Naslovnica Impresum Predgovor Sadržaj Pojmovnik Literatura

 

 

Ako gen ima više od dva alela na razini populacije govorimo o multiplim alelima odnosno o varijacijama jednog gena. Unutar genskog lokusa može na različitim mjestima doći do mutacija od kojih svaka daje novu varijaciju (novi alel), odnosno novi fenotip. Na taj način su nastali različiti i mnogobrojni alelni oblici gena koje nazivamo multipli aleli.
Diploidni organizam uvijek nosi po dva alela jednoga gena, a svaki alel se nalazi na jednom homolognom kromosomu. Međutim s povećanjem broja alela jednog gena u populaciji, povećava se i broj mogućih genotipova, dok broj fenotipova ovisi o tome jesu li aleli dominantni, nepotpuno dominantni ili kodominantni ili pak o interakcijama s drugim genima.
Npr. Ako gen ima 3 alela: W, wa, wb: moguće je 6 različitih kombinacija, dakle genotipova: WW, Wwa, Wwb, wawa,wawb, wbwb, a broj fenotipova ovisi o odnosu između alela.

Primjeri za multiple alele:

  1. Na X kromosomu vinske mušice nalazi se gen w, sa 12 alela na razini populacije, koji kontrolira boju očiju. Svaki od 12 alela daje različitu pigmentaciju oka od bijele do tamnocrvene boje divljeg tipa (bijelo - http://www.exploratorium.edu/exhibits/mutant_flies/white-eyes.gif, boja slonovače, biserno bijelo, boja breskve, boja višnje itd.).

  2. Na II kromosomu vinske mušice nalazi se gen vg koji kontrolira oblik i veličinu krila; jedna mutacija uzrokuje zakržljala krila (vg –vestigial = zakržljao; http://www.exploratorium.edu/exhibits/mutant_flies/short-wings.gif), a druga mutacija istog lokusa daje krila poput rogova (vga -antlered). Obje su mutacije recesivne u odnosu na divlji tip (vg+), a međusobno su nepotpuno dominantne (Slika 6.1.).

 

 

Slika 6.1. Nasljeđivanje mutacija za oblik krila vinske mušice.

 

  1. Gen za glukoza-6-fosfat-dehidrogenazu (G6PD) ima oko 300 alela u ljudskoj populaciji, no najčešće se javljaju dva alelna oblika: za favizam (često se javlja na području Mediterana) i za osjetljivost na antimalarijski lijek Primaquin (često se javlja u američkih crnaca).

  2. Boja krzna u kunića pod kontrolom je 4 alela u seriji sa specifičnom hijerarhijom dominacije, pa se stoga javljaju 4 različita fenotipa: agouti, činčila, himalajski i albino (Slika 6.2. a, b, c, d). Hijerarhija dominacije: C > cč > ch > c. Za 4 fenotipa moguće je 10 različitih genotipova: agouti CC, Ccč, Cch, Cc; činčila cčcč, cčch, cčcc; himalajski chch, chcc; albino cc.
  3. Autosterilnost (samoinkompatibilnost) u biljaka: gametofitska i sporofitska; genska kontrola samooplodnje.

  4. Krvne grupe sustava ABO

  5. Krvne grupe MN

  6. Rhesus krvne grupe

6.1. BOJA KRZNA KUNIĆA (Slika 6.2.)

Slika 6.2. Boju krzna u kunića kontroliraju 4 alela na razini populacije; nastaju 4 fenotipa: agouti (a), činčila (b), himalajski (c) i albino (d).

 

6.2. SAMOINKOMPATIBILNOST U BILJAKA (AUTOSTERILNOST) – pod kontrolom je alela S lokusa.

GAMETOFITSKA INKOMPATIBILNOST (Slika 6.3.) nastaje zbog prepoznavanja genotipa muškog gametofita (peludno zrno; haploidno!) od strane diploidnih stanica njuške i vrata tučka. Na površini njuške tučka nalaze se jednostanične papile koje luče glikoproteine antigenskog karaktera ovisno o genotipu S lokusa. Kada pelud padne na njušku tučka dolazi do izlaska S-ovisnih tvari koje se vežu za papile. U slučaju prepoznavanja (inkompatibilnosti) dolazi do inhibiranja zone rasta peludne mješinice zbog nakupljanja kaloze.

 

Slika 6.3. Gametofitska autosterilnost.

 

SPOROFITSKA INKOMPATIBILNOST (Slika 6.4.) - ponašanje peludnog zrna ne ovisi o njegovom genotipu već o genotipu muškog sporofita (diploidan!). Na ženskoj strani odgovor ovisi o stanicama njuške tučka koje su diploidne. Do prepoznavanja dolazi na njušci tučka u nekoliko minuta, tako da pelud niti ne proklije u peludnu mješinicu. Peludno zrno ima dvije ovojnice: unutarnju (intinu) koja je građena od pektoceluloze i vanjsku (eksinu) građenu od sporopolenina. Vanjska je ovojnica skulpturirana (http://www.ucmp.berkeley.edu/esem/pollen.gif; http://www.udel.edu/biology/Wags/b617/stereo/stereo12.gifi) i tijekom razvitka peludnog zrna u nju se umeću glikoproteini (ovisni o genotipu S lokusa muškog roditelja) iz stanica tapetuma (diploidno tkivo koje okružuje mikrosporocite, slika 6.5.).

 

Slika 6.4. Sporofitska autosterilnost.

 

 

 

Slika 6.5. Poprečni presjek kroz anteru; mikrospore u mikrosporangiju su okružene diploidnim tkivom kojeg čine stanice tapetuma.

 

 

6.3. KRVNE GRUPE

ABO sustav je jedan od dvadesetak sustava krvnih grupa čovjeka koji je pod genetičkom kontrolom. Krvna grupa ili fenotip određuje se na temelju antigena koji se nalaze na površini eritrocita.
Gen I kontrolira ABO sustav; to je gen s 3 alela u populaciji: IA, IB i IO.
Hijerarhija dominacije: (IA=IB)>IO.
Antigeni krvne grupe mogu potaknuti stvaranje specifičnih antitijela, velikih proteinskih molekula s kojima će reagirati tako što će doći do sljepljivanja eritrocita. U serumu se nalaze prirodna antitijela (anti A i anti B).
A i B antigeni su kratke molekule ugljikohidrata (lanac od 6 šećernih ostataka), a pod genetičkom su kontrolom lokusa I na kromosomu 9. Kratka antigenska molekula “strši” s površine eritrocita, a vezana je na membranu eritrocita.

Antigeni A i B razlikuju se u posljednjem šećeru; terminalna galaktoza antigena B razlikuje se od terminalnog n-acetilgalaktozamina antigena A (Slika 6.6.). Aleli IA i IB kontroliraju stvaranje enzima koji dodaju posljednji šećerni ostatak. Supstrat od 5 šećera na koji se veže posljednji šećer nazivamo H supstanca ili H antigen (Slika 6.6.); pod kontrolom je gena H/h smještenog na II kromosomu (primjer za recesivnu epistazu – Bombay efekt).
Antigeni A, B i H nalaze se i na površini nekih drugih stanica, a ne samo eritrocita. U čovjeka je važan i sekretor lokus koji je odgovoran za izlučivanje vodeno-topivih oblika antigena A, B i H u tjelesne tekućine poput suza, sline i sjemene tekućine. U populaciji je oko 78% osoba dominantno za taj gen (SeSe ili Sese); u osoba koje su recesivne sese nema sekrecije antigena.

 

Slika 6.6. Supstrat od 5 šećera čini H strukturu (lijevo) na koju se veže 6. šećer ovisno o genotipu I lokusa pa nastaje antigen A ili antigen B (desno).

 

Antigeni ABO sustava nalaze se na eritrocitima, a prirodna antitijela u serumu krvi (http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Image:ABO_blood_type.svg). Antigene supstance ABO sustava nisu ograničene samo na eritrocite čovjeka, one su zajedničke mnogim organizmima, uključujući i bakterije s kojima je čovjekovo tijelo u stalnom dodiru. Zbog svakodnevne izloženosti antigenima, naše tijelo proizvodi antitijela koja se nalaze u serumu. Princip određivanja krvne grupe zasniva se na imunološkoj reakciji istoimenog antitijela s antigenom (npr. anti-A s antigenom A; http://www.anselm.edu/homepage/jpitocch/genbio/morethan2all.JPG).

Ako je osoba recesivna za gen H (genotip hh) bez obzira na genotip I lokusa njen je fenotip krvna grupa O. To je primjer za recesivnu epistazu, a nazivamo ga još Bombay efekt jer je otkriven u Indijskom gradu Bombay-u.

 

 

KRVNE GRUPE MN

Također su primjer za multiple alele; iako se govori o dva glavna alela M i N postoji mnogo podvrsta unutar te dvije glavne grupe. U serumu čovjeka nema prirodnih antitijela na M i N antigene, tako da nema problema kod tranfuzije krvi. Da bi se odredile krvne grupe MN sustava potrebno je prirediti antiserume (anti M i anti N) tako da se kuniću (ili konju) ubrizgaju eritrociti čovjeka kako bi se potakla proizvodnja antitijela (imunizacija).

RHESUS KRVNE GRUPE

Otkrivene su 1940.; Landsteiner i Wiener su radili imunizaciju kunića ili zamorca ubrizgavanjem krvi majmuna vrste Macaca mulatta (http://www.abc.net.au/science/news/img/tetra.jpg); dobiveni antiserum može aglutinirati eritrocite čovjeka jer sadrži antitijela na antigen D koji se također nalazi na membrani eritrocita.
85% ljudske populacije nosi antigen D na eritrocitima i to su Rh+ osobe; 15% nema antigen D, to su Rh- osobe.
U Rh sustavu također nema prirodnih antitijela. Nasljeđivanje ovog gena prati Mendelov model nasljeđivanja gena s 2 alela; ipak aleli Rh gena pripadaju seriji multiplih alela budući da se imunološkim testovima mogu detektirati mnoge podvrste ova dva glavna tipa alela.
Postoji nekoliko različitih Rh+ antigena (razlikujemo ih prema antitijelima koja nastaju nakon ubrizgavanja krvi u eksperimentalnu životinju).

KRVNE GRUPE I TRANSFUZIJA

Kod transfuzije je najsigurnije dati istu krvnu grupu. Ako se krvne grupe ne podudaraju postoji opasnost da će eritrociti jedne ili obaju osoba biti aglutinirani (sljepljeni) zbog antitijela u serumu, a to se najčešće događa između eritrocita davatelja (donor) i seruma primatelja (recipijenta).
Donor daje malu količinu krvi (stanice) koja se miješa s velikom količinom krvi recipijenta; ako u serumu recipijenta postoje antitijela na antigene eritrocita donora te će stanice biti u potpunosti aglutinirane što će uzrokovati zastoj cirkulacije i smrt.
Ako serum donora sadrži antitijela na antigene recipijenta učinak je puno slabiji, jer se ta antitijela razrjeđuju u velikom volumenu krvi primaoca, a također će biti apsorbirana od drugih tkiva i tako brzo uklonjena iz cirkulacije.

Poznavanje krvnih grupa ABO i Rh sustava vrlo je važno u transfuziologiji. Najbolje je dati identičnu krvnu grupu, no ukoliko to nije moguće može se dati i krvna grupa O koja je univerzalni davatelj (jer nema antigene). Osobe krvne grupe AB su univerzalni primatelji jer u serumu te krvne grupe nema antitijela.


U Rh sustavu također je važno prilikom transfuzije dati istu krvnu grupu. Rh- osoba može tolerirati samo jednu Rh+ transfuziju; nakon toga zbog stvorenih Rh antitijela (senzibilizacija), druga Rh+ transfuzija može biti fatalna. Rh faktor također je važan i u trudnoći, jer može doći do određene inkompatibilnosti krvi majke i fetusa. Ako je primjerice majka Rh-, a dijete Rh+, a majka je otprije senzibilizirana (transfuzija ili trudnoća) majčina antitijela mogu prijeći kroz posteljicu, ući u djetetovu cirkulaciju te uzrokovati fetalnu eritroblastozu (uništavanje eritrocita, začepljivanje krvnih žila jetre, ulazak žučnih pigmenata u krvotok).

Ako majka nije senzibilizirana, neće se ništa dogoditi, jer većina fetalnih stanica prijeđe u majčinu cirkulaciju pred sam kraj trudnoće ili pri porodu. Za vrijeme trudnoće to se rijetko događa i jer je posteljica izvanredna barijera koja ne dopušta miješanje majčine i djetetove krvi.
Rh- majka se senzibilizira pri porodu te stoga mora nakon poroda primiti injekciju Rh antitijela koja će uništiti fetalne stanice s D antigenom koje su ušle u njenu cirkulaciju.

Poznavanje krvnih grupa važno je i u isključivanju/dokazivanju očinstva ili pak kod sumnje na ubojstvo.
Postoji još najmanje 12 gena koji kontroliraju manje poznate i manje važne sustave krvnih grupa (Kell, Lutheran, Duffy, Kidd, Lewis itd. – po imenima porodica u kojima su prvi puta nađene).

 

6.4. SAŽETAK