DSCN6302 (Kopiowanie)

284 Biologia - repetytorium dla kandydatów na akademie medyczne

m		°o« 0 Q
HbS		HbA
oo o%°
HbAIHbS		HbAJHbS
ciśnienie 0,		ciśnienie 0,
normalne		obniżone

Ryc. 6-43. Wygląd mikroskopowy krwinek: HbS - osobnika homozygotycznogo enhorego na anemię sicrpowalą. HbA - c/lowicka o prawidłowej hemoglobinie, I IbA/HbS - przcnosicicla genu anemii sicrpon alcj w różnych warunkach ciśnienia cząsteczkowego tlenu (JD).

Ciekawym przykładem choroby dziedzicznej człowieka jesl anemia sierpowata. Jest ona determinowana przez gen rccesywny. U homozygot krwinki przybieraj!) postać półksiężyców i szybko ulegają zniszczeniu (stąd nazwa: anemia sierpowata). Heterozygoty mają krwinki o normalnym kształcie, lecz w przypadku obniżenia ciśnienia parcjalnego tlenu (na przykład w warunkach górskich) stają się one sierpowatc i ulegają rozpadowi (ryc. 6-43). Homozygoty giną we wczesnym dzieciństwie z powodu anemii, natomiast heterozygoty nic mogą przebywać w górach; na nizinach nic różnią się od ludzi zdrowych.

Biochemiczne badania krwinek sierpowatych wykazały, że zawierają one nieprawidłowo zbudowaną hemoglobinę, tzw. hemoglobinę S. U homozygot występuje tylko hemoglobina S, u heterozygot jest ona w krwinkach wymieszana z prawidłową hemoglobiną, stanowiąc od 20 do 50% całości.

Hemoglobina S różni się budową od hemoglobiny prawidłowej; różnica ta polega na zmianie jednego tylko aminokwasu. U człowieka dorosłego w skład cząsteczki hemoglobiny A (prawidłowej) wchodzą dwa rodzaje łańcuchów polipeptydowych o różnej budowie chemicznej. Jeden łańcuch oznaczamy jako alfa. drugi rodzaj - jako beta. Na cząsteczkę hemoglobiny A składają się dwa łańcuchy alfa i dwa łańcuchy beta. W przypadku hemoglobiny S (sierpowatej) w łańcuchu beta następuje zmiana jednego aminokwasu (ryc. 6-44). Na pozycji 6 od końca NH, łańcucha bela prawidłowej hemoglobiny (HbA) znajduje się kwas glutaminowy, natomiast w tym samym miejscu łańcucha beta hemoglobiny S (HbS) włączona jest walina. Zamiana kwasu glutaminowego (który posiada ładunek i boczny łańcuch hydrofilowy, czyli łatwo łączy się z wodą) na walinę (bez ładunku i z bocznym łańcuchem hydrofobowym, a więc nic łączącym się z wodą) zmniejsza rozpuszczalność hemoglobiny, która w tych warunkach ma tendencję do tworzenia kryształów, zmieniających kształt krwinek czerwonych na podobne do sierpów. Zmiana budowy l-rzędowej łańcucha polipeptydowego powoduje zmianę właściwości fizjologicznych hemoglobiny. Zmiana ta uzależniona jest od mutacji punktowej w łańcuchu DNA kodującym łańcuch beta hemoglobiny: zamiast tripletu -C-T-T-(kodującego kwas glutaminowy) występuje triplct -C-A-T- (kodujący walinę - ryc. 6-44).

Anemia sierpowata rzadka jest w Europie, natomiast bardzo powszechnie występuje w Afryce równikowej. Fakt ten tłumaczymy wpływem środowiska. W Europie dobór naturalny dyskryminuje

łańcuch P

HEMOGLOBMA *

H^*—VH—Hł- -ló>—Tte—Pro-4-Glu-t-Glił—Lys

3 4 5;6

mRNA: ! -O—A—A- !

ONA (gen): j -g-t-t-

HEMOGLOBINA S

tyj—Val—Hs—leo— Tro— Pro4-VaI^.Qii_ 1,2. 1 2 345:6:7 8

I X

; -o—o—a- ! f -C—A—T- I

Ryt 644 Róatlća między hemoglobina A a hemoglobina S polega na zmianie jednego aminokwasu na potyęji ® w lańcuchu beta. co / kolei (lelcnninowane jen! /miana jednego nuklcotydu w kodonic, u podłoża tego pr/ckt dałccna **r> mutacja punktowa genu kodującego łańcuch beta hemoglobiny (JD),