Структурная организация. 4 страница

Гены Ig аутосомны, кодоминантны, несколько генов могут кодировать одну полипептидную цепь. Иммуноглобулины контролируются 3-мя семействами генов: Одно семейство кодирует синтез всех классов тяжёлых цепей. Второе - синтез лёгких каппа (К) цепей, третье - синтез лёгких (λ) цепей.

У мыши вариабельная часть легкой λ цепи кодируется двумя V – генами, а константная часть – 4 С – генами. V и C-гены называются также V и C сегментами. Перед каждым С- геном находится короткий отрезок ДНК, который называется J – сегментом. Любой V ген может соединиться с любой парой J- сегмент – С –ген. Следовательно, лёгкая λ цепь кодируется V, J, C сегментами. Для лёгкой к-цепи имеется несколько сот V-генов, 4 J- сегмента и один С- ген. Для тяжёлых цепей всех типов существует 100- 500 V-генов, 20D – сегментов, 4 J –сегмента и несколько тесно сцепленных С- генов. В плазматической клетке тяжёлая цепь кодируется сегментами V, D, J, C. Генетически детерминированные варианты Ig, по которым особи внутри вида отличаются друг от друга, называются аллотипы. Каждая молекула Ig имеет не один, а несколько аллотипических детерминант (или аллотипических маркеров). Имеются ещё две группы антигенных детерминант иммуноглобулинов: изотипы и идиотипы.

Изотипы –это антигенная специфичность, общая для всех особей одного вида. Пять классов иммуноглобулинов являются изотипами.

Идиотипы- это антигенные различия между антителами,принадлежащими к одному классу,субклассу и аллотипу у отдельных особей. Идиотипы одной особи определяются клонами клеток, синтезирующими антитела. Различают простые (до 2 замен) и сложные (более 2-х замен) аллотипы. Гены каждого вида цепи тесно сцеплены, поэтому их аллельные варианты наследуются как единое целое, т.е. аллогруппами (гаплотипами, группами сцепления).

Известно, что в молекуле Jg или только к – цепь, или только λ – цепь сочетается с любым типом тяжёлых цепей. В гетерозиготных плазматических клетках работает только один из двух аллельных генов V_H и C _H - цепей и один ген из двух лёгкой цепи- аллельное исключение. Поэтоу фенотип клетки может не полностью соответствовать её генотипу, несмотря на кодоминантное наследование. Благлдаря большого числа плазматических клеток в организме встречаются все типы антител в соответствии с его генотипом и любые комбинации материнских и отцовских аллотипов.

Иммунный ответ (иммунологическая реактивность)- высокоспецифическая форма реакции организма на ангтигены. При введении антигена возникает первичный иммунный ответ, вторичный иммунный ответ возникает при повторном введении того же антигена и характеризуется более высоким и быстрым нарастанием антител и обусловлена наличием клеток иммунологической памяти и может сохраняться в течение многих месяцев и даже лет. Иммунный ответ зависит от генотипа организма. Гены, кодирующие иммунный ответ называются генами иммунного ответа (Ir –гены). Контроль иммунного ответа осуществляется генами путём контроля синтеза Ia – белков (продукты генов I- района МНС). Эти белки на мембране макрофага вступают в ассоциацию с молекулами процессированного (переработанного в макрофаге) антигена. Общее количество Ir – генов неизвестно,они контролируют так же клеточные реакции иммунитета. Во многих случаях иммунный ответ против антигенов наследуется полигенно.

Аномалии, болезни с наследственной предрасположенностью, особенности их наследования. Из практики известно, что от Здоровых животных иногда рождаются потомки с определёнными типами аномального строения или отсутствующими органами и тканями, нарушенными функциями организма. Уже в 18 веке были заложены основы науки тератологии. Учёные стремились выяснить причины появления аномальных особей. В то время считалось, что нарушения в развитии возникают в основном под действием механических факторов. Научные объяснения связи аномалий с наследственностью стали возможны благодаря открытию Г. Менделя и последующему развитию генетики.

Исследователями установлено, что причины возникновения аномалий различны и подразделяются на: генетические; наследственно – средовые; экзогенные.

Генетические аномалии это морфофункциональные нарушения в организме животных, возникающие в результате генных и хромосомных мутаций. Поскольку генные мутации связаны с изменением молекулы ДНК, они могут вызывать широкий спектр аномалий связанных с нарушением морфогенеза органов и тканей на разных этапах онтогенеза.

Изменение числа хромосом в клетках их структуры приводит обычно к прекращению развития эмбриона или рождению особей с тяжелыми пороками развития. Нарушению у животных воспроизводительных функций. Основная роль в этиологии врождённых аномалий принадлежит летальным и сублетальным генам. У человека известно около 2000 аномалий обусловленных ими. У животных так же установлено большое число аномалий. Успешно изучаются хромосомные аберрации и их связь с нарушениями морфофункциональных особенностей организма. Генетические аномалии представляют собой признаки, контролируемые одной парой аллельных генов, для которых основной особенностью наследования является менделеевский тип расщепления, соответствующий доминантным и рецессивным качественным признакам. Если в обеих хромосомах имеются два одинаковых мутантных гена – этого достаточно для появления генетической рецессивной аномалии.

Наследственно средовые аномалии, такие аномалии, проявление которых примерно в равной степени зависит от эндогенных (генотипа) и экзогенных (внешняя среда) факторов. Предполагается, что они контролируются полилокусной системой генов. Фенотипическое проявление этих признаков зависит от количества мутантных генов, которые вызывают эту аномалию. Существует понятие порога действия таких генов, что соответствует их числу или силе кумулятивного действия. Аномалия проявится только тогда, когда действие этих факторов превышает порог. Если эти показатели ниже порога, то животное остаётся нормальным. Внешняя среда оказывает влияние на силу кумулятивного действия генов, а, следовательно, на величину порога. Если внешняя среда ухудшается, то вредный эффект генов усиливается, уровень порога снижается. В некоторых случаях фенотипически сходные аномалии имеют разную генотипическую детерминацию (генокопии). Это указывает на генотипическую гетерозиготность аномалий. С другой стороны, фенотип генетической аномалии может быть скопирован факторами внешней среды у особей с определённым генотипом (фенокопии). К настоящему времени установлено, что образование фенокопий происходит при одновремённом действии наследственно- средовых факторов. Некоторые учёные объясняют фенокопии более сильной чувствительностью на тератогенные вещества гетерозиготных носителей рецессивных мутаций, а так же совместным влиянием генов модификаторов и факторов среды на разных этапах онтогенеза.

Экзогенные аномалии. Аномалии и пороки развития, вызванные экзогенными факторами, являются не наследственными. Экзогенные факторы, вызывающие тератогенный эффект, делят на три группы: физические, химические и биологические. Тератогены одновремённо могут быть и мутагенами. Необходимо различать: если повреждающий фактор действует на генетический аппарат – мутация; на зрелые соматические клетки – соматическая мутация; не зрелые эмбриональные клетки – тератогенный эффект.

Основным методом генетического анализа врождённых аномалий является семейно- групповой в пределах одного или нескольких поколений,подкреплённый лабораторными исследованиями. Важным в генетическом анализе является установление типа наследования аномалий, который выявляется в основном генеалогическим анализом. Различают: простой аутосомно- рецессивный; аутосомно –доминантный тип наследования; сцепленный с Х – хромосомой тип наследования; мультифакториальное наследование.

Аутосомно-рецессивный тип наследования. Аномалия обусловлена одним рецессивным геном, расположенным в аутосоме. Аномалии проявляются в равном соотношении у самцов и самок. Аутосомно-рецессивные мутантные гены проявляют свой эффект только в гомозиготном состоянии, поэтому аномальные животные рождаются от нормальных, но гетерозиготных родителей, и теоретическая частота появления – 0, 25.

Аутосомно-доминантный тип наследования. Признаки, обусловленные доминантными генами, как правило проявляются в гетерозиготном состоянии. При таком дополнительном типе наследования пропуска поколений не будет (если только это не новая мутация);каждый аномальный потомок имеет аномального родителя. В родословных доминантно обусловленных аномалий общий предок, как правило встречается с одной стороны. Теоретическая частота 0,50. Известны доминантно обусловленные аномалии с летальным действием гена, проявляющимся только в гомозиготном состоянии, но разводят таких животных из-за наличия желательных признаков в гетерозигоном состоянии (серый каракуль).

Сцепленный с Х- хромосомой тип наследования. Мы его рассматривали при изучении раздела «Генетика пола». Все известные болезни такого типа связаны с доминантными или рецессивными генами расположенными в Х- хромосомах. Доминантные признаки сцепленные с полом встречаются редко, рецессивные признаков (заболеваний) встречается множество: гемофилия, дальтонизм, умственная отсталость связанная с повышенной ломкостью Х –хромосомы. Рецессивный ген всегда экспрессируется у гетерогаметных особей, у гомогаметных только в гомозиготном состоянии.

Мультифакториальное наследование. Установлено, что не во всех случаях патология – менделирующий признак. Часто она обусловлена действием двух или нескольких пар неаллельных генов, при сочетании которых возникает та или иная аномалия. В этом случае речь идёт о олигогенно – комплементарном наследовании. Например, спастический парез КРС, проявляется при взаимодополняющем действии 5 пар генов.

Полигенное (мультифакториальное) наследование связано с тем, что развитие даже одного признака, детерминировано многими генами, мутации которых могут приводить к той или иной аномалии развития. Патология проявляется тогда, когда суммарное действие генетических и средовых факторов достигает определённого уровня – порога, поэтому выраженность патологии от min до max зависит от числа генов подвергшихся мутации. Полагают, что на фоне действия многих мутантных генов, аномалия может возникнуть в результате действия одного-главного гена (олигогена).

Полигенная модель наследования характеризуется: высокой частотой в популяции; существованием клинических форм, образующих непрерывный ряд от скрытых субклинических до резко выраженных проявлений; относительно низким уровнем конкордантности по манифестным проявлениям аномалии у монозиготных близнецов (менее 60%), но существенно превышающим уровень у дизиготных двоен; несоответствием закономерностям наследования простым менделеевским признакам; сходством клинических и других проявлений аномалии у ближайших родственников и пробанда, что отражает коэффициент наследуемости (для полигенных он менее 50%, для моногенных – 100%).

Профилактика и повышение генетической устойчивости к аномалиям и болезням. В основе профилактики аномалий и болезней лежит устранение причин их вызывающих: мутации спонтанные и индуцированные; генетический мониторинг.

Наряду с ветеринарными мероприятиями необходимо разрабатывать генетические основы селекции животных- на устойчивость к болезням. Следует отметить, что селекция на резистентность к болезням затрудняется рядом факторов: сложной генетической обусловленностью резистентности; сложной генетической природой и взаимоотношениями между макро и микроорганизмами; невозможностью широкого использования заражения для выявления устойчивых и восприимчивых животных; отсутствием надёжных коственных маркёров резистентности; быстрой изменчивостью патогенов; большим интервалом между поколениями и длительностью селекции; невозможностью использования индуцированного мутагенеза; наличием в некоторых случаях отрицательной корреляции между резистентностью и продуктивностью.

Для повышения генетической устойчивости животных к болезням используют те же методы, что и для повышения продуктивности. В первую очередь устранение причин, их обуславливающих. Причинами генетических аномалий являются мутации, следовательно, необходимо предотвращать появление вредных мутаций в популяциях животных. Необходим жёсткий контроль: за состоянием внешней среды; устранение контактов с мутагенами; генетической структурой популяции.

Необходимо проведение следующих мероприятий: проводить диагностику болезней и аномалий и их учёт в племкарточках и каталогах производителей; оценивать производителей и маток по качеству потомства на устойчивость к болезням;;отбирать молодняк от матерей отличающихся долголетием и устойчивостью к болезням; Производителей отбирать из резитентных маточных семейств и отцов, оценённых по качеству потомства на устойчивость к болезням.

Контрольные вопросы: 1. Что такое иммунитет? 2.Какова структура иммуноглобулинов и как они наследуются? 3.Каков механизм генетического контроля иммунного ответа? 4.Что включают в себя понятия генетические, наследственно-средовые и экзогенные аномалии? 5. Как наследуются аномалии животных? 6.Что входит в понятие «мультифакториальное наследование»? 7. В чём заключается профилактика и какие мероприятия проводятся для повышения резистентности животных?