Dziedziczenie grup krwi układu ABO
Grupy krwi A i B dziedziczy się w sposób dominujący: jeżeli dana osoba ma np. grupę A (lub B), to co najmniej jeden z rodziców też miał taką grupę, czyli przekazał tej osobie gen (zwany allelem) kodujący enzym o określonej swoistości; podobnie jest w przypadku grupy B. W przypadku grupy AB, każde z rodziców musiało mieć cechę A lub B (czyli grupę A, B albo AB); zjawisko takie nazywamy kodominacją.
A co z grupą O? Mutacja polegająca na braku jednego nukleotydu w początkowym fragmencie genu ABO powoduje, że białko kodowane przez taki gen jest znacznie krótsze, nie ma w ogóle centrum aktywnego i nie może przyłączać żadnego cukru. Taką cechę dziedziczy się w sposób recesywny: potrzebne są dwie kopie genu które kodują nieaktywne białko, aby taka cecha się ujawniła (Ryc. 1).
Ryc. 1. Dziedziczenie grup krwi układu ABO. Źródło: Wikipedia, domena publiczna.
Mutacje w genie ABO
Od opisanej reguły są wyjątki: w wyniku kombinacji mutacji w genie ABO, może powstać transferaza o swoistości cisAB, zdolna do przyłączania obydwu rodzajów cukrów. Osoba mająca taki gen będzie miała grupę AB, i może go odziedziczyć tylko po jednym z rodziców (drugi może mieć grupę O, co pozornie przeczy ustalonym przez Mendla regułom dziedziczenia). Transferaza cisAB występuje w Europie z częstością 1:10 000. Dawniej, kiedy grupy krwi wykorzystywano do badania ojcostwa, osoby z takim genem mogły wzbudzić konsternację…
Inna mutacja w genie kodującym enzym o swoistości A polegająca na delecji jednego nukleotydu w końcowym fragmencie genu powoduje, że enzym jest dłuższy o 21 reszt aminokwasowych, przez co jego aktywność jest o 50% niższa (bo ten dodatkowy „ogon” przeszkadza i enzym działa wolniej). Taki enzym przyłącza mniej cząsteczek N-acetylogalatozaminy, w związku z czym liczba antygenów A jest znacząco obniżona; skutkiem jest podgrupa A2, znajdowana u ok. 20% ludzi z grupą A. Podgrupa A1 występuje u osób, które mają gen kodujący enzym A bez dodatkowego „ogona”. Podział grupy A na podgrupy A1 i A2 pierwsi opisali Emil von Dungern i Ludwik Hirszfeld w 1911 r. (Ryc. 2).
Ryc. 2. Warianty ludzkiej glikozylotransferazy ABO. Rysunek: Dorota Smolarek.
Jeszcze inna mutacja może spowodować brak fukozy w podstawowej strukturze antygenu H. Fukoza ta pełni ważną rolę: bez niej transferaza ABO nie może przyłączyć N-acetylogalaktozaminy ani galaktozy, tak więc antygeny A ani B nie mogą powstać. Kiedy nie ma fukozy, mamy do czynienia z tzw. fenotypem Bombay. Nazwa pochodzi od miasta w Indiach (obecnie Mumbai), w którym opisano taką grupę krwi po raz pierwszy (1952 r.). Przyczyną są mutacje w genie FUT1 kodującym enzym przyłączającym fukozę, czyli fukozylotransferazę 1, w wyniku których enzym utracił aktywność (Ryc. 3). Fenotyp Bombay jest bardzo rzadki w Europie, ale częstszy w Indiach, zwłaszcza w tamilskiej grupie etnicznej (1:7600).
Ryc. 3. Fenotyp Bombay jako przyczyna braku antygenów A i B. Rysunek: Krzysztof Mikołajczyk, program: BioRender.
Antygeny układu ABO: nie tylko na krwinkach
Obecność antygenów A i B najłatwiej określić na krwinkach (bo wystarczy do tego kropla krwi), ale są one też obecne na komórkach wielu innych tkanek. Ale nie zawsze tak jest: zdarza się, że antygeny układu ABO są na krwinkach, ale nie ma ich na innych komórkach. Dzieje się tak dlatego, że za syntezę prekursorów dla antygenów A i B na krwinkach oraz na komórkach innych tkanek (a także w wydzielinach takich jak ślina) odpowiadają dwa różne enzymy: wspomniana fukozylotransferaza 1, która syntezuje prekursor antygenów A i B na krwinkach, oraz fukozylotransferaza 2 (kodowana przez gen FUT2), która działa w komórkach innych tkanek. Swoistość tych enzymów jest taka sama, ale komórki, w których one działają, są różne. O ile brak aktywności fukozylotransferazy 1 zdarza się rzadko (jest to właśnie fenotyp Bombay), to fukozylotransferaza 2, wskutek zamiany jednego nukleotydu w genie kodującym ten enzym, jest nieaktywna u ok. 20% osób populacji europejskiej. Osoby takie nazywamy niewydzielaczami, ponieważ nie wydzielają antygenów A i B. Na komórkach ich tkanek, takich jak nabłonek wątroby czy nerek, a także w wydzielinach, czyli np. w ślinie, nie ma antygenów A, B ani H. Jeżeli ktoś ma takie antygeny na tych komórkach, to jest nazywany wydzielaczem. Status wydzielacz/niewydzielacz może mieć wpływ na podatność na niektóre choroby, o czym napiszę w następnym odcinku.
„Dieta zależna od grup krwi”
Na koniec kilka słów o „diecie zależnej od grup krwi”, bo w każdej księgarni można znaleźć liczne książki na ten temat. Ta dieta opiera się na założeniu, że zawarte w pożywieniu białka wiążące cukry, zwane lektynami, mogą wiązać się do cukrów na powierzchni naszych komórek. Lektyny te mogą wpływać na funkcje naszych komórek, np. powodując aktywację limfocytów, czego skutkiem może być niszczenie własnych tkanek, jak w reumatoidalnym zapaleniu stawów. Teoretycznie zatem, jeżeli będziemy unikać w naszym pożywieniu pokarmów zawierających lektyny rozpoznające nasze antygeny grupowe, to powinniśmy być zdrowsi. Jest w tym część prawdy: niektóre rośliny, zwłaszcza należące do rodziny bobowatych (motylkowate, Fabaceae), zawierają lektyny rozpoznające antygeny grupowe układu ABO. Przykładem może być fasola półksiężycowa pokazana na Ryc. 4, która zawiera lektynę rozpoznającą antygen A (Phaseolus lunatus), czarna fasola afrykańska (Griffonia simplicifolia; anty-B), czy głąbigroszek szkarłatny (Lotus tetragonolobus; anty-H(O)). Czy zatem osoba z grupą A nie powinna jeść fasoli? Na surowo raczej nie, właśnie ze względu na lektyny, ale wystarczy 10-minutowe gotowanie, żeby lektyny straciły aktywność.
Poza rodziną bobowatych lektyny o swoistości A/B/H spotyka się rzadko, chociaż np. ślimak winniczek (Helix pomatia) zawiera lektynę o swoistości anty-A. Ale kto je ślimaki na surowo? Nie ma więc żadnych dowodów na skuteczność takiej diety, a związane z nią teorie o „łowcach” mających grupę O, którzy powinni jeść czerwone mięso, i „rolnikach”, którzy mają grupę A i powinni być wegetarianami, są fantazjami bez żadnych podstaw naukowych.
Ryc. 4. Nasiona fasoli półksiężycowej (Phaseolus lunatus), rośliny zawierającej lektynę rozpoznającą antygen A. Fot. Howard F. Schwartz, Wikiepdia, licencja CC BY-SA 3.0.