PROGRAM NAUCZANIA rok III I Wydział Lekarski, semestr zimowy 2014/2015 GENETYKA KLINICZNA L.p. Temat 1. WSTĘP DO GENETYKI 2. ELEMENTY GENETYKI MOLEKULARNEJ. MUTAGENEZA mgr Sylwia Popek Zakres treści Znaczenie genetyki klinicznej w medycynie, współczesne kierunki rozwoju genetyki, podstawowe definicje pojęć genetyki klinicznej. Genom człowieka. Wprowadzenie do biologii molekularnej i patologii molekularnej, struktura kwasów nukleinowych, funkcje genomu. Genom jądrowy i mitochondrialny. Choroby mitochondrialne. -choroby spowodowane mutacjami punktowymi w mtdna (dziedziczna neuropatia nerwu wzrokowego Lebera), -choroby związane z rearanżacjami w mtdna (zespół szpikowo-trzustkowy Pearsona), -choroby mitochondrialne wywołane mutacjami mtdna i genomu jądrowego (asocjacja GRACILE). Koncepcje regulacji ekspresji genów, zjawiska sprzężenia i współdziałania genów. Czynniki epigenetyczne. Dziedziczenie epigenetyczne (imprinting). Aspekty kliniczne: zespół Angelmana i Pradera-Willego, (Beckwitha-Wiedemanna i Russela-Silvera). Molekularne podłoże mutagenezy; mutacje oraz czynniki mutagenne: -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) -czynniki mutagenne chemiczne (czynniki alkilujące i arylujące, poliaromatyczne węglowodory, barwniki akrydynowe, analogi zasad azotowych, reaktywne formy tlenu) -czynniki mutagenne biologiczne -czynniki genotoksyczne. Wpływ czynników genetycznych i środowiskowych na występowanie chorób człowieka. Organizmy modyfikowane genetycznie (GMO). Podstawy farmakogenetyki.
3. CHOROBY CHROMOSOMOWE I 4. CHOROBY CHROMOSOMOWE II 5. CHOROBY JEDNOGENOWE I lek med. Magdalena Cisło -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 Wolfa-Hirschhorna, zespół Williamsa-Beurena). Prawa Mendla, typy dziedziczenia, typowe i nietypowe dziedziczenie jednogenowe człowieka. Mutacje punktowe. Choroby jednogenowe autosomalne recesywne: fenyloketonuria, alkaptonuria, hemochromatoza, homocystynuria, galaktozemia, anemia sierpowata, mukowiscydoza, albinizm, choroba Tay-Sachsa. Choroby jednogenowe autosomalne dominujące: neurofibromatoza, achondroplazja, choroba Huntingtona, zespół Marfana, zespół Aperta, osteogenesis imperfecta.
6. CHOROBY JEDNOGENOWE II. CHOROBY WIELOCZYNNIKOWE dr hab. Agata Filip 7. IMMUNOGENETYKA mgr Małgorzata Michalak- Wojnowska Choroby jednogenowe sprzężone z chromosomem X. Zespół kruchego X, dystrofie mięśniowe, zespół Retta, hemofilie, daltonizm. Rodzinne występowanie powszechnych chorób wieku dorosłego. Molekularne podstawy nadciśnienia. Genetyczne podłoże miażdżycy. Genetyczne podłoże cukrzycy. Choroby Alzheimera i schizofrenii. Komórki układu immunologicznego (dojrzewanie limfocytów T i B). Rekombinacja V(D)J i adaptacyjna odpowiedź immunologiczna -geny immunoglobulin i różnorodność przeciwciał, -mechanizm rekombinacji V(D)J, -regulacja epigenetyczna monoallelicznej rekombinacji i ekspresji, -wykluczenie alleliczne, -składanie funkcjonalnego łańcucha ciężkiego, -składanie funkcjonalnego łańcucha lekkiego, -zmiana klas Ig i różnorodność przeciwciał. Markery powierzchniowe limfocytów T i B oraz ich zastosowanie w ocenie defektów immunologicznych odpowiedź immunologiczna (wrodzona i nabyta). Przykłady wrodzonych zespołów niedoboru odporności: -agammaglobulinemia typu Brutona -ciężki złożony niedobór odporności z niedoborem dezaminazy adenozyny (ADA) -ciężki złożony niedobór odporności (SCID) -zespół Wiskotta-Aldricha -ataksja teleangiektazja -zespół DiGeorge'a
8. ONKOGENEZA dr hab. Agata Filip 9. GENETYKA POPULACYJNA lek med. Magdalena Cisło 10. PORADNICTWO GENETYCZNE -klasyfikacja nowotworów (podział histologiczny, 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 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 -diagnostyka molekularna; czynniki diagnostyczne, prognostyczne i predykcyjne -znaczenie badań genetycznych w klinice Dziedziczenie różnej liczby cech, dziedziczenie cech ilościowych, niezależne dziedzicze cech (częstość występowania allela w populacji, prawo Hardy'ego-Weinberga i odchylenia od tego prawa). Czynniki wpływające na pierwotną i wtórną równowagę genetyczną populacji. Efekt założyciela. Dryf genetyczny. Genetyczne wąskie gardło. Szacowanie ryzyka choroby genetycznej. Predyspozycje rodzinne Zasady poradnictwa genetycznego, planowanie badań i konsultacji specjalistycznych. Porada genetyczna. Aspekty prawne, społeczne i moralno-etyczne chorób genetycznych człowieka. Poradnictwo w niepłodności i niepowodzeniach prokreacji. Wady wrodzone.
11. METODY MOLEKULARNE mgr Sylwia Popek 12. ZAJĘCIA PRAKTYCZNE I 13. ZAJĘCIA PRAKTYCZNE II Techniki molekularne. -pobieranie materiału biologicznego, przechowywanie i transport próbek. -techniki pobierania materiału do badań prenatalnych -izolacja DNA i RNA -ocena ilościowa i jakościowa wyizolowanych kwasów nukleinowych -łańcuchowa reakcja polimerazy, PCR (przebieg, zastosowanie, warianty), RT-PCR, Real Time-PCR, PCR multipleks -sekwencjonowanie DNA (metoda Sangera, sekwencjonowanie automatyczne). -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 -RFLP -Testy przesiewowe Zajęcia praktyczne w pracowni molekularnej. Podstawowe techniki laboratoryjne. Elektroforeza kwasów nukleinowych. Wskazania do badań molekularnych. Rodzaje materiału wykorzystywanego w diagnostyce laboratoryjnej, zasady jego pobierania. Metody diagnostyczne laboratoryjnej diagnostyki medycznej metody molekularne. Interpretacja wyników. Zajęcia praktyczne w pracowni cytogenetycznej. Wskazania do badań cytogenetycznych. Metody diagnostyczne laboratoryjnej genetyki medycznej cytogenetyczne i cytomorfologiczne. Interpretacja wyników. 14. ZAJĘCIA DODATKOWE 15. ZALICZENIE ĆWICZEŃ
Literatura podstawowa: 1) Genetyka medyczna B. Kałużewski [red.], Wydawnictwo Elsevier Urban &Partner, 2014 2) Genetyka medyczna. Edward Tobias, Michael Connor, Malcolm Ferguson-Smith, PZWL 2013 3) Genetyka medyczna. Podręcznik dla studentów G. Drewa, T Ferenc. Elsevier Urban &Partner Wrocław 2011 4) Biologia molekularna w medycynie; elementy genetyki klinicznej J. Bal Wydawnictwo Naukowe PWN, 2011 5) Genetyka - krótkie wykłady P.C. Winter, G.I. Hickey, H.L. Fletcher, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2011 6) Genetyka molekularna P. Węgleński, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008 Literatura uzupełniająca: 1) Genomy Brown T.A., Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009 2) Analiza DNA teoria i praktyka R. Słomski [red.], Wydawnictwo Akademii Rolniczej w Poznaniu, Poznań 2008 3) Genetyka medyczna J. Bradley, D. Johnson, B. Pober Wydawnictwo Lekarskie PZWL 2006 4) Biologia molekularna człowieka R.J. Epstein, Wydawnictwo CZELEJ, Lublin 2006 5) Biologia molekularna krótkie wykłady P. Turner, A. McLennan, A. Bates, M. White, Wydawnictwo PWN, Warszawa 2013