Biologie a genetika
pro bakaláře

Polymorfní geny

POLYMORFNÍ GENY jsou geny, které mají ? 2 alely, nebo geny, jejichž nejčastěji se vyskytující alela má frekvenci menší než 99 %.

MNOHOTNÝ ALELISMUS - gen může být u různých jedinců v populaci vyjádřen celým souborem různých alel (např. u genu kontrolujícího barvu srsti u myší, barvu očí u drozofil, u genu krevní skupiny systému AB0 u člověka).

KODOMINANCE - žádná z rozdílných alel v heterozygotním genotypu nepřevládá a obě se podílejí při tvorbě fenotypu stejnou měrou (např. u krevních skupin).

DĚDIČNOST KREVNÍCH SKUPIN U LIDÍ - u člověka je známo více než 30 systémů krevních skupin. Každý systém je přitom kontrolován jedním genovým lokusem nebo dvěma či více blízce příbuznými homologními geny s nízkou či nulovou pozorovatelnou rekombinací. Mezi nejvýznamnější patří systémy AB0, Rh či MNS. Určování krevních skupin u lidí bylo vysvětleno v kapitole Určování krevních skupin

Systém AB0 - systém AB0 je řízen jediným genem, který se nachází na chromozomu 9. Tento gen má tři základní alely (I^A, I^B, i). Alely I^A a I^B jsou navzájem kodominantní (tj. jsou-li u jedince-heterozygota přítomny obě současně, obě se také projeví ve fenotypu), alela i je vůči oběma předchozím recesivní. Alela I^A kóduje enzym, který z příslušného prekurzoru vytváří aglutinogen A, alela I^B obdobně vytváří aglutinogen B. Recesivní alela i kóduje variantu enzymu, která ztratila enzymatickou aktivitu.

Systém Rh (pojmenovaný podle aglutinace lidských červených krvinek sérem připraveným s použitím krve opic druhu makak rhesus) je definován jako systém asi 40 antigenů, z toho 5 hraje významnější roli (C, D, E, c, e). Nejsilnější a navenek se nejvíce projevující je antigen D, k němuž se vztahuje běžné používané označení "Rh faktor". Je-li přítomen, krev se označuje jako Rh+, v opačném případě Rh-. Přítomnost/nepřítomnost antigenu je determinována jediným genem, přičemž genotypy DD a Dd podmiňují fenotypový projev Rh+, genotyp dd podmiňuje fenotyp Rh-. V Evropě se udává následující zastoupení: 84 % Rh+, 16 % Rh- (v Asii ale např. zcela převládá Rh+).

Rh systém je spojen s patologickým stavem označovaným jako hemolytická nemoc novorozenců: pokud má žena Rh- potomka s mužem Rh+ (a dítě příslušnou alelu od otce zdědí), v jejím těle se vytváří protilátky anti-D, které pak mohou ohrozit nový Rh+ plod. U prvního těhotenství nic nehrozí, protože za normálních podmínek krvinky plodu neprocházejí přes placentu do krevního oběhu matky, a naopak. Při porodu však krvinky plodu s Rh+ mohou proniknout do krevního oběhu matky, tělo matky je rozezná jako cizorodou látku a začne tvořit protilátky anti-D. Ty pak zůstávají v těle matky a při dalším těhotenství mohou pronikat přes placentu do krevního oběhu plodu s Rh+, kde způsobují hemolýzu a poškození plodu. S každým dalším těhotenstvím se zvyšuje tvorba protilátek anti-D, proto i poškození plodů je větší a může dojít k odumření plodu. V současnosti se však používá účinná prevence: po porodu je matkám injekčně podán imunoglobulin (protilátka) anti-D, který naváže fetální erytrocyty v krevním oběhu matky dříve, než její imunitní systém začne protilátky sám aktivně produkovat.

Obvykle se spojuje systém AB0 se systémem Rh, např. A+, AB- apod.

DĚDIČNOST KREVNÍCH SKUPIN U KOČEK – u koček jsou rozeznávány tři krevní skupiny: A, B a AB. Krevní skupiny A a B jsou definovány jedním genem s dvěma alelami: dominantní A a recesivní b. Genotypy AA a Ab tedy vykazují krevní skupinu A, genotyp bb vykazuje krevní skupinu B. Krevní skupina AB je vzácná (méně než jedno procento) a její genetická determinace dosud nebyla zcela objasněna; jednou z možností je, že jde o jedince genotypu AB, u kterých hraje roli nějaký jiný gen, který umožní koexpresi obou alel. Novější studie navrhují, že se jedná o další recesivní alelu označovanou jako a^ab, která je vůči alele A recesivní a vůči alele b dominantní (existuje zde tedy alelová série A > a^ab > b). Znalost krevních skupin u koček je opět důležitá v případě nutnosti transfúze (možnost vzniku transfúzní hemolytické reakce) a z hlediska neonatální isoerytrolýzy u koťat. Při podání krve skupiny A příjemci s krevní skupinou B dochází během několika minut až hodin k destrukci erytrocytů skupiny A. Neonatální isoerytrolýza nastává zejména u koťat, která se narodila kočce s krevní skupinou typu B spářené s kocourem krevní skupiny typu A. Koťata s krevní skupinou A sice nejsou ovlivněna protilátkami z krve matky v průběhu březosti (u koček je placenta přirozenou bariérou). Problém nastává až po porodu, kdy koťata (s krevní skupinou A) z kolostra, kterým jsou po porodu vyživována, dostávají anti-A protilátky, které způsobí destrukci jejich erytrocytů. Hlavní prevencí je tedy zjištění krevní skupiny kočky a kocoura, se kterým bude kočka spářena.

DĚDIČNOST KREVNÍCH SKUPIN U PSŮ - u psů je rozlišováno sedm hlavních systémů krevních skupin, které jsou souhrnně označovány jako systém DEA (Dog Erythrocyte Antigen): DEA 1 až 7. Pro každý tento systém s výjimkou DEA 1 může být pes pozitivní (jeho erytrocyty nesou příslušný antigen) nebo negativní (antigen se na krvinkách nenachází). Některé z těchto antigenů se vyskytují téměř u všech psů (DEA 4 a 6 u 98 % pozitivních psů), jiné jsou velmi vzácné. Nejvýznamnější je systém DEA 1, rozpadající se do dvou subsystémů DEA 1.1 a DEA 1.2. Každý pes může být vzhledem k těmto subsystémům pozitivní v jednom z nich nebo negativní v obou; nemůže být dvojnásobně pozitivní. Psům DEA 1.1- se nikdy nesmí dávat krev DEA 1.1+, neboť hrozí podobný problém jako u Rh systému a to senzitizace a následná hemolýza při další transfúzi. Zajímavé je, že po senzitizaci antigenem DEA 1.1 hrozí hemolýza i při podání krve lišící se v jiném systému než DEA 1.

ÚKOLY - Polymorfní geny (viz úkoly)

Tyto výukové materiály byly spolufinancovány Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR.