Cơ sở di truyền nhóm máu (Tải: https://link1s.com/yHqvN)

Di truyền nhóm máu xảy ra như thế nào ?Các bệnh có thể có ở máu, tương ứng với nhóm máu ...

CƠ SỞ DI TRUYỀN NHÓM MÁU

Máu ( Blood ) là một mô sống phức tạp có chứa nhiều loại tế bào và protein Bao gồm: RED BLOOD CELLS (Erythrocytes) [ Tế bào hồng cầu ( hồng cầu ) ] là các tế bào có nhiều nhất trong máu của chúng ta , chúng được sản xuất trong tủy và chứa một loại protein gọi là hemoglobin vận chuyển oxy đến các tế bào của chúng ta

WHITE BLOOD CELLS (Leukocytes) [ Tế bào máu trắng ( bạch cầu ) ] nó là một phần của

hệ miễn dịch và tiêu diệt các tác nhân gây bệnh

PLASMA đây là phần chất lỏng màu vàng máu có chứa chất điện giải, chất dinh dưỡng, vitamin, các yếu tố đông máu, protein cũng như những kháng thể chống lại chất nhiễm trùng PLATELETS (Thrombocytes) [ Tiểu cầu ] các yếu tố đông máu được thực hiện trong huyết tương, nhiều cục máu đông trong một quá trình gọi là đông để niêm phong một vết thương và ngăn ngừa mất máu

Hình 1 Mô tả cấu tạo của máu[2]

Kháng nguyên thực chất là một loại protein, nó “ ngồi “ trên bề mặt hồng cầu của chúng ta

Hệ nhóm ABO có đặc điểm là trong huyết thanh của một người có các kháng thể tự nhiên chống lại kháng nguyên vắng mặt trên hồng cầu của người đó; những kháng thể này tự nhiên đã

có và có suốt đời

- Người không có kháng nguyên A trên hồng cầu (nhóm B và nhóm O) sẽ có kháng thể chống A trong huyết thanh

- Người không có kháng nguyên B trên hồng cầu (nhóm A và nhóm O) sẽ có kháng thể chống B trong huyết thanh

- Người có cả kháng nguyên A và B (nhóm máu AB) sẽ không có kháng thể trong huyết thanh

- Người không có kháng nguyên A, không có kháng nguyên B trên hồng cầu (nhóm O) thì trong huyết thanh có cả kháng thể chống A và chống B

Hình 2 Kháng nguyên trên bề mặt hồng cầu[2]

Kháng thể là những protein hoạt động như những thụ thể trên bề mặt tế bào limpho B để nhận diện kháng nguyên hoặc như những sản phẩm tiết của tế bào plasma

Hình 3 Hình ảnh mô tả kháng thể của hệ nhóm máu ABO[2]

Các hiện tượng miễn dịch ở người và nhiều động vật khác được xác định là có liên quan đến vai trò của gen Trong đó di truyền nhóm máu, di truyền kháng nguyên, kháng thể có nhiều ứng dụng lâm sàng

Ở người có nhiều hệ thống nhóm máu khác nhau do các gen khác nhau trên nhiễm sắc thể thể thường và nhiễm sắc thể giới tính chi phối và được di truyền theo các cơ chế khác nhau Có tới trên 20 hệ thống nhóm máu khác nhau, như hệ ABO, MNSs, P, Rh, Lutheran, Kell, Lewis, Duffy, Kidd, Diego, Cart wright, Auberger, Dombrock, Colton, Sid, Sciana, Secretor, I, Chido (liên kết hệ thống HLA), Rodger (liên kết hệ thống HLA), và Xg (liên kết X) v.v Trong đó, quan

trọng nhất đối với y học là hai hệ nhóm máu ABO và Rh

I CƠ SỞ DI TRUYỀN NHÓM MÁU ABO

Những nghiên cứu của Karl Landsteiner và Ianskin, 1961 đã cho thấy rằng ở người có 4 kiểu hình nhóm máu là A, B, AB và O Nhóm máu của người không thay đổi trong suốt đời sống cá thể

Bảng 1: Đặc tính của các nhóm máu trong hệ nhóm máu ABO [5]

Nhóm

máu

Kháng nguyên trên bề

mặt hồng cầu

Kháng thể trong huyết thanh

A Kháng nguyên A Kháng thể  -kháng kháng nguyên B

B Kháng nguyên B Kháng thể  -kháng kháng nguyên A

AB Kháng nguyên A và B Không có kháng thể  ,  kháng kháng nguyên A

và B

O Không có kháng nguyên A, B Kháng thể  ,  - kháng kháng nguyên A và B

Trên cơ sở nghiên cứu nhóm máu người, Dungern và Hirsfeld đã cho thấy rằng nhóm máu được xác định bởi các gen, và các gen này không phụ thuộc vào tác động bên ngoài Sau này, các nghiên cứu của Nell và Schull và một số tác giả khác đã xác nhận rằng việc xác định nhóm máu

là do 3 alen nằm trên nhánh dài nhiễm sắc thể số 9, được ký hiệu là IA, IB và i Trong đó, 2 alen

IA, IB là đồng trội còn i là lặn Trong mỗi giao tử chỉ có mặt một trong các alen này, còn trong một cơ thể chỉ chứa 2 trong số 3 alen Việc tổ hợp ngẫu nhiên của 3 alen này tạo nên 6 kiểu gen

và 4 kiểu hình nhóm máu

Về sau này, người ta còn phát hiện thấy tính chất kháng nguyên và kháng thể phức tạp hơn

và được chia ra làm các dưới nhóm: A có A1 và A2 Như vậy nhóm máu AB cũng có A1B, A2B Huyết thanh kháng A cũng có hai loại: một loại làm ngưng kết tất cả các loại kháng nguyên

A1,A2, loại thứ hai chỉ ngưng kết kháng nguyên A2 Như vậy chi phối nhóm máu ABO có 4 alen:

IA1,IA2, IB và i Người ta cũng phát hiện thấy trong 4 alen nói trên thì IA1 trội hơn IA2 Từ đó hình thành nên 10 kiểu gen và 6 kiểu hình nhóm máu khác nhau

Tuy nhiên, các kháng nguyên liên quan đến các gen I khi mới được tạo ra chỉ ở dạng tiền kháng nguyên Chúng chỉ có tính kháng nguyên thực sự khi được xúc tác bởi một loại enzym

được mã hóa bởi gen H nằm trên vai ngắn nhiễm sắc thể số 19 Chỉ những người nào có kiểu

gen HH hoặc Hh thì mới có loại enzym này Ngược lại nếu có kháng nguyên A hoặc B hoặc cả

A và B trên bề mặt hồng cầu nhưng có kiểu gen hh thì kiểu hình vẫn là nhóm máu O (nhóm máu

O trong trường hợp này được gọi là O Bombay)

Các chất kháng nguyên của hệ thống nhóm máu ABO có cấu tạo gồm 2 thành phần, đó là:

- Phần protein

- Chuỗi hydrotcarbon

Người ta thấy rằng, tính chuyên hóa miễn dịch của các kháng nguyên này lại tùy thuộc và phần hydrotcarbon chứ không phải protein

Trong quá trình tạo thành chuỗi hydrotcarbon, có sự tham gia của một vài enzym và cơ sở của tính đa hình thái của các chất kháng nguyên ABO có ở tính đa hình ở các enzym này

Cụ thể về vai trò của phần hydrotcarbon đối với việc xác định tính chất của các kháng nguyên thì người ta đã biết là: Tính chất của kháng nguyên A được xác định bởi N- acetyl-D-galactosemin; Tính chất của kháng nguyên B thì được xác định bởi D-galactose thay cho vị trí của N-acetyl-D-galactosemin trong nhóm máu A

Ở nhóm máu O, do không có các hydrotcarbon vừa nêu, nên không có kháng nguyên A và B

do chúng xác định Ở đây, người ta chỉ thấy sự có mặt của một chất gọi là chất H, chất H này được xác định bởi gốc fucose có ở vị trí khác với vị trí của các hydrotcarbon vừa nêu ở trên Gốc fucose này được liên kết vào phân tử với sự giúp đỡ của một enzym, enzym này được xác định bởi gen H là một gen không phải là alen đối với các gen A, B và O Gen H cũng tham gia vào việc tổng hợp các kháng nguyên A và B với ý nghĩa tương tự do nó xác định việc tổng hợp nên enzym có tên ỏ- L-fucoso-transferase-1

Gen H có một alen là h, alen h không có khả năng xác đinh việc tổng hợp enzym ỏ- transferase-1 Locus thứ 3 là Le, xác định việc tổng hợp nên enzym ỏ- L-fucoso-transferase-2 có chức phận gắn fucose vào N -acetyl -D -galactosamine để xác định đặc tính của

Lea hay cùng với gen H xác định đặc tính của Leb

Enzym ỏ- L-fucosidase có vai trò ảnh hưởng đến tính đặc thù của các nhóm H, Lea và Leb Khi bị bệnh Fucosidose, chính enzym này bị mất đi Do đó, ở các bệnh nhân Fucosidose, người ta thấy sự tích tụ của các chất có tính chất kháng nguyên như H, Lea

và Leb

Ngoài ra, locus thể tiết, xác định việc tiết các kháng nguyên A và B vào nước bọt cũng ảnh hưởng đến tính chất đặc thù của nhóm ABO

Như vậy, các hệ thống gen ABO và Hh di truyền độc lập với nhau Sản phẩm trực tiếp của chúng là các ezym transferase xúc tác cho việc gắn 1 -osa lên chất nền Cụ thể là:

- Sản phẩm trực tiếp của gen A là enzym N - acetyl- D- galactosamin- transferase

- Sản phẩm trực tiếp của gen B là enzym D- galactosamin- transferase

- Sản phẩm trực tiếp của gen H là enzym ỏ- L-fucoso-transferase-1

Các kháng nguyên đều có chung lõi sphingolipid polysacaride Việc tạo thành chất H và kháng nguyên A, B được thực hiện theo sơ đồ sau:

Fucoso-transferase-1 Sphingolipid polysaccharid + fucose Chất H

N-acetyl- D-galactosamine-transferase Chất H + N-acetyl-D-galactosamine KN A

D- galacto- transferase

Hình 3 Sơ đồ hình thành kháng nguyên nhóm máu ABO [5]

Hình 4 Sơ đồ cấu tạo kháng nguyên nhóm máu ABO [5]

Nhóm máu O chỉ có gen H, không có gen A và B, cho nên trên bề mặt hồng cầu chỉ có chất

H mà không có các kháng nguyên A và B

Nhóm máu A trên bề mặt hồng cầu có kháng nguyên A Nhóm máu B trên bề mặt hồng cầu

có kháng nguyên B Những người mang nhóm máu Oh (O Bombay) mặc dầu có các gen A, B nhưng không tạo được chất H nên không có kháng nguyên A và B

Ngoài gen H còn có gen Se (alen lặn se) nằm gần và liên kết chặt chẽ với gen H Người nào mang alen Se có alen IA và hoặc IB ngoài kháng nguyên A và hoặc B trên bề mặt hồng cầu sẽ có kháng nguyên A và hoặc B trong dịch tiết như sữa, nước bọt, dịch vị Ngượi lại, nếu cá thể nào

có kiểu gen sese thì nếu có thể thì chỉ có kháng nguyên trên bề mặt hồng cầu còn không có trong dịch tiết

Mỗi chủng người có trạng thái cân bằng di truyền khác nhau, do đó có tần số các nhóm máu cũng khác nhau ở người Việt Nam, theo điều tra của viện huyết học- truyền máu trung ương (1996), tần số các nhóm nhóm ABO: A=22,16%, B=29,07%, O=43,20%, AB=5,57%

II CƠ SỞ DI TRUYỀN NHÓM MÁU RHESUS (Rhesus)

Nhóm máu Rh do Lansteiner phát hiện năm 1940 qua thí nghiệm sau đây:

Lansteiner và Levine lấy hồng cầu của khỉ Macacus Rhesus tiêm cho thỏ Sau một thời gian trong huyết thanh thỏ có chất kháng thể kháng hồng cầu khỉ M Rhesus Khi trộn lẫn hồng cầu

khỉ với kháng thể này trên phiến kính thấy có hiện tượng phản ứng kết tủa Dùng kháng thể kháng hồng cầu Rhesus này đem thử với người thì thấy khoảng 85% người da trắng có phản ứng dương tính (gọi là người có nhóm máu Rh+

, trên bề mặt hồng cầu có kháng nguyên Rh), còn lại khoảng 15% là Rh- (trên bề mặt hồng cầu không có kháng nguyên Rh) Người Việt Nam chủ yếu

là Rh+ ( >99%)

Về cơ chế di truyền, nhiều tác giả cho rằng, nhóm máu Rh được quyết định bởi nhóm 3 gen

liên kết rất gần nhau theo thứ tự là D, C, E và 3 alen lặn tương ứng của nó là d, c, e, nằm trên nhánh ngắn nhiễm sắc thể số 1 (1p31-36), tạo thành 8 tổ hợp trên nhiễm sắc thể với tần số khác

nhau là DCE, DCe, DcE, dCE, Dce, dce, dCe, dcE Từ 8 tổ hợp trên nhiễm sắc thể, khi có sự tổ hợp với nhiễm sắc thể tương đồng khi thụ tinh sẽ hình thành 36 kiểu gen khác nhau của hệ thống Rh: DCE/DCE, DCE/dce, Dce/dce Thông thường người Rh

có kiểu gen là dd không phụ thuộc vào sự có mặt của C và D Vì vậy tổ hợp gen quyết định nhóm máu Rh+ thường trội so với gen quyết định nhóm máu Rh-

Người ta cũng xác định được rằng, mỗi locus gen trong ba locus trên lại có nhiều trạng thái alen khác nhau Ví dụ: locus C có Cw, Cx, CG; locus D có DV, Dw làm cho số kiểu gen là rất lớn

Mộtđặc điểm khác so với hệ thống nhóm máu ABO là kháng thể kháng Rh không có sẵn trong huyết thanh, nó chỉ được hình thành khi có sự xâm nhập của hồng cầu người Rh+ vào trong máu của người Rh- khi truyền máu hoặc do nạo thai/ lúc sinh đẻ thì hồng cầu của cơ thể con vào

cơ thể mẹ

Hình 5 Sự không hòa hợp nhóm máu Rh giữa mẹ và thai nhi [5]

III SỰ DI TRUYỀN CỦA NHÓM MÁU ABO VÀ RHESUS [1]

Nhóm máu là một ví dụ của một đặc điểm được xác định bởi một gen duy nhất Gen đơn độc này mã hoá một enzyme glycosyltransferase là enzyme làm biến đổi lượng carbohydrate của các antigens trong hồng cầu Mỗi chúng ta đều có hai bản sao của gen cho nhóm máu trên nhánh dài của NST số 9 (9q34) Một bản sao được thừa hưởng từ mẹ, bản còn lại được thừa hưởng từ

bố Có 3 bản ( gọi là “ alleles “) của gen này là A,B,O Nhóm máu của một người được xác định bởi cái alleles anh ấy / cô ấy được thừa hưởng từ bố mẹ

Tập hợp tất cả các alleles của một sinh vật được gọi là “ kiểu gen “ “ Kiểu hình “ đề cập đến những thuộc tính mà có thể nhìn thấy được và được tạo ra do sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường Trong trường hợp này , allele A, B , O kết hợp ở một người thì sẽ có được kiểu gen của họ Khi đó nhóm máu của họ qui định kiểu hình nhóm máu của họ Bảng này sẽ cho thấy những khả năng khác nhau :

Allele Inherited From One Parent

Allele Inherited From the Other Parent

Child’s Genotype

Child’s Blood Type (Phenotype)

Chú thích :

- Allele Inherited From One Parent : Allele đã kế thừa từ một cha mẹ

- Allele Inherited From the Other Parent : Allele đã kế thừa từ cha mẹ khác

- Child’s Genotype : kiểu gen của con

- Child’s Blood Type (Phenotype) : Nhóm máu của con ( kiểu hình )

Các gen A và B là “ đồng chi phối “ Nói cách khác , nếu cả hai allele A và B đều được kế thừa , cả hai đều được biểu hiện O là một allele lặn Nếu một gen A hoặc B cùng được với di truyền với gen O , gen A , gen B thì sẽ xác định nhóm máu của người đó Một người có nhóm máu O chỉ khi anh ấy/ cô ấy thừa hưởng hai gen O

Hình 6 Cha mẹ có nhóm máu A và B sinh ra con có kiểu hình đồng hợp trội

(codominant-phenotype) AB [3]

Tùy thuộc vào nhóm máu của cha mẹ , một loạt các kết hợp nhóm máu có thể xảy ra

trong con của họ ( không nhất thiết phải hợp của riêng họ ) Bảng này cho thấy sự kết hợp có thể

có :

Parent’s Blood Type &

Possible Alleles

Other Parent’s Blood Type &

Possible Alleles

Possible Blood Types

of Children Type A: alleles are AA or AO Type A: alleles are AA or AO Type A or Type O

Type A: alleles are AA or AO Type B: alleles are BB or BO Type AB, Type A, Type B, or

Type O

Type A: alleles are AA or AO Type AB: alleles are AB Type AB, Type A, or Type B

Type A: alleles are AA or AO Type O: alleles are OO Type A or Type O

Type B: alleles are BB or BO Type B: alleles are BB or BO Type B or Type O

Type B: alleles are BB or BO Type AB: alleles are AB Type AB, Type A, Type B

Type B: alleles are BB or BO Type O: alleles are OO Type B or Type O

Type AB: alleles are AB Type AB: alleles are AB Type AB, Type A, or Type B

Chú thích :

- Parent’s Blood Type & Possible Alleles : Nhóm máu của bố mẹ và alleles có thể

- Other Parent’s Blood Type & Possible Alleles : Nhóm máu của bố mẹ khác và alleles có thể

- Possible Blood Types of Children : Nhóm máu có thể của con

Ngoài ra, kiểu hình (phenotype) cis-AB có một enzyme đơn độc tạo ra cả antigen A lẫn antigen B Kết quả là tế bào hồng cầu được hình thành thường không biểu thị antigen A hoặc B antigen ở cùng mức độ mong đợi như đối với các nhóm hồng cầu A1 hoặc B thông thường Điều này giúp giải thích một nhóm máu hình như không thể hiện diện được về mặt di truyền học.Thể hiện qua bảng sau[4] :

Phần “ tích cực “ hay “ tiêu cực “ của nhóm máu của một người được xác định bởi một gen riêng biệt , được gọi là yếu tối Rh Mỗi chúng ta đều có hai bản sao của gen cho các yếu tố

Rh , trên cặp NST số 1 Có hai phiên bản ( allleles ) của gen yếu tố Rh : tích cực và tiêu cực Tình trạng mà Rh của một người được xác định bởi allele mà anh ấy / cô ấy được thừa hưởng từ

bố mẹ Bảng này cho thấy các khả năng khác nhau :

Allele Inherited

From One Parent

Allele Inherited From the Other Parent

Child’s

Rh Type

Chú thích :

- Allele Inherited From One Parent : allele được thừa hưởng từ một bố mẹ

- Allele Inherited From the Other Parent : allele được thừa hưởng từ bố mẹ khác

- Child’s Rh Type : loại Rh của con

Gen Rh dương tính chiếm ưu thế hơn các gen Rh âm tính Loại Rh ở một người là tiêu cực chỉ khi họ thừa hưởng hai gen Rh âm tính