Резус-фактор: наследование, генотипы и расчёт вероятности

Резус-фактор наследуется как обычный менделевский признак с полным доминированием: одна пара аллелей, три генотипа, предсказуемое расщепление. Сложность в задачах начинается там, где фенотип родителя не задаёт генотип однозначно. Резус-положительный человек может быть и гомозиготой, и гетерозиготой, а от этого напрямую зависит, какая доля детей окажется резус-отрицательной и возникнет ли риск иммунологического конфликта при беременности. Ниже разобрана вся цепочка: от гена RHD до расчёта вероятностей в решётке Пеннета. Калькулятор строит распределение потомства для любой пары родительских генотипов.

Ген RHD: что именно наследуется

Резус-фактор - это белок-антиген D на мембране эритроцитов. Его кодирует ген RHD, расположенный на коротком плече первой хромосомы (локус 1p36.11) вплотную к почти идентичному по последовательности гену RHCE. Именно соседство двух гомологичных генов объясняет молекулярную природу признака: у европеоидов примерно в 95 % случаев резус-отрицательность вызвана полной делецией гена RHD в результате неравного кроссинговера между этими копиями.

Отсюда следует главное для генетических задач: аллель $d$ - это не альтернативный вариант белка, а отсутствие рабочего гена. Нет гена - нет белка - нет антигена на мембране. Поэтому признак строго рецессивен: одной работающей копии достаточно, чтобы антиген D синтезировался в полном объёме, и никакого промежуточного фенотипа между резус-положительным и резус-отрицательным не образуется. В отличие от системы AB0, где аллели ведут себя кодоминантно, резус-система даёт классическое полное доминирование.

Частота резус-отрицательного фенотипа сильно зависит от популяции: около 15 % у европеоидов, 7-8 % у африканских популяций и менее 1 % у народов Восточной Азии. Это тот случай, когда рецессивный признак остаётся частым, потому что не снижает приспособленность носителя.

Генотипы DD, Dd и dd

Резус-принадлежность обозначают одной парой аллелей: доминантный $D$ (антиген синтезируется) и рецессивный $d$ (ген отсутствует). Возможны три генотипа и всего два фенотипа.

Рассчитать для своей задачи

Ключевая асимметрия задачи: резус-отрицательный фенотип однозначно задаёт генотип $dd$, а резус-положительный - нет. Увидев в условии «мать резус-положительна», нельзя написать её генотип - придётся рассматривать оба варианта или выводить генотип из фенотипов детей и родителей, как при анализе родословной.

Решётка Пеннета: четыре типа скрещиваний

Поскольку рассматривается один ген, все варианты сводятся к четырём комбинациям родительских генотипов. Расщепление в каждом случае - стандартное моногибридное.

Рассчитать для своей задачи

DD \times dd &\;\to\; 100\,\%\ Dd \;-\; \text{все дети Rh+, все носители}\\ Dd \times Dd &\;\to\; 1\,DD : 2\,Dd : 1\,dd \;-\; 75\,\%\ \text{Rh+},\ 25\,\%\ \text{Rh-}\\ Dd \times dd &\;\to\; 1\,Dd : 1\,dd \;-\; 50\,\%\ \text{Rh+},\ 50\,\%\ \text{Rh-}\\ dd \times dd &\;\to\; 100\,\%\ dd \;-\; \text{все дети Rh-} \end{aligned}$$ Единственная комбинация, где появляется расщепление $3:1$, - брак двух гетерозигот. Вероятность резус-отрицательного ребёнка в нём равна $P(dd) = 1/2 \cdot 1/2 = 1/4$. Обратите внимание: это вероятность для каждой беременности независимо. Если у пары уже родились трое резус-положительных детей, для четвёртого вероятность по-прежнему $1/4$ - гаметы не «помнят» предыдущих исходов. Обратную задачу - восстановить генотипы родителей по потомству - решают от рецессивного фенотипа. Каждый резус-отрицательный ребёнок доказывает, что оба родителя несут аллель $d$, а значит резус-положительный родитель такого ребёнка гетерозиготен. Если же все дети резус-положительны, однозначного вывода нет: небольшая выборка не отличает $DD \times dd$ от $Dd \times dd$, где просто не выпал маловероятный вариант. ## Могут ли у резус-отрицательных родителей родиться резус-положительные дети Формально нет: генотип $dd \times dd$ даёт только гаметы $d$, поэтому все потомки получают $dd$. Это классический критерий исключения отцовства - но с оговорками, которые стоит знать. Первая - **слабый D** (ранее вариант $D^u$): антиген присутствует, но в малом количестве, и стандартный тест может дать отрицательный результат. Формально такой человек несёт $D$ и передаёт его детям. Вторая - **частичный D**, когда антиген изменён из-за гибридного гена *RHD-RHCE*. Третья, самая редкая, - механизм, при котором в геноме есть неактивный псевдоген *RHDψ* (распространён в африканских популяциях): фенотип отрицательный, но молекулярный анализ находит последовательность *RHD*. Для учебной задачи по генетике действует простое правило: если в условии нет прямого указания на слабый D, скрещивание Rh− × Rh− даёт только Rh− потомство. ## Резус-конфликт: как генотипы родителей задают риск Иммунологический конфликт возможен только в одном сочетании: **мать $dd$ (Rh−), а плод Rh+**, то есть унаследовал $D$ от отца. Материнская иммунная система при попадании эритроцитов плода в кровоток распознаёт антиген D как чужой и вырабатывает антитела класса IgG, которые проходят через плаценту.  Генотип отца определяет вероятность рискованной беременности: - отец $DD$ - все дети $Dd$, то есть Rh+; риск сопровождает каждую беременность, $P = 1$; - отец $Dd$ - половина детей $Dd$ (Rh+), половина $dd$ (Rh−); $P = 1/2$; - отец $dd$ - конфликт невозможен в принципе. Важная деталь, которую часто путают: первая беременность обычно протекает благополучно, потому что массивный контакт крови матери и плода происходит в родах, и антитела успевают образоваться уже после рождения. Опасность растёт со второй и последующих беременностей Rh-положительным плодом - развивается гемолитическая болезнь новорождённых. Профилактика - введение анти-D иммуноглобулина, который связывает попавшие в кровоток эритроциты плода до того, как запустится иммунный ответ. Клиническая сторона вопроса подробнее разобрана в материале про [систему AB0 и резус-фактор](/blog/gruppy-krovi-sistema-ab0-i-rezus-faktor). ## Совместные задачи: группа крови плюс резус-фактор Гены *RHD* (хромосома 1) и *ABO* (хромосома 9) лежат в разных хромосомах, поэтому наследуются независимо, и вероятности перемножаются. Разберём типовое условие: мать $I^A i\,dd$, отец $I^B i\,Dd$. Найти вероятность ребёнка с IV группой и положительным резусом. По системе AB0 комбинация $I^A i \times I^B i$ даёт четыре равновероятных класса, из которых $I^A I^B$ (IV группа) составляет $1/4$. По резус-фактору $dd \times Dd$ даёт $1/2$ детей $Dd$. Итого: $$P(\text{IV, Rh+}) = \frac{1}{4} \cdot \frac{1}{2} = \frac{1}{8} = 12{,}5\,\%$$ Тот же приём работает при подсчёте доли детей, для которых возможен резус-конфликт, при неизвестном генотипе отца: если известна лишь его резус-положительность, придётся оценивать частоты генотипов в популяции через [закон Харди-Вайнберга](/blog/zakon-hardi-vaynberga-populyacionnaya-genetika). При частоте Rh− $q^2 = 0{,}15$ получаем $q \approx 0{,}39$, $p \approx 0{,}61$, и среди резус-положительных мужчин гетерозигот $2pq / (p^2 + 2pq) \approx 0{,}56$ - то есть больше половины. ## Частые ошибки - **Записывают генотип Rh-положительного родителя как $DD$ по умолчанию.** Пока в условии нет данных о детях или родителях, вариант $Dd$ равноправен, и ответ обязан учитывать оба. - **Складывают вероятности по разным беременностям.** Расщепление $3:1$ - это ожидание для большой выборки; для конкретного ребёнка вероятность каждый раз одна и та же. - **Путают резус-конфликт с конфликтом по AB0.** Это разные системы антигенов и разные механизмы; резус-конфликт требует именно $dd$ у матери. - **Считают, что конфликт возможен при отце $dd$.** Если оба родителя резус-отрицательны, плод гарантированно $dd$, антигена D нет и иммунизации не будет. - **Обозначают резус-отрицательный аллель как отсутствие символа.** В решётке Пеннета аллель $d$ пишется явно, иначе теряются гаметы и расщепление считается неверно. ## FAQ **Как определить генотип резус-положительного родителя по потомству?** Достаточно одного резус-отрицательного ребёнка: он получил по $d$ от каждого родителя, значит оба родителя несут $d$. Резус-положительный родитель такого ребёнка обязательно гетерозиготен $Dd$. **Наследуется ли резус-фактор сцепленно с полом?** Нет. Ген *RHD* находится в аутосоме (первая хромосома), поэтому мальчики и девочки наследуют признак одинаково, а реципрокные скрещивания дают одинаковый результат. **Почему у двух резус-положительных родителей рождается резус-отрицательный ребёнок?** Потому что оба родителя гетерозиготны $Dd$ и передали ребёнку по рецессивному аллелю. Вероятность такого исхода $1/4$, и это стандартное подтверждение полного доминирования, а не ошибка анализа. ## Коротко Наследование резус-фактора описывается одним геном *RHD* с полным доминированием: генотипы $DD$ и $Dd$ дают фенотип Rh+, генотип $dd$ - Rh−, причём аллель $d$ у европеоидов почти всегда означает делецию гена. В задачах всё сводится к четырём скрещиваниям, из которых единственное расщепление $3:1$ даёт брак гетерозигот; резус-отрицательный фенотип однозначно указывает на генотип, положительный - нет. Риск резус-конфликта возникает только при матери $dd$ и Rh-положительном плоде, а его вероятность задаёт генотип отца: $1$ для $DD$ и $1/2$ для $Dd$. Совместные задачи с системой AB0 решаются перемножением независимых вероятностей.