также при использовании инбридинга, когда необходимо выявить вероятность перехода некоторых генов а гомозиготное состояние.
На двух родословных представлено наследование групп крови при инбридинге (табл. 7.2 и 7.3).
Племенной бык Мох 175 (см. табл. 7.2) имеет степень инбридинга III—II на Воротку (коэффициент инбридинга 0,06). корова Волокуша 8890 (см. табл. 7.3) имеет степень инбридинга 11—11 (коэффициент инбридинга 0,12). го есть ее коэффициент инбридинга в 2 раза больше, чем у быка Моха 175. При анализе по группам крови оказалось несколько другая картина: Волокуша не унаследовала группы крови общего предка — коровы Воротки, а племенной бык Мох унаследовал группы кропи коровы Воротки как со стороны матери, гак и со стороны отца. Это еще раз показывает, что коэффициент инбридинга характеризуй только вероятность перехода генов в гомозиготное состояние.
Многие исследователи пытаются связать группы крови с продуктивностью сельскохозяйственных животных, резистентностью к болезням. Например, гетерозиготные состояния по некоторым группам крови сопровождаются лучшей энергией роста, жизнеспособностью и т. д.
С помощью групп крови корректируют подбор животных, чтобы избежать гемолитической болезни жеребят и поросят.
В пределах породы, вида животные различаются но одним и тем же типам белка, то есть наблюдается белковый полиморфизм. Основа полиморфизма — множественный аллелизм генов. Синтез белков контролируется генами, тип белка с возрастом не изменяется, не зависит от внешней среды. Наследование генов, определяющих полиморфизм белков, происходит но типу коломинирования, как и групп крови. Основным методом изучения полиморфизма белков и ферментов является электрофорез. Были обнаружены наследственные различия по типам гемоглобина, белкам сыворотки крови (трансферрин, церуплазмин и др.). молока (казеин, глобулин и др.), куриных чип (трансферрин, альбумин, глобулин и др.).
В настоящее время ведется селекция племенных быков с учетом типа каппа-казеина и молоке их дочерей. Установлена связь между типом каппа-казеина и качеством получаемого из такого молока сыра. Ген каппа-казеина имеет два аллеля: А и В Высококачественные сорта сыра получают из молока коров, имеющих генотип ВВ.
В эритроцитах животного могут содержаться только те антигены, которые были у родителей. Для контроля достоверности происхождения можно определить антигены родителей и потомков и установить истинность происхождения. Можно провести иммуногенетический анализ близнецов. Монозиготные (однояйцевые) близнецы всегда одного пола и имеют одинаковые группы крови, дизиготные (двуяйцевые) могут быть разного пола и иметь разные группы крови. С помощью групп крови изучают эволюцию и происхождение пород. Подтверждено генеалогическое родство черно-пестрого голландского и холмогорского скота.
В таблице 7,4 приведены группы крови племенных животных. Анализируя наследование эритроцитарных антигенов, очевидно, что племенной бык Кодон 5448 не может быть генетическим родителем телки 981, так как его антигены по системам крови В и С не соответствуют антигенам потомка. Во втором случае иммуногенетическая экспертиза подтвердила достоверность происхождения телки 1116: по всем системам крови у нее наблюдается совпадение антигенного состава с родителями. В связи с этим можно сделать вывод, что телка 1116 имеет истинных генетических родителей.
