基因显性的相对性之共显性：MN血型和镰刀型细胞贫血症

上图见课本：【电子课本】必修二第5章第1节基因突变与基因重组

开门见山：上图中的问题还记得吗？为什么杂合子没表现镰刀型细胞贫血症？为什么杂合子能同时合成正常血红蛋白和异常血红蛋白呢？本文就来谈谈基因显性的相对性之共显性。

一对等位基因的两个成员在杂合子中都表达的遗传现象叫共显性。如人类的ABO血型及MN血型系统以及镰刀型细胞贫血症均为共显性。ABO血型系统前面介绍过了，下面有链接，本文介绍MN血型和镰刀型细胞贫血症这两个例子。

1.MN血型

人类的MN血型是继ABO血型后被检出的第二种血型，首先由Landsteiner和Levine发现。由于MN血型是使用免疫血清检出的，故取M和N两个字母作为MN血型的符号。它的遗传是由一对等位基因决定的，为纪念上述两位科学家，故以LM、LN表示这一对等位基因。MN血型分为M型、MN型和N型3种表现型。M型个体的红细胞表面有M抗原，由LM基因决定，N型有N抗原，由LN基因决定，MN型既有M抗原又有N抗原，LM和LN基因并存，它们互不遮盖。3种表现型的基因型分别为LMLM、LNLN和LMLN。MN血型表明LM和LN这一对等位基因的两个成员分别控制不同的抗原物质，这两种物质在杂合子中同时表现出来。就这种血型而言，在人类中可能有6种婚配方式。下表表示系谱分析后不同婚配方式和其子女的血型分布（表5）。MN血型遗传同样说明分离定律的普遍性。

表1  MN血型遗传

表现型	基因型	家庭数	实得子女数	理论比
M  MN  N	M  MN  N
M×M N×N M×N M×MN N×MN MN×MN	LMLM×LMLM LNLN×LNLN LMLM×LNLN LMLM×LMLN LNLN×LMLN LMLN×LMLN	24 6 30 86 71 69	98  -  -   -  -  27   -  43  - 183  196  - -  156  167 71  141  63	1  -  - -  -  1 -  1  - 1/2  1/2  - -  1/2  1/2 1/4/ 2/4 /1/4

2.镰刀型细胞贫血症

镰刀型细胞贫血症也是共显性的一个例子。正常人红细胞呈碟形，镰刀型细胞贫血症患者的红细胞呈镰刀形。正常人与镰刀型细胞贫血症患者结婚所生子女，红细胞既有正常碟形的，又有镰刀形的，平时并不表现严重的病症，只有在缺氧条件下才发病。

镰刀形细胞贫血症是人类第一个在分子水平了解透彻的疾病。正常血红蛋白(HbA)链的第 6 位氨基酸是谷氨酸，密码子突变后谷氨酸变成了缬氨酸就成为引起镰刀形细胞贫血症的血红蛋白(HbS)。

HbS 纯合体(HbS/HbS)往往由于严重的贫血而死亡，但杂合体(HbA/HbS)一般不表现贫血，说明HbA 对于 HbS 等位基因是显性，即单独一个正常HbA 等位基因的产物 HbA 能够提供细胞所需要的氧气，表现为单倍性充足。但当环境中氧气稀薄(如高原)或者机体短时间需要大量氧气供应(如高强度劳动或体育竞技)的时候，杂合体(HbA/HbS)也会表现贫血，因为这时单独一个正常 HbA 等位基因的产物HbA 的量已不能提供机体所需要的足量氧气，表现出与 HbS纯合体(HbS/HbS)相同的镰刀形细胞贫血症，严重时甚至死亡。此时 HbA 等位基因表现出单倍性不足，而 HbS 基因则变成了显性等位基因。 

判断某等位基因的显性与隐性主要依据与该等位基因所关联的性状。某个基因可能与多种性状有关，讨论所关联的不同性状的时候，等位基因的显隐性关系也不同。对于镰刀形细胞贫血症性状，HbS等位基因一般为隐性等位基因。但杂合体(HbA/HbS)对疟疾的抗性却比野生型纯合体(HbA/HbA)强，因此在疟疾泛滥的地区(一般位于低海拔)，HbA/HbS 杂合体不但不表现贫血病性状，反而因为抗疟疾而比野生型 HbA 纯合体的适合度更高，因而 HbS 等位基因对于抗疟疾性状而言是显性，而 HbA则为隐性。不过，HbS 纯合体(HbS/HbS)虽然感染疟疾的发病率确实更低，但由于这种基因型即使在低海拔地区也会贫血，再加上疟疾本身也引起贫血，所以还是由于严重的贫血而比杂合体死亡率更高。

参考文献：邢万金，莫日根.遗传学教学中在细胞与分子水平上理解等位基因的显性与隐性.遗传学教学.2015年1月

关于血液和血型的相关话题：