PROGRAM NAUCZANIA rok III Wydział Lekarski, semestr letni GENETYKA MOLEKULARNA

Transkrypt

1 PROGRAM NAUCZANIA rok III Wydział Lekarski, semestr letni GENETYKA MOLEKULARNA L.p. TEMAT ZAKRES TREŚCI 1. Wstęp do genetyki ( ) -znajomość pojęć: kwas nukleinowy (DNA i RNA), gen (jednostka transkrypcyjna, gen strukturalny, sekwencja wiodąca i asystująca, enhancer, silencer, promotor), allel (dominujący, recesywny), allele kodominujące, homozygota (dominująca i recesywna), heterozygota, chromosom, telomer, centromer, genom, genotyp, fenotyp, haploidalność, diploidalność, mutacje punktowe i odcinkowe, rearanżacje. -genom człowieka (genom mitochondrialny i jądrowy pseudogeny, fragmenty genów, introny, eksony) -prawa Mendla -typy dziedziczenia -mutacje w mtdna -choroby spowodowane mutacjami punktowymi w mtdna (dziedziczna neuropatia nerwu wzrokowego, zespół Leigha) -choroby związane z rearanżacjami w mtdna (zespół szpikowo-trzustkowy, Pearsona, zespół Kearnasa-Sayre'a, zespół przewlekłej postępującej oftalmoplegii -choroby mitochondrialne wywołane mutacjami mtdna i genomu jądrowego (asocjacja GRACILE, zespół MNGIE) 2. Znaczenie replikacji DNA u człowieka ( ) Mgr M. Budzyński 3. Mutacje i naprawa DNA ( ) -struktura DNA (budowa nukleotydów, połączenia nukleotydów, komplementarne pary zasad, rodzaje wiązań w podwójnej nici DNA, nić kodująca, nić matrycowa) -cykl komórkowy (punkty restrykcyjne, regulacja, rola RB1 i TP53) -mitoza i mejoza -podstawowe reguły replikacji u Eucaryota: białka i enzymy wspomagające replikację (ligaza DNA, białka RPA, helikaza, topoizomeraza), polimerazy DNA, fragmenty Okazaki, nić wiodąca i opóźniona, funkcja telomerów i telomerazy. -etapy replikacji (inicjacja, elongacja, terminacja) ZAGADNIENIE KLINICZNE: -hamowanie replikacji terapia nowotworów -mutacje punktowe [=genowe] (tranzycja, transwersja, mutacje: missensowne, nonsensowne, zmiana ramki odczytu) -mutacje odcinkowe [=chromosomowe] (delecja, insercja, deficjencja, duplikacja, inwersja) -czynniki mutagenne fizyczne (promieniowanie jonizujące, ultrafioletowe, wysoka temperatura)

2 -czynniki mutagenne chemiczne (czynniki alkilujące i arylujące, poliaromatyczne węglowodory, barwniki akrydynowe, analogi zasad azotowych, reaktywne formy tlenu) -czynniki mutagenne biologiczne (czynniki genotoksyczne, bezpośrednie działanie obcego DNA na genom) -naprawa DNA u Eucaryota: -naprawa bezpośrednia (naprawa pęknięć i modyfikacji chemicznych nukleotydów) -naprawa z wycinaniem uszkodzonych zasad azotowych -naprawa z wycinaniem uszkodzonych nukleotydów - naprawa z wycinaniem niedopasowanych nukleotydów -naprawa uszkodzeń dwuniciowych rekombinacja homologiczna i niehomologiczna -zespoły chorobowe związane z zaburzeniem naprawy DNA: skóra pigmentowana barwnikowa (Xeroderma pigmentosum), zespół Blooma, ataksja-teleangiektazja, anemia Fanconiego, zespół Cockayne a 4. Znaczenie transkrypcji u człowieka (4-8.03) Mgr A. Grenda -znajomość pojęć: epistaza, penetracja, ekspresja genów, plejotropia, antycypacja -struktura RNA (mrna, trna, rrna, małe RNA, mikrorna) -podstawowe reguły transkrypcji u Eucaryota: synteza i dojrzewanie mrna u Eucaryota (blokowanie końca 5, poliadenylacja, splicing, splicing alternatywny, redagowanie), udział polimeraz RNA (I, II i III) -etapy transkrypcji (inicjacja, elongacja i terminacja) - pojęcie domeny, regulacja transkrypcji poprzez działanie różnych motywów białkowych i leków (ogólnie) - potranskrypcyjna regulacja ekspresji -metylacja i imprinting genomowy -choroba Huntingtona -zespół Pradera-Willego, zespół Angelmana -zmiany ekspresji genów w rozwoju zarodkowym, mechanizmy różnicujące komórki w rozwoju zarodkowym -geny homeotyczne -zmiana ekspresji genów w różnicowaniu się komórek 5. Znaczenie translacji u człowieka ( ) -podstawowe reguły translacji u Eucaryota, znajomość pojęć: ekspresja genów, otwarta ramka odczytu, kod genetyczny, aminoacylacja, kodon, antykodon -cechy kodu genetycznego, odstępstwa od kodu uniwersalnego -struktura i funkcje rybosomów u Eucaryota

3 Mgr. M. Michalak 6. Cytogenetyka I ( ) 7. Cytogenetyka II (27.03, ) 8. Genetyka nowotworów ( ) Dr hab. A. Filip -rola trna w translacji, oddziaływanie kodon-antykodon, zasada tolerancji -etapy translacji (inicjacja, elongacja, terminacja) -wrodzona łamliwość kości osteogenesis imperfecta (AD), achondroplazja (AD) -mukowiscydoza (AR), niedokrwistość sierpowatokrwinkowa (AR) -hemofilie A i B (XR), dystrofie mięśniowe (XR) -zespół Blocha-Schulzbergera (XD) KOLOKWIUM z ĆWICZEŃ 1-5 -morfologia chromosomów, euchromatyna i heterochromatyna, kariotyp i kariogram -aberracje chromosomowe liczbowe (poliploidie i aneuploidie) -aberracje chromosomowe strukturalne (translokacje wzajemne i robertsonowskie, inwersje, insercje, delecje interstycjalne i dystalne, mikrodelecje, duplikacje i mikroduplikacje, izochromosomy, chromosomy dwucentromerowe, chromosomy pierścieniowe, chromosomy markerowe) -przyczyny powstawania aberracji chromosomowych -miejsca łamliwe chromosomów (aberracje chromatydowe, mozaikowatość, disomia jednorodzicielska) -przebieg badania cytogenetycznego (pobranie materiału, hodowla komórkowa, kończenie hodowli, wykonanie preparatów cytogenetycznych) -metody analizy chromosomów: analiza prążkowa metody barwienia chromosomów i ich zastosowanie, zasady analizy kariotypu, zasady opisu kariotypu wg systemu ISCN -wskazania do badania kariotypu -identyfikacja chromatyny płciowej -genetyczna determinacja płci Wybrane zespoły uwarunkowane aberracjami chromosomowymi: -aberracje liczbowe autosomów i poliploidie (zespół Downa, zespół Edwardsa, zespół Patau'a, triploidia) -aberracje liczbowe chromosomów płci (zespół Turnera i jego warianty, zespół Klinefeltera, kobiety 47,XXX, mężczyźni 47, XYY, zespół de la Chapelle, zespół Swyera) -zespoły chorobowe uwarunkowane aberracjami strukturalnymi (zespół cri-du-chăt), zespoły mikrodelecyjne (zespół Pradera-Willego, zespół Angelmana, zespół DiGeorge'a, zespół Wolfa-Hirschhorna, zespół Williamsa-Beurena) -typy nowotworów (podział histologiczny oraz podział ze względu na biologię nowotworu na łagodne i złośliwe) -cechy komórek nowotworowych -transformacja nowotworowa -etapy karcynogenezy: -preinicjacja: czynniki wpływające na karcynogenezę (mutagenne: chemiczne, fizyczne, biologiczne - rola zakażeń

4 wirusowych; czynniki genetyczne) -inicjacja: tor mutacyjny, funkcja onkogenów (mechanizmy aktywacji), genów supresorowych (mechanizmy inaktywacji), genów stabilizujących, mikrorna; cykl komórkowy a transformacja nowotworowa, -promocja: transformacja nowotworowa a apoptoza (czynniki pro- i antyapoptotyczne), unieśmiertelnienie komórek nowotworowych, nabycie zdolności do unaczynienia guza (czynniki pro- i antyangiogenne) -progresja: nabycie zdolności do tworzenia przerzutów -niestabilność chromosomowa i mikrosatelitarna -diagnostyka molekularna; czynniki diagnostyczne, prognostyczne i predykcyjne -znaczenie badań genetycznych w klinice -leczenie celowane ZAGADNIENIA KLINICZNE -rak jelita grubego: dziedziczny, niepolipowaty rak jelita grubego (HNPCC, zespół Lyncha), zespół gruczolakowatej polipowatości rodzinnej (FAP) -rak piersi -siatkówczak 9. Molekularne metody I ( ) Mgr A. Grenda Mgr M. Budzyński -pobieranie materiału biologicznego, przechowywanie i transport próbek. -techniki pobierania materiału do badań prenatalnych -izolacja DNA i RNA -ocena ilościowa i jakościowa wyizolowanych kwasów nukleinowych -enzymy restrykcyjne i ligazy znajomość pojęć: sekwencja palindromowa, endonukleaza, egzonukleaza, końce lepkie, końce tępe; przykłady: EcoRI, KpnI, ScaI -hybrydyzacja kwasów nukleinowych (sondy wykorzystywane w hybrydyzacji, metoda Southerna, metoda Northern, hybrydyzacja in situ FISH, metoda CGH, metoda mikromacierzy CGH, technika mikromacierzy ekspresyjnych) - technika Western Blotting ZAGADNIENIE KLINICZNE -genetyczne badania prenatalne 10. Molekularne metody II ( ) Mgr M.Michalak -łańcuchowa reakcja polimeryzy PCR (przebieg, zastosowanie, warianty), RT-PCR, Real Time-PCR, PCR multipleks -sekwencjonowanie DNA (metoda Sangera, sekwencjonowanie automatyczne). -identyfikacja mutacji (metody przesiewowe oraz wykrywanie znanych mutacji; MLPA, ASO, ASA, SSCP, PTT, PCR-RFLP) -TUNEL -DNA fingerprinting

5 -sekwencjonowanie nowej generacji 11. Kolokwium KOLOKWIUM z ĆWICZEŃ 6-10 LITERATURA 1) Genetyka - krótkie wykłady P.C. Winter, G.I. Hickey, H.L. Fletcher, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa ) Genetyka molekularna P. Węgleński, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2001, 2006, ) Genetyka medyczna G. Drewa, T. Ferenc, Wydawnictwo Elsevier & Partner, Wrocław ) Genomy Brown T.A., Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa ) Geny i genomy J. Wojcierowski, Wydawnictwo SPI s.c., Lublin ) Analiza DNA teoria i praktyka R. Słomski [red.], Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, Poznań ) Genetyka medyczna J. Wojcierowski [red.], Wydawnictwo CZELEJ, Lublin ) Genetyka medyczna J. Bradley, D. Johnson, B. Pober Wydawnictwo Lekarskie PZWL ) Podstawy genetyki medycznej M. Connor, M. Ferguson-Smith, Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa ) Biologia molekularna człowieka R.J. Epstein, Wydawnictwo CZELEJ, Lublin ) Biologia molekularna w medycynie; elementy genetyki klinicznej J. Bal Wydawnictwo Naukowe PWN, ) Biologia molekularna krótkie wykłady P. Turner, A. McLennan, A. Bates, M. White, Wydawnictwo PWN, Warszawa 2004