血型实质上是不同的红细胞表面抗原。红细胞质膜上的鞘糖脂是AB0血型系统的血型抗原，血型免疫活性特异性的分子基础是糖链的糖基组成。1960年，瓦特金斯（A. Watkins）确定了ABO抗原是糖类，并测定了其结构。A、B、O三种血型抗原的糖链结构基本相同，只是糖链末端的糖基有所不同。A型血的糖链末端为N-乙酰半乳糖胺；B型血为半乳糖；AB型两种糖基都有，O型血则缺少这两种糖基。
在ABO抗原的生物合成中三个等位基因ABO及H控制着A、B抗原的形成。ABO抗原的前体是H抗原；A基因编码一种叫N-乙酰半乳糖胺转移酶的蛋白质（A 酶），能把H抗原转化成A抗原；B基因编码一种叫半乳糖转移酶的蛋白质（B酶），能把H抗原转化成B抗原；O基因不能编码有活性的酶，而只有H抗原。
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