Krvne skupine so posledica različnih sladkorjev pripetih na glikoproteine1 in glikolipide2 v membranah eritrocitov. Za pripenjanje teh sladkornih komponent (tako na krvne kot na druge telesne celice) skrbijo encimi glikozil-transferaze3. Od tega kakšen tip glikozil-transferaze imamo, je odvisno kakšno krvno skupino bomo imeli.
A, B in 0
Pri ljudeh sta znana dva različna encima: eden je odgovoren za pripenjanje sladkorjev, značilnih za grupo A, drugi pa za B. Genetski zapis za encima leži na kromosomu 9. V kolikor ima posameznik funkcionalna zapisa za obe glikozil-transferazi, najdemo na njegovih krvničkah tako sladkorje skupine A kot B-njegova krvna skupina je AB. Pri tistih, ki imajo funkcionalen le zapis za en encim, drugi zapis pa zaradi mutacij tvori neaktiven encim, določimo krvno skupino A oz. B. Ljudje z grupo 0 pa imajo neaktivna oba encima.
Prisotnost mutacij v zapisu za posamezen encim se zelo razlikuje med populacijami: med Kitajci prevladuje skupina B, med Afričani skupina A, južnoameriški Indijanci pa imajo baje izključno krvno skupino 0! Pri Slovencih prevladuje skupina A, za petami ji je 0, manjši pa je odstotek B in posledično tudi AB.
Evolucija krvnih skupin
Za genetski zapis v splošnem velja, da je tem bolj podoben, čim sorodnejše so med sabo vrste. To drži tudi za glikozil-transferazne gene. Kot kaže, so se t. i. ABO geni razvili iz sorodnih GAL genov pred približno 500 milijoni let, kar sega približno v čas pojava vretenčarjev. ABO podobne krvne skupine najdemo tako vsaj pri vseh sesalcih! Človeku podobne opice so nam tudi v tem primeru najbolj sorodne: imajo namreč človeškim enake (!) krvne skupine A, B in 0, vendar zelo redko skupino AB. Pri posamezni vrsti opic ponavadi namreč prevladuje ena krvna skupina: šimpanzi imajo npr. skupino A ter minimalen odstotek skupine 0, vendar nič B, med tem ko imajo gorile skupino B ter minimalen odstotek 0 in nič A. Bi zaradi tega nenavadnega pojava lahko sklepali, da so se ljudje, ki imajo grupo AB, razvili s križanjem med dvema linijama opic, npr. med gorilo in šimpanzom? Oglejmo si razlike med genskima zapisoma za oba encima!
Primerjave približno 200 aminokislin dolgih delov zaporedij (celoten encim je dolg 355 aminokislin), ki tvorita posamezna encima kažejo, da so med glikozil-transferazama za skupino A in B lahko različne le tri aminokisline. Tudi tako majhne spremembe so namreč pogosto dovolj, da dobimo encim z nekoliko drugačno funkcijo, če se le-te pojavijo na mestu, ki bistveno vpliva na zvijanje proteina, delovanje njegovega aktivnega mesta, itd. Za to, da dobimo nefunkcionalni protein (to se pravi, da imamo, v našem primeru, krvno skupino 0) pa je pogosto dovolj že bistveno manj: v primeru izgube enega samega nukleotidnega para v DNK pride namreč do spremembe bralnega okvirja – berejo se napačni tripleti nukleotidov – in celotna aminokislinska struktura se lahko poruši.
Za tako majhne spremembe križanje med opicami ni bilo potrebno; tekom evolucije so lahko nastale večkrat, neodvisno druga od druge!
Kot kaže, je bil izvoren zapis za glikozil-transferazo skupine A. Od tega so se nato odcepile različne evolucijske veje, ki so vodile v razvoj človeških, šimpanzjih, goriljih… glikozil-transferaz, ki so se nadalje spreminjale ali pa tudi ne. Tako se je razvilo veliko različnih encimov, njihovo delovanje pa pri človeku in opicah vodi le v dva možna rezultata: krvno skupino A oz. B.
Toda zakaj potemtakem tudi gorile in šimpanzi nimajo obeh krvnih skupin? Zakaj v človeških populacijah pogosto manjka ena krvna skupina? In nenazadnje: zakaj se grupi A in B sploh ohranjata, če pa očitno tudi posamezniki z nefunkcionalnimi encimi prav dobro živijo in je krvna skupina 0 celo 100% med Indijanci?
Zakaj so krvne skupine sploh potrebne?
Poglejmo si hitrost evolucije genov za encime krvnih skupin. Deli DNK, ki niso pod vplivom selekcije so podvrženi t.i. nevtralni evoluciji pri kateri so vse spremembe enako verjetne. Hitrost evolucije glikozil-transferaz pa je bila bistveno hitrejša, kar pomeni, da so nekatere mutacije organizmom prinesle prednost in so se zato ustalile, namesto da bi se encim na istih mestih še spreminjal. Kaj pa so bile te selekcijske sile in zakaj so bile v različnih okoljih tako različne?
Na žalost je prav odgovor na to ključno vprašanje v veliki meri še nedorečen. Nekaj raziskav na to temo pa je bilo vendarle opravljenih.
Sladkorji pripeti na površine celičnih membran so pogosto mesta kamor se pritrdijo bakterije ob infekciji tkiva. Neka študija je pokazala, da se bakterija Helicobacter pylori, povzročiteljica gastritisa4 in rane na želodcu, pritrdi na sladkorne verige, podobne tistim na eritrocitih krvne skupine 0, ne pa na bolj razvejane verige kot jih imata skupini A in B. Posamezniki s krvno grupo A oz. B naj bi bili tako bolj odporni na infekcije s to bakterijo, kar bi pomenilo določeno selekcijsko prednost.
Drug zanimiv podatek je prisotnost protiteles proti sladkorjem krvne skupine, ki ni naša. Posamezniki s skupino A imajo protitelesa proti B in obratno. Tisti z 0 imajo protitelesa proti A in B, tisti z AB pa nimajo protiteles proti nobeni krvni skupini. (Prav ta pojav je kriv za burno in večinoma smrtno reakcijo pri prejemu tuje krvi proti kateri imamo protitelesa!) Zakaj pa imamo protitelesa, če nismo še nikoli prišli v stik s tujo krvjo? Za to so odgovorni mikroorganizmi naše normalne črevesne flore, ki imajo na svojih celicah pritrjene verige sladkorjev, zelo podobne tistim na eritrocitih krvnih skupin A in B. Odkrili pa so, da imajo lahko prav take verige tudi patogene bakterije! V tem primeru je prisotnost protiteles proti njim bistvena za premagovanje okužbe in tisti s krvno skupino 0 smo v tem pogledu v bistveni prednosti pred npr. tistimi z AB.
Zdaj je morda že lažje sklepati, kaj je povzročilo posamezne evolucijske pritiske v smer posameznih krvnih skupin. Morda je za odsotnost krvne skupine B pri šimpanzih odgovoren prav specifičen mikroorganizem, na katerega so šimpanzi zelo občutljivi in ima na svoji površini podobne sladkorne strukture kot krvna skupina B!? Podobno si lahko razlagamo tudi razlike med človeškimi populacijami na različnih celinah.
Različna okolja so imela na različne vrste in rase očitno precej različne selekcijske vplive. Prav ti vplivi so na določeni evolucijski točki spodbujali ali onemogočali razvoj v določeno smer. Pravzaprav smo jim vsa živa bitja podvržena tudi v tem trenutku – evolucija teče…
Opombe:
1. Glikoprotein je protein, na katerega so pripete verige sladkorjev.
2. Glikolipid je molekula s polarnim in nepolarnim koncem, ki ima na svoj polarni del pripete verige sladkorjev.
3. Glikozil-transferaza je encim, ki prinese in pripne sladkorje na druge molekule.
4. Gastritis je vnetje želodčne sluznice.
Tanja Vranac, kvarkadabra.net – številka 12 (december 2001)
