TEKST
Znak liczby (#) jest używany z tym wpisem, ponieważ system grup krwi ABO jest oparty na zmienności w genie ABO (110300) na chromosomie 9q34.2.
Opis
System ABO, odkryty w 1900 r. przez Landsteinera (1900), jest jednym z najważniejszych systemów grup krwi w medycynie transfuzjologicznej. Układ ABO składa się z antygenów A i B oraz przeciwciał przeciwko tym antygenom. Istnieją 4 główne grupy w układzie ABO (A, B, AB i O), które wynikają z 3 głównych alleli (A, B i O) genu ABO (110300). Dodatkowe podgrupy ABO są wytwarzane przez dziesiątki alleli podgrup ABO. Antygeny A i B są raczej węglowodanami niż antygenami białkowymi i są syntetyzowane w serii reakcji katalizowanych przez glikozylotransferazy. Ostatni etap ich biosyntezy jest katalizowany przez glikozylotransferazy A i B, które są kodowane odpowiednio przez allele A i B genu ABO. Osoby z grupą krwi O nie wytwarzają funkcjonalnych glikozylotransferaz A lub B i dlatego nie posiadają antygenów A i B. W przeciwieństwie do wielu innych układów grup krwi, obecność naturalnie występujących przeciwciał przeciwko antygenom A i B u osób, które nie wykazują ekspresji tych antygenów, powoduje niekorzystne i potencjalnie śmiertelne skutki przy pierwszej niedopasowanej transfuzji. Ponieważ antygeny A i B istnieją w komórkach innych niż czerwone krwinki, dopasowanie ABO jest również ważne w transplantacji komórek, tkanek i organów, a grupy krwi ABO są ważne w medycynie sądowej (przegląd Yamamoto, 2004).
Dziedziczenie
W swoim przeglądzie Yamamoto (2004) zauważył, że allele A i B układu ABO są kodominujące w stosunku do recesywnego allelu O.
Genetyka molekularna
Yamoto i wsp. (1990) wykryli pasma w hybrydyzacji Northern mRNA z linii komórkowych wyrażających antygeny A, B, AB lub H, sugerując, że sekwencje genów ABO mają tylko minimalne różnice i że niezdolność genu O do kodowania transferaz A lub B jest prawdopodobnie spowodowana różnicą strukturalną, a nie niepowodzeniem w ekspresji transferaz A lub B. Yamamoto et al. (1990) wykazali, że komórki o fenotypie O, należące do grupy histo-krwi, wyrażają wiadomość podobną do tej, którą przekazują allele A i B. Rzeczywiście, odkryli oni, że allel O jest identyczny w sekwencji DNA z allelem A, z wyjątkiem jednobazowej delecji, 258G, w regionie kodującym blisko N-końca białka (110300.0001). Delecja ta przesuwa ramkę odczytu, powodując translację zupełnie innego białka. Jest zatem mało prawdopodobne, aby osobniki O wyrażały białko immunologicznie związane z transferazami A i B, co zgadza się z brakiem białek reagujących krzyżowo w komórkach O, gdy stosowane jest specyficzne przeciwciało monoklonalne skierowane na rozpuszczalną transferazę A. Yamamoto i wsp. (1990) podali również substytucje pojedynczych zasad odpowiedzialne za 4 substytucje aminokwasowe, które odróżniają glikozylotransferazy A i B. W ten sposób polimorfizm ABO, odkryty przez Landsteinera (1900), został ostatecznie wyjaśniony 90 lat później.
Ugozzoli i Wallace (1992) zastosowali PCR specyficzny dla alleli do oznaczania grupy krwi ABO. Johnson i Hopkinson (1992) wykazali, że można zastosować PCR, a następnie elektroforezę w żelu gradientowym denaturującym (DGGE) do szybkiej identyfikacji 6 głównych genotypów ABO. Procedura ta wyróżniła również dotychczas nieopisane polimorfizmy związane z allelami O i B, podnosząc w ten sposób zawartość informacji o locus jako markerze genetycznym z 3 do 70%. Podkreślono również jego przydatność w badaniach asocjacji chorób oraz w identyfikacji sądowej.
Zobacz 110300, aby uzyskać informacje na temat możliwych związków grup krwi ABO z podatnością na choroby zakaźne, podatnością na raka trzustki i poziomem rozpuszczalnej selektyny E (SELE; 131210) we krwi.
Historia
ABO był pierwszym odkrytym systemem grup krwi, przez Landsteinera na początku XX wieku (Landsteiner, 1900). Występowanie naturalnych przeciwciał pozwalało na identyfikację typów krwinek czerwonych poprzez aglutynację krwinek czerwonych po zmieszaniu z surowicą niektórych, ale nie wszystkich innych osób. Początkowo alternatywnymi hipotezami genetycznymi były głównie (1) wiele alleli w jednym locus, oraz (2) dwa loci z dwoma allelami każdy, jeden locus określający A i nie-A oraz drugi B i nie-B. Zastosowanie zasady Hardy’ego-Weinberga do danych populacyjnych przez Felixa Bernsteina (1878-1956) i analiza danych rodzinnych wykluczyły drugą alternatywę i ustaliły pierwszą. Crow (1993) dokonał przeglądu tej historii. Wprowadził on swój przegląd następującymi słowami: 'Przyzwyczajeni, jak jesteśmy teraz do tysięcy polimorfizmów przydatnych jako markery ludzkich chromosomów, trudno sobie uświadomić, że w pierwszym ćwierćwieczu mendelizmu był tylko jeden dobry marker. Jest to tym bardziej niezwykłe, że jego prosty sposób dziedziczenia nie został zrozumiany, dopóki cecha nie była znana od 25 lat.”
Rozwój w latach 50. i 60. obejmował (1) wykazanie związków pomiędzy poszczególnymi zaburzeniami (choroba wrzodowa, rak żołądka, choroba zakrzepowo-zatorowa) a poszczególnymi fenotypami ABO, oraz (2) odkrycie biochemicznej podstawy swoistości ABO. Wiadomo, że allele A i B determinują specyficzny enzym przenoszący glikozyle. Specyfika enzymu tworzonego przez allel A polega na dodawaniu jednostek N-acetylogalaktozaminozylowych do końców łańcuchów oligosacharydowych w końcowych etapach syntezy makromolekuły grupy krwi ABO. Enzym determinowany przez allel B może różnić się od tego determinowanego przez allel A tylko jednym aminokwasem, ale jego funkcją jest dodawanie jednostek D-galaktozylowych do końca. Allel O wydaje się być pozbawiony funkcji.
W sposób podobny do wyjaśnienia pochodzenia grup krwi ABO, polimorfizm colorblindness, który można powiedzieć, że został opisany po raz pierwszy przez Johna Daltona w 1798 roku, został wyjaśniony w kategoriach molekularnych w 1986 roku (patrz 303800), a pomarszczony/okrągły polimorfizm groszku ogrodowego, który został zbadany przez Mendla (1865), został wyjaśniony na poziomie molekularnym przez Bhattacharyya et al. (1990). Cecha pomarszczona nazywana jest „rugosus” (symbol r); nasiona grochu o genotypie RR lub Rr są okrągłe. W pomarszczonych nasionach brakuje 1 izoformy enzymu rozgałęziającego skrobię (SBEI), obecnego w nasionach okrągłych. Bhattacharyya i wsp. (1990) wykazali, że gen SBEI w genotypie rr jest przerwany przez insercję 0,8-kb, która wydaje się być elementem transpozycyjnym. Utrata aktywności SBEI prowadzi do zmniejszenia syntezy skrobi, czemu towarzyszy brak konwersji amylozy do amylopektyny. W nasionach rr poziom wolnej sacharozy jest wyższy niż w nasionach RR, co najwyraźniej prowadzi do obserwowanego wyższego ciśnienia osmotycznego, a tym samym wyższej zawartości wody. Nasiona te tracą większą część swojej objętości podczas dojrzewania, co skutkuje fenotypem pomarszczonym. Zobacz komentarz Finchama (1990).
W badaniach rodzinnego wariantu chromosomalnego 15p+, Yoder et al. (1974) obliczyli wynik lod 1,428 przy theta 0,32 dla powiązania między regionem p+ a locus grupy krwi ABO. To sugerowane powiązanie z 15p nie utrzymało się później.
Okazjonalnie, matka O i ojciec AB mogą urodzić dziecko AB. Interpretacja jest cis-AB, tj. oba allele na tym samym chromosomie, lub allel z obu specyficzności. Hummel i wsp. (1977) prześledzili takie zjawisko przez 3 pokolenia. Dziedziczony mozaicyzm w układzie ABO obejmuje sytuację, w której w autosomalnym dominującym wzorcu rodowodowym członkowie rodziny wykazują mozaicyzm komórek A i komórek O lub komórek B i komórek O. Powstaje wówczas wzór aglutynacji „mieszanego pola”. Fenotyp ten jest prawdopodobnie spowodowany raczej przez słaby allel niż przez gen modyfikujący. Bird et al. (1978) stwierdzili, że w rodzinie z mozaiką B-O osoby dotknięte chorobą miały niski poziom specyficznej transferazy B. Ciekawostką było to, że jedna klasa komórek miała prawie normalny antygen B, podczas gdy druga klasa nie miała go wcale.
Watkins et al. (1981) dokonali przeglądu dowodów w celu obalenia argumentów, że geny kodujące dla związanej z antygenem A alfa-3-N-acetylo-D-galaktozaminylotransferazy i związanej z antygenem B alfa-3-D-galaktozylotransferazy nie są alleliczne. Zasugerowali oni, że ostateczna odpowiedź może wymagać oczekiwania na wyizolowanie czystych enzymów w ilościach wystarczających do sekwencjonowania aminokwasów i zbadania miejsc aktywnych (lub, można by dodać, sekwencjonowania samych genów). Wykazanie immunologicznej homologii tych dwóch transferaz wskazuje, że różnice w strukturze tych dwóch enzymów są stosunkowo niewielkie, a zatem nie są niezgodne z tymi, których należy oczekiwać od produktów genów allelicznych. Yoshida i wsp. (1982) stwierdzili, że allel grupy krwi A może przyjmować jedną z 3 powszechnych form, A1, A2 i Aint (dla pośredniej), z których każda określa inny typ transferazy GalNAc grupy krwi.