Генетика групп крови и резус-фактора

Генетика системы Резус (Rh)

Система резус-фактора уступает по своей значимости только системе AB0. В ее основе лежит наличие белкового антигена на поверхности эритроцитов, который впервые был обнаружен у обезьян, а затем и у человека. Этот признак строго передается по наследству и остается неизменным на протяжении всей жизни.

Генетический контроль синтеза резус-антигенов осуществляют три пары неаллельных генов, которые тесно сцеплены между собой: Cc, Dd и Ee. Они располагаются в коротком плече первой хромосомы. Благодаря различным комбинациям этих аллелей в человеческой популяции может формироваться 27 уникальных генотипов.

Ключевую роль в определении резус-статуса играет ген D. Именно он детерминирует признак, который мы называем «резус-положительным». Наследование происходит по доминантному типу:

• Rh+ (резус-положительные): составляют около 85% популяции. Их генотип содержит хотя бы один доминантный аллель (DD или Dd).
• Rh- (резус-отрицательные): встречаются у 15% людей. Это состояние обусловлено исключительно рецессивной гомозиготой (dd).

Эффект положения генов и резус-фактор

Интересной особенностью наследования резус-фактора является эффект положения. Это специфическое взаимодействие неаллельных генов, при котором итоговый фенотип зависит от физического расположения генов в хромосоме. Впервые это явление описал американский генетик Альфред Стёртевант в 1925 году, изучая дрозофил, но оно ярко проявляется и у человека.

Поскольку доминантные гены C, D и E находятся в хромосоме в непосредственной близости друг от друга, их взаимная компоновка влияет на экспрессию белков. Возьмем двух пациентов с абсолютно идентичным генотипом CcDDEe. Несмотря на одинаковый набор аллелей, их фенотипические проявления будут отличаться в зависимости от расположения генов в паре гомологичных хромосом:

• Вариант А (компоновка C D E / c D e): на мембране эритроцитов синтезируется много антигена Е, но крайне мало антигена С.
• Вариант В (компоновка C D e / c D E): наблюдается обратная картина — вырабатывается мало антигена Е, но много антигена С.

Эпистаз и загадка Бомбейского феномена

Группы крови могут служить классическим примером эпистаза — такого типа взаимодействия, при котором ген из одной аллельной пары полностью подавляет работу гена из другой пары. Подавляющий ген называют ингибитором (I) или супрессором (Su).

Ярчайший пример рецессивного эпистаза — бомбейский феномен. В норме для формирования антигенов А и В требуется базовое вещество Н. Если человек является рецессивной гомозиготой по гену, отвечающему за это вещество (генотип hh), то молекула Н просто не образуется. Как следствие, даже при наличии генов второй или третьей группы крови, антигены А и В синтезироваться не могут. В крови определяется первая группа (0).

Из-за этого феномена в генетике встречаются парадоксальные случаи. Например, в семье, где мать фенотипически имела первую группу крови (но генетически несла аллель третьей группы и являлась гомозиготой hh — I^BI^Ohh), а отец имел вторую группу (I^AI^OHH), родилась дочь с четвертой группой крови (I^AI^BHh). Ребенок получил от матери доминантный ген H, который «разблокировал» скрытый ген I^B.

Существует и доминантный эпистаз. У человека по такому механизму наследуются некоторые ферментопатии (энзимопатии), например, фенилкетонурия (ФКУ) и галактоземия, при которых нарушается выработка жизненно важных ферментов.

Комплементарность и полимерия

Неаллельные гены могут взаимодействовать и другими способами, влияя как на разные, так и на один и тот же признак.

Комплементарное (дополнительное) взаимодействие подразумевает, что для проявления признака необходимо присутствие доминантных генов из разных аллельных пар. Классический пример — наследование слуха. Один доминантный ген отвечает за формирование слухового нерва, а другой — за развитие улитки. Если глухая женщина с генотипом AAbb (нет улитки) и глухой мужчина с генотипом aaBB (нет слухового нерва) заведут ребенка, он получит генотип AaBb. У него разовьются обе структуры, и слух будет абсолютно нормальным. Подобным образом кодируются и некоторые заболевания, такие как ретинобластома и нефробластома.

Полимерия — это ситуация, когда несколько неаллельных генов работают сообща, усиливая проявление одного признака. Чем больше доминантных аллелей в генотипе, тем ярче выражен признак.

Отличный пример полимерного наследования — цвет кожи. Если у обоих родителей шоколадный цвет кожи, их дети могут иметь черный, шоколадный или даже белый цвет кожи в зависимости от комбинации генов. К другим полимерным признакам человека относятся:

• рост и мышечная сила;
• цвет волос;
• величина артериального давления;
• умственные способности.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Механизмы комплементарного взаимодействия при ретинобластоме и нефробластоме
• Доминантный эпистаз на примере ферментопатий (фенилкетонурия, галактоземия)
• Полимерное наследование количественных признаков (рост, артериальное давление, интеллект)
• Регуляторные взаимодействия неаллельных генов

Другие темы раздела «Дополнительные темы»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.