Биохимический полиморфизм белков

Большое внимание в последние десятилетия уделяется изучению белковых компонентов находящихся в сыворотке крови, молоке, яйцах, семенной жидкости (сперма), ферментах и других тканей тела. Было установлено большое количество локусов и аллелей, гены которых определяют синтез белков и ферментов полиморфного типа. Под полиморфизмом понимают существование в популяции качественного признака в двух или нескольких вариациях. Например: белок гемоглобин. Так у крупного рогатого скота установлено 10 типов НвА, НвВ, НвАВ и т.д.

Основными методами изучения полиморфизма белков и ферментов является электрофорез в крахмальном, акриламидном геле и иммуноэлектрофорез. Белки находящиеся в растворе в виде частиц несут на себе различный электрический заряд и различный размер молекул. Поэтому движутся с различной скоростью в электрическом поле от катода (-) к аноду (+) и наоборот.

В настоящее время у сельскохозяйственных животных изучено более 150 полиморфных локусов белков,(в том числе ферментов) крови, молока, тканей, расположеных в аутосомах и наследуются по кодоминантному типу. Хорошо изучена полиморфная система белков крови, к которым относятся системы гемоглобина и трансферрина.

Гемоглобин выполняет важную функцию для организма переноса кислорода из органов дыхания к тканям и переноса углекислого газа от тканей в органы дыхания. У крупного рогатого скота открыто 10 типов гемоглобина, но у скота швицкой, костромской, джерсейской и других пород, в основном встречаются аллели НвА и НвВ. У животных чёрно-пёстрой, айширской, герефордской и других пород в основном имеется только один тип НвА. В чистом виде тип НвВ встречается у пород зебувидного корня.

Изучалась взаимосвязь типов гемоглобина с продуктивностью животных костромской породы и было установлено, что коровы с типом НвА имели более высокую молочную продуктивность, а с типом НвВ более жирномолочны, а коровы с типом НвАВ имели высокий удой и высокое содержание жира в молоке.

Хорошо изучен полиморфизм трансферрина (ТF или Tf), который переводит железо плазмы в диионизированную форму и переносит его в костный мозг, где оно используется вновь для кроветворения. Трансферрин подавляет размножение вирусов в организме. У человека недостаточность трансферрина может быть следствием некоторых перенесенных заболеваний, в частности наследственного гемохроматоза. Количество Tf снижается при циррозе печени, инфекционных болезнях. Установлено 12 аллелей Tf, но среди европейских пород наиболее часто встречаются аллели А, Д1, Д₂ и Е. Белок церулоплазмин (СР) играет центральную роль в обмене меди в организме, являясь основным переносчиком ее в ткани. Исследования показали, что у коров бурой латвийской и костромской пород с TfDD удой был выше 260-270 кг, чем у животных других генотипов. У лошадей установлено 10 типов трансферинов и выявлено, что гетерозиготные по типу трансферинов кобылы были более плодовиты и работоспособны, чем гомозиготные.

Амилаза (Аm) это фермент, который участвует в углеводном обмене. Она ускоряет реакцию гидролиза крахмала в организме. У разных пород изучена частота трёх аллелей амилаз Ama, AmB, AmC и была установлена их различная активность. Наиболее высокой оказалась активность этого фермента при гетерозиготном генотипе AmBC, а самой низкой при гомозиготном генотипе AmBB. Таким образом использование полиморфных систем белков вместе с группами крови повышает точность определения происхождения животных. Так по группам крови отцовство можно установить в 81% случаев, а дополнительные анализы только по типам трансферина повышают точность до 90%.

Изучение новых биохимических полиморфных систем позволит понять изменение генетической структуры популяции при селекции. Использовать полиморфные системы как генетические маркёры можно в селекции по признакам продуктивности и резистентности к болезням. Можно надеяться, что будут найдены генетические маркёры хозяйственно-полезных признаков и созданы в результате селекции нужные ассоциации генов.

Генетический анализ популяции по группам крови и биохимическому полиморфизму белков позволяет вычислить следующие статистические параметры: частоту генов и генотипов в популяции, состояния генного равновесия, генетического сходства в популяции, показатели гомозиготности и гетерозиготности. Определения генетического сходства потомства с выдающимся родоначальником.

Обработка полученных данных о генетических системах получают на большом количестве особей, поэтому требуются специальные программы и компьютерная техника. Разработана программа СЕЛЕКС, которая помогает смоделировать селекционный процесс.

Контрольные вопросы:

1. Что такое иммунитет?

2. Что вы знаете о клеточной и гуморальной системах иммунитета?

3. Какова структура иммуноглобулинов и как они наследуются?

4. Что такое полиморфизм?

5. Значение групп крови для практики животноводства.

Лекция № 10

«Генетика иммунитета, аномалий и болезней»

1. Понятие об иммунитете.

2. Органы, формы и виды иммунитета.

3. Классификация болезней и их характеристика.

4. Наследственно-средовые болезни: мастит, туберкулёз, лейкоз и их генетическая характеристика.

5. Селекция на резистентность с.-х. животных.

6. Ветеринарно-зоотехнические мероприятия на повышения устойчивости животных к болезням.