Моделювання груп крові

Визначення групи крові є важливою лабораторною методикою. Це фактично перший аналіз, який роблять дитині при народженні. Він особливо актуальний у разі оперативних втручань, переливання крові. У деяких випадках визначення групи крові дитини та ймовірних батьків дає змогу встановити факт батьківства чи материнства. У сучасних медичних лабораторіях визначення груп крові здійснюють за допомогою моноклональних антитіл - цоліклонів. У зв'язку з небезпекою зараження учнів до роботи з кров'ю людини не допускають. Саме тому ми розробили альтернативну методику, що базується на хімічному моделюванні.

У 1900 р. К. Ландштейнер відкрив три групи крові. У 1907 р. Я. Янський і в 1910 р. Мосс (W. L. Moss) виділили четверту групу крові. Група крові людини залежить від наявності на поверхні еритроцитів особливих білків - антигенів, та у плазмі крові інших білків - антитіл. Наявність певних антитіл та антигенів продемонстровно в  таблиці 1. Таблиця 1. Біохімічні засади формування груп крові у людини У людини з О (І ) групою крові на поверхні еритроцитів немає антигенів, проте у плазмі крові такої особи містяться антитіла Анти-А та Анти-В. У людини з групою крові А (ІІ) на поверхні еритроцитів міститься антиген А, а в плазмі крові - антитіло анти-В.  У людини з групою крові В (ІІІ) на поверхні еритроцитів міститься антиген В, а в плазмі крові - антитіло анти-А. У людини з групою крові АВ (IV) на поверхні еритроцитів наявні антигени А та В, але немає антитіл. Зверніть увагу на те, що у крові однієї людини не можуть бути однакові антигени та антитіла, бо це призведе до аглютинації, тобто склеювання еритроцитів з білками плазми, і зрештою до смерті. Для визначення групи крові в медичних лабораторіях використовують розчини - цоліклони. Цоліклон АнтиА містить  високу концентрацію антитіл  анти-А, він, як правило, забарвлений в червоний колір. Цоліклон АнтиВ містить високу концентрацію антитіл анти-В, він, як правило, забарвлений в синій колір. Для визначення групи крові людини дві краплини капілярної крові людини капають на предметне скло; потім в одну краплину додають цоліклон АнтиА, а в іншу краплину - цоліклон АнтиВ. Якщо у людини О (І), то аглютинація (згортання) крові не відбудеться в жодному цоліклоні. Якщо у людини А (ІІ) група крові, то антиген А прореагує з антитілом анти-А цоліклону; це буде видно як згортання краплини крові, у яку додали анти-А (як правило, вона перша). Якщо у людини В (ІІІ) група крові, то антиген В прореагує з антитілом анти-В цоліклону; це буде видно як згортання краплини крові, у яку додали анти-В (як правило, вона друга). Якщо згортання крові відбудеться в обох краплинах, то людина є носієм ІV (АВ) групи крові. Групи крові людини детермінуються за законами множинного алелізму.

• Антиген А визначається алелем IA.  
• Антиген В визначається алелем IB.  
• Алель І0 відповідає за відсутність вироблення антигенів.  
• Алелі IA та IB є кодомінантними (проявляються обидва, якщо наявні разом), а алель і є рецесивним щодо них. 

У цій роботі застосовується хімічне моделювання, в якому: І група крові - дистильована вода; ІІ група крові - розчин аргентум нітрату (1,7 г аргентум нітрату розчинити в 50 мл води); ІІІ група крові - розчин барій нітрату (2,6 г барій нітрату розчинити в 50 мл води); ІV група - суміш розчинів аргентум нітрату та барій нітрату в однакових пропорціях; Анти А - 10 крапель концентрованої соляної кислоти розчинити в 40 мл води; Анти В - 10 крапель концентрованої сульфатної кислоти розчинити в 40 мл води.

Зразки крові (імітаційні) - 13 пробірок по 1,5 мл: - 4 зразки: W, X, Y, Z (для вправи 1); - 9 зразків: C, D, E, 1F, 1M, 2F, 2M, 3F, 3M (для вправи 2). Антитіла (імітаційні) - 3 пробірки по 15 мл (зберігаються у пластиковому стакані 250 мл): Anti-A, Anti-B, NA (немає антитіл). Предметні скельця: 4 скла з 3 лунками на кожному. Піпетки: 16 штук. Схему приготування імітацій груп крові подано в таблці 2. Таблиця 2. Приготування зразків кроків батьків та дітей

Загальні правила

• Позначення:
  • Хрестик (X) – є осад (аглютинація);
  • Тире (-) – немає осаду.
• Чистота піпеток: кожен розчин, який імітує кров, необхідно набрати чистою піпеткою; для антитіл використовуйте відповідну піпетку, але не торкайтеся ними до розчинів, які імітують кров.  
• Безпека: не торкайтеся розчинів у лунках руками чи піпетками.

1. Покладіть чотири предметних скла з лунками на папір так, щоб вони утворили сітку (4 колонки, 3 рядки) (вправа 1).
2. Підпишіть лунки маркером та етикетками: рядки (зверху вниз): Anti-A, Anti-B, NA; колонки (зліва направо): W, X, Y, Z.
3. Візьміть три піпетки та підпишіть їх: одна для Anti-A, одна для Anti-B, одна для N.
4.  Для зразків крові (W, X, Y, Z) використовуйте інші чисті піпетки.
5. Візьміть піпетку, додайте одну краплю зразка W у кожну з трьох лунок колонки W.
6. Повторіть для зразків X, Y, Z у їхніх колонках.
7. Додайте одну краплю Anti-A у всі лунки першого ряду (Anti-A).
8. Додайте одну краплю Anti-B у всі лунки другого ряду (Anti-B).
9. Додайте одну краплю NA у всі лунки третього ряду (NA).
10. Подивіться на лунки. Якщо є білий осад – це аглютинація. Результати мають виглядати так:
11. Подібні досліди необхідно повторити з  іншими зразками крові: C, D, E, 1F, 1M, 2F, 2M, 3F, 3M (вправа 2).
12. Розв'язуючи генетичні задачі, встановіть імовірних дітей C, D, E, якщо пари мають одну цифру, тобто 1F - жінка, 1М - її чоловік.

Виходячи з результату дослідження встановіть групи крові у батьків та дітей, напишіть всі можливі варіанти схрещування. Чи можна точно встановити факт батьківства за даних умов?

Спробуйте додати в розчини різні барвники червоного кольору.