илглюкозамин — галактоза (альфа-Н-ацетилгалактозамин) — фукоза и галактоза — альфа-Н-ацетилглюкозамин — галактоза (галактоза) — фукоза.
На самом деле, ситуация много, много сложнее. Так называемые антигенные детерминанты есть не что иное, как цепочки, состоящие из моносахаров, типа, глюкозы, фруктозы, фукозы, галактозы и т. д. Эти цепочки присоединены к мембранным белкам, локализованным на плазматической мембране эритроцитов. Думаю, что точно такие же антигенные детерминанты должны быть и на плазматической мембране лейкоцитов, потому что все мембранные белки, идущие на плазматическую мембрану, проходят через пластинчатый комплекс Гольджи, где к ним присоединяется полисахаридная цепь.
Здесь располагается множество белков, так называемых ферментов гликозилирования. Именно эти белки отрезают или присоединяют моносахара к цепи аминокислот или к начальной цепи моносахаров, которая была прикреплена тогда, когда белок находился в просвете эндоплазматического ретикулума. В большинстве клеток в самом ближнем участке пластинчатого комплекса Гольджи располагаются ферменты, присоединяющие галактозу и аминосахара. Затем, в более отдаленных участках пластинчатого комплекса располагаются ферменты, которые присоединяют фукозу и сиалиловую кислоту. Они, конечно, могут менять свое расположение, да и доступность моносахаров не всегда соблюдается. Но в целом формируются такие моносахаридные цепочки, которые более или менее отражают генотип данного организма. Тем самым формируются специфические последовательности моносахаров.
Липиды синтезируются на основе совершенно других генов, не генами, обусловливающими синтез антитела против антигена А или В. Кроме того, чтобы получить такую длинную полилактозаминную цепь на белке линия-3, он должен очень долгое время быть связанным с пластинчатым комплексом Гольджи. Это требует особой организации функциональной активности пластинчатого комплекса, а это все новые и новые гены, вовлеченные в, казалось бы, простейшую цепь от гена до признака. В эту цепь вовлечена масса ферментов пришивающих моносахара к удлиняющейся полисахаридной цепи. Сейчас известно более 180–200 таких гликоферментов, расположенных на уровне аппарата Гольджи. Их функция широко перекрывается и поэтому они могут компенсировать отсутствие любого из этих двух десятков ферментов.
Наконец, значительная часть полисахаридных антигенных группировок пришивается не к белкам, а к липидам, а для их синтеза и гликозилирования требуются добавочные ферменты, а, значит, новые и новые гены, не связанные напрямую с белками, ответственными за образование антигенов А и В.
В группах А, В и 0 существуют подгруппы или варианты, которые отличаются друг от друга количеством антигенов А и В, которые имеются на поверхности эритроцитов. Например, группа крови А включает в себя 7 подгрупп. 80 % популяции имеет нормальное содержание антигена А, 20 % имеют его меньшее количество. А группа А2 имеет мутацию в виде удаления одиночного нуклеотида, что ведет к сдвигу рамки считывания и синтезу белка, который не имеет трансферазной активности. Группа Б имеет 5 подгрупп, а группа АВ имеет 9 подгрупп. Поэтому наследование идет не по типу да-нет, а по типу больше-меньше, что резко изменяет менделевский характер наследования.
В 1964 г. была обнаружена семья, в которой жена имела группу крови АВ, муж — 0, а дочь АВ. Похожая семья был найдена в 1966 г. (238). Возможные ошибки метода были тщательно исключены.
Если имеется нарушение транспорта через пластинчатый комплекс Гольджи указанных выше белков, то нарушается наследование групп крови. Оно теряет менделевский характер (312).
Но это ещё не все сложности. В мембране эритроцитов человека содержится более 300 различных антигенных детерминант, молекулярное строение которых закодировано соответствующими генными аллелями хромосомных локусов. Количество таких аллелей и локусов в настоящее время точно не установлено.
6.11. КАК ОБРАЗУЮТСЯ АГГЛЮТИНИНЫ?
Кроме антигенов в плазме крови человека имеются ещё антитела. Они называются изогемагглютинины альфа и бета, в эритроцитах — причём из белков A и альфа содержится один и только один, то же самое — для белков B и бета. Антитела против антигенов А и В относятся к группе ИгМ (IgM). Таким образом, существует четыре допустимых комбинации; то, какая из них характерна для данного человека, определяет его группу крови: альфа и бета: первая (0) A и бета: вторая (A) альфа и B: третья (B) A и B: четвёртая (AB). Тем самым, в крови людей с группой крови А имеются антитела против антигена В. У людей с группой крови В имеются антитела против антигена А. У людей с группой крови 0 имеются оба вида антител. А у людей с группой крови АВ таких антител нет.
Самое интересное, что у новорожденных нет ни тех, ни других антител, но они появляются в течение первого года жизни. Поразительно то, что никто точно не знает, как вообще они могут появиться. Судите сами. У человека группы крови А на мембранах эритроцитов нет и не может быть антигена В, так как у него другая гликозилтранфераза. Точно также у человека с группой крови В в крови нет и не может быть антигена А, так как у него нет антигена.
Предположено, что антитела образуются против похожих антигенов, попадающих с пищей или антигенов окружающей среды (бактерии, вирусы или растения) 19, 20, которые сходны по структуре с антигенами А или В (158, 160). Но мне такое объяснение кажется неудовлетворительным. Во-первых, многие дети в течение года могут обходиться, питаясь только молоком матери. Во-вторых, клеточные барьеры кишечника не пропускают в кровь всякую дрянь. Эпителиальные клетки, выстилающие стенку кишечника ребенка избирательно захватывают и доставляют в кровь ребенка только антитела класса Г(IgG). Антитела же против антигенов А и В относятся к классу М (IgM), а они через клеточные барьеры кишечника не проходят. Интересно, что люди с группой крови 0 могут образовывать против антигенов А и В антитела группы IgG. Но где же взять сами антигены в крови у этих людей? В-третьих, тогда надо принять также, что у людей с группой крови А могут образовываться антитела против антигена А на антигенах, проникающих через кишечный барьер. Та же история с антителами против В у людей с антигеном В. Эти антитела и лимфоциты должны в течение первого года быть инактивированы тимусом. Наконец, последний вопрос: почему гены А и В проходят через гематотканевые барьеры, а Ресус антиген нет?
А недавно это противоречие вроде бы было разрешено. Была высказана следующая гипотеза. Антигены переносят вирусы от одного человека к другому. Вирусы человека способны переносить эти антигены вместе с участками плазматической мембраны, из которых они делают себе наружную липидную оболочку. Вирус сливается с плазматической мембраной клеток человека и тем самым доставляет антиген внутрь организма, делая его доступным для иммунной системы. Поэтому у человека начинают синтезироваться антитела на антигены, привнесенные внутрь тела вирусом (284). Это характерный пример наследования фенотипа посредством переноса наследственной информации вирусами.
Наконец, последней гипотезой, объясняющей образования антител против будто бы несуществующих у человека антигенов, может быть следующая. Как известно, у человека созревание системы иммунитета и научение ее не атаковать клетки своего собственного организма происходит в течение первого года жизни. Если в этом возрасте человеку пересадить кожу другого человека, то органы и ткани того человека, у которого взята кожа, будут восприниматься первым человеком, как свои. Причина данного феномена в том, что в процессе эмбрионального развития у человека образуются клоны (сообщества) лимфоцитов, которые образуют антитела против антигенов собственного организма. В течение первого года жизни эти клоны, уничтожаются тимусом. Именно в этом возрасте тимус резко гипертрофирован.
Когда все такие клоны лимфоцитов уничтожены, то антигены собственного организма уже не могут привлечь к себе (найти) соответствующего лимфоцитарного клона. Поэтому антитела на собственные антигены не вырабатываются.
Что происходит с выработкой антител против антигенов группы АВО? А происходит вот что. Как я написал выше, эти антигены являются остатками сахаров. Эти остатки образуются в пластинчатом комплексе Гольджи клеток крови (в том числе и эритроцитов) до того, как все органеллы, в том числе и пластинчатый комплекс, будут из них удалены в результате ферментативной активности особых ферментов гликозидаз и гликотрансфераз. Специфичность данных ферментов не очень высока, поэтому один и тот же фермент гликозилирования может присоединять к сахарной цепочке, растущей на одной из аминокислот белка или образующейся на полярной головке липидной молекулы, разные сахара. Наиболее часто он присоединяет свой сахар, но если этого сахара в недостатке, или когда другого сахара в избытке, то может происходить ошибка и данный фермент гликозилирования присоединяет (или отрезает) не свой сахар. Поэтому в результате работы ферментов пластинчатого комплекса образуется не 100 % одного антигена той или иной группы крови, а спектр антигенов, включающий достаточно много антигенов, где была совершена ошибка.
Клоны лимфоцитов, которые образуются в ответ на появление правильного и ошибочных антигенов имеют разные количественные характеристики. Основная масса лимфоцитов заточена на распознавание правильного антигена. Однако есть определенная доля лимфоцитов, которая распознает неправильные антигены. В тимусе, видимо, уничтожается основной клон лимфоцитов, поскольку вероятность его прохода через тимус много больше, чем у неправильного клона. Поэтому у человека с группой крови А уничтожаются лимфоциты против антигена А, но лимфоциты на антиген В, который синтезируется в результате ошибки, не уничтожаются.
Итак, и здесь найти прямую цепочку ген — белок — признак не получилось. Как оказалось такая, казалось бы, простейшая система наследования неожиданно оказалась настолько сложной, что многие принципиальные вопросы до сох пор не решены медицинской наукой. Именно поэтому при переливании иногруппной крови даже в соответствии с правилами совместимости так часты были осложнения. Таким образом, ни при наследовании свойств горошин ни при наследовании групп крови нет прямой связи между информацией, записанной в последовательности нуклеиновых кислот и фенотипическими признаками. Связь эта очень опосредованная и в ее реализации принимают участие сотни белков.