Geum.ru

Учебно-методический комплекс дисциплина: молекулярная биология и медицинская генетика специальность общая медицина

Вид материалаУчебно-методический комплекс

Содержание


Цель: Изучить структурную организацию и функционирование генетического материала клетки на молекулярном уровне. 3. Тезисы лекций
4. Иллюстративный материал
6. Контрольные вопросы (обратная связь)
1. Тема: Наследственная изменчивость
3. Тезисы лекций
4. Иллюстративный материал
6. Контрольные вопросы (обратная связь)
1. Тема: Репарация ДНК
4. Иллюстративный материал
6. Контрольные вопросы (обратная связь)
1. Тема: Молекулярно-генетические механизмы регуляции клеточного цикла
3. Тезисы лекций
4. Иллюстративный материал
6. Контрольные вопросы (обратная связь)
1. Тема: Основы онкогенетики
3. Тезисы лекций
4. Иллюстративный материал
6. Контрольные вопросы (обратная связь)
1. Тема: Введение в общую и медицинскую генетику
3. Тезисы лекций
...
Полное содержание
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
Тема: Генетический аппарат клетки



  1. Цель: Изучить структурную организацию и функционирование генетического материала клетки на молекулярном уровне.


3. Тезисы лекций:

1. Клетка – элементарная структурно-функциональная единица живого.

2. Типы клеточной организации: про- и эукариоты.

3. Уровни структурной организации генетического материала клеток.

4. Денверская и Парижская классификация хромосом.

5. Кариотип человека, медицинское значение.


Клетка представляет собой обособленную, наименьшую по размерам структуру, которой присуща вся совокупность свойств жизни, и которая может в подходящих условиях окружающей среды поддерживать эти свойства в самой себе, а также передавать их в ряду поколений. Клетка, таким образом, несет полную характеристику жизни. Поэтому в природе ей принадлежит роль элементарной структурной, функциональной и генетической единицы. Занимая в мире живых существ положение элементарной единицы, клетка отличается по размерам, форме, химическим особенностям. Выделяют прокриотические и эукариотические типы клеток.

В лекции представлены различные уровни структурно-функциональной организации генетического материала клеток: нуклеосомный, нуклеомерный, хромонемный, хроматидный, хромосомный; классификация хромосом, значение анализа кариотипа для диагностики хромосомных болезней.

Материальными носителями наследственной информации, передаваемой от поколения к поколению, у человека, как и у большинства организмов, являются хромосомы клеточных ядер. Они как индивидуальные структуры становятся доступными для микроскопического исследования после значительного укорочения и утолщения, которые они испытывают в период подготовки клетки к делению, на стадии метафазы.


4. Иллюстративный материал: мультимедийные лекции № 9-10.


5. Литература:
  1. Биология. Под ред. Ярыгина В.Н. М., 2001.
  2. Бочков Н.П. и др. Медицинская генетика. М., 1984.
  3. Генетика. Под ред. Иванова В. И. М., 2006.
  4. Заяц Р.Г.и др. Общая и медицинская генетика. Ростов-на-Дону, 2002.
  5. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. М., 1989.
  6. Кемп П., Армс К. Введение в биологию. М., 1988.
  7. Медицинская биология и генетика. Под ред. проф. Куандыкова. Е.У. Алматы, 2004.
  8. Муминов Т.А., Куандыков Е.У. Основы молекулярной биологии (курс лекций). Алматы, 2007.
  9. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. М., 2003.
  10. Фаллер Д. М., Шилдс Д. Молекулярная биология клетки. М., 2006.


6. Контрольные вопросы (обратная связь):

1. Назовите типы метафазных хромосом.

2. Чем представлен генетический материал прокариот и эукариот.

3. Денверская и Парижская классификация хромосом человека.


Лекции № 11-12


1. Тема: Наследственная изменчивость


2. Цель: Изучить причины и механизмы возникновения наследственной изменчивости, ее общебиологическое значение и роль в развитии наследственной патологии человека.


3. Тезисы лекций:

1. Изменчивость, определение, типы.

2. Рекомбинативная изменчивость.

3. Мутационная изменчивость. Мутагенные факторы, мутагенез.

4. Классификация мутаций.

5. Значение мутаций в возникновении наследственных болезней человека.


Изменчивость – это универсальное свойство живых организмов приобретать новые признаки под действием среды (как внешней, так и внутренней). Изменчивость, которая затрагивает наследственный материал, называется генотипической (наследственной) изменчивостью. Наследственная изменчивость возникает в результате мутаций (мутационная изменчивость) или случайного расхождения родительских хромосом и их кроссинговера в процессе гаметогенеза.

Мутационная изменчивость - это изменчивость, в основе которой лежит изменение структуры гена, хромосомы или изменения числа хромосом.
Мутация – это изменение генетического материала. Большинство мутаций увеличивают полиморфизм в человеческих популяциях, но иногда мутации затрагивают жизненно важные функции, что приводит к болезни. Следовательно, наследственная патология – это часть наследственной изменчивости, накопившейся за время эволюции человека.


4. Иллюстративный материал: мультимедийные лекции № 11-12.

5. Литература:
  1. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., 2006.
  2. Геномика – медицине. Под ред. Иванова В.И. М., 2005.
  3. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск, 2006.
  4. Бочков Н.П. Клиническая генетика. М., 2006.
  5. Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека. М., 1990.
  6. Льюин Б. Гены. М., 1987.
  7. Муминов Т.А., Куандыков Е.У. Основы молекулярной биологии (курс лекций). Алматы, 2007.
  8. ссылка скрыта
  9. ссылка скрыта
  10. ссылка скрыта
  11. ссылка скрыта
  12. ссылка скрытассылка скрыта
  13. ссылка скрыта



6. Контрольные вопросы (обратная связь):

1. Механизмы возникновения рекомбинативной изменчивости.

2. Причины возникновения мутаций (мутагенные факторы).

3. Геномные мутации.

4. Хромосомные мутации.

5. Генные (точковые) мутации.


Лекция № 13


1. Тема: Репарация ДНК


2. Цель: Изучить механизмы восстановления целостности (репарации) повреждений молекулы ДНК.


3. Тезисы лекций:

1. Репарация, определение, типы.

2. Световая репарация (фотореактивация).

3. Темновая (эксцизионная) репарация.

4. Пострепликативная репарация.

5. SOS – репарация.


Репарация – свойство живых организмов исправлять повреждения в молекуле ДНК, возникшие результате воздействия мутагенных факторов. Процесс репарации поврежденной молекулы ДНК в клетке происходит несколькими способами.

Световая репарация происходит на свету с участием специфического фермента – фотолиазы, расщепляющей в мутантной ДНК образовавшиеся после воздействия ультрафиолетового света тиминовые димеры с восстановлением целостной структуры молекулы ДНК.

Темновая (эксцизионная) репарация протекает без участия видимого света и заключается в вырезании поврежденных участков молекулы ДНК c участием специфических ферментов – гликозилаз, распознающих поврежденные участки, с последующим их вырезанием эндо- и экзонуклеазами. Далее, ДНК – полимераза заполняет образовавшуюся брешь нуклеотидами, комплементарными нуклеотидами на поврежденной цепи ДНК, целостность цепи обеспечивается сшиванием фрагмента лигазой.

Пострепликативная репарация осуществляется после репликации ДНК за счет заполнения бреши в поврежденной цепи ДНК нуклеотидами из неповрежденной цепи ДНК.

SOS–репарация характеризуется запуском механизмов, способствующих возникновению большого количества новых мутаций (транзиций и трансверсий). В этих условиях некоторые клетки могут выжить, реплицировать ДНК и разделиться. Потомство таких клеток будет нести в своей молекуле ДНК все мутации, которые могут закрепиться в геноме и обусловить «нормальное» их функционирование.


4. Иллюстративный материал: мультимедийная лекция № 13.


5. Литература:
  1. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., 2006.
  2. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск, 2007.
  3. Муминов Т.А., Куандыков Е.У. Основы молекулярной биологии (курс

лекций). Алматы, 2007.

4. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. М., 2003.


6. Контрольные вопросы (обратная связь):

1. Репарация, определение, типы.

2. Механизмы световой репарации.

3. Механизмы эксцизионной репарации.

4. Пострепликативная репарация.

5. SOS – репарация.


Лекции № 14-16


1. Тема: Молекулярно-генетические механизмы регуляции клеточного цикла


2. Цель: Изучить современные представления о молекулярно-генетических механизмах регуляции и контроля митотического цикла.


3. Тезисы лекций:
  1. Клеточный цикл, определение, периоды.
  2. Митотический цикл, периоды и их характеристика.
  3. Генетическая регуляция процессов, обеспечивающих клеточный цикл.
  4. Генетический контроль процессов, обеспечивающих клеточный цикл

(пункты контроля – check-points).


Клеточным циклом называется период существования клетки с момента ее возникновения путем деления материнской клетки до повторного деления или гибели.

Клеточный цикл состоит из 3-х периодов:
  1. Митотический цикл.
  2. Период выполнения клеткой определенной функции.
  3. Период покоя.

Митотический цикл состоит из 4-х фаз:
    1. Митоз.
    2. Постмитотический период (G1).
    3. Синтетический период (S).
    4. Постсинтетический период (G2).

Периоды G1, G2, и S объединяются в период интерфазы, характеризующейся активностью генов. В митозе гены находятся в неактивном состоянии.

Клеточный (митотический) цикл регулируется многими генами. Ключевую роль играют гены, синтезирующие циклины и циклинзависимые киназы.

Продукты активности этих генов образуют комплес циклин+циклинзависимая киназа (Ц+ЦЗК), в которой циклин является активаторной субъединицей, а циклинзависимая киназа – каталитической субъединицей. Каждый из периодов митотического цикла регулируется специфическим комплексом Ц+ЦЗК.

Контроль за правильностью прохождения митотического цикла осуществляется в 4 сверочных точках (cheek - point) в G1, G2, S – периодах интерфазы и метафазе митоза.

Вступление клетки в митоз или его остановка регулируется также генами, стимулирующими или подавляющими деление клетки.


4. Иллюстративный материал: мультимедийные лекции № 14-16.


5. Литература:
  1. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., 2006.
  2. Гинтер Е. К. Медицинская генетика. М., 2003.
  3. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск, 2007.
  4. Муминов Т.А., Куандыков Е.У. Основы молекулярной биологии (курс лекций). Алматы, 2007.
  5. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. М., 2003.



6. Контрольные вопросы (обратная связь):

1. Характеристика клеточного цикла.

2. Характеристика митотического цикла.

3. Регуляторные механизмы митотического цикла.

4. Контролирующие механизмы клеточного цикла.

5. Значение пролиферации клеток в медицине.


Лекция № 17

  1. Тема: Апоптоз



  1. Цель: Изучить молекулярно-генетические механизмы апоптоза и его значение в медицине.



  1. Тезисы лекций:
    1. Апоптоз, определение, значение, стадии.
    2. Генетический контроль апоптоза: гены каспазного каскада, эндонуклеаз, р53.


Продолжительность жизни клетки зависит от многих факторов: видовой продолжительности организма, специфики выполняемой функции и др.

«Старение» клетки приводит в конечном итоге к ее естественной гибели, апоптозу.

Апоптоз – это естественный, генетически запрограммированный процесс гибели клеток. Это динамический процесс, протекающий в несколько стадий.

Апоптоз является генетически контролируемым процессом. В нем участвуют гены, контролирующие синтез специфических ферментов – каспаз. В свою очередь активность каспаз контролируется генами – активаторами и генами – ингибиторами каспаз.

В процессе апоптоза принимают участие специфические «апоптозные» ядерные эндонуклеазы.

Ключевую роль в процессе апоптоза играет белок р53.

Механизм апоптоза лежит в основе распознования, исправления повреждений, элиминации клеток с повреждениями генетического материала и обеспечения нормальной жизнедеятельности клеток и организма в целом.

  1. Иллюстративный материал: мультимедийная лекция № 17.



  1. Литература:
  1. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., 2006.
  2. Муминов Т.А., Куандыков Е.У. Основы молекулярной биологии (курс лекций). Алматы, 2007.
  3. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. М., 2003.



  1. Контрольные ворпросы:
    1. Причины развития процесса апоптоза.
    2. Стадии апоптоза.
    3. Гены (белки), участвующие в процессе апоптоза.
    4. Значение апоптоза в медицине.



Лекция № 18


1. Тема: Основы онкогенетики


2. Цель: Изучить причины и генетические механизмы возникновения и развития злокачественной трансформации клеток.


3. Тезисы лекций:

1. Канцерогенез, определение, стадии опухолевой трансформации клеток.

2. Канцерогенные факторы, классификация, характеристика.

3. Протоонкогены, онкогены, характеристика, их роль в канцерогенезе.

4. Вирусный онкогенез.

5. Гены – супрессоры опухолей (ГСО), характеристика.

6. Биологические особенности и свойства злокачественных опухолевых клеток.


Канцерогенез - процесс перерождения клетки из нормальной в злокачественную, процесс бласттрансформации клетки.

Превращение нормальной клетки в трансформированную — процесс многостадийный.

1. Инициация. Почти каждая опухоль начинается с повреждения ДНК в отдельной клетке. Этот генетический дефект может быть вызван канцерогенами или онкогенными вирусами. По-видимому, в течение человеческой жизни немалое число клеток организма претерпевает повреждение ДНК. Однако для инициации опухоли важны лишь повреждения протоонкогенов. Эти повреждения являются наиболее важным фактором, определяющим трансформацию соматической клетки в опухолевую. К инициации опухоли может привести и повреждение антионкогена (гена-онкосупрессора).

2. Промоция опухоли – это преимущественное размножение измененных клеток, поврежденных опухоль-инициирующими факторами. Такой процесс может длиться годами.

3. Прогрессия опухоли — это процессы размножения малигнизированных клеток, инвазии и метастазирования, ведущие к появлению злокачественной опухоли.

Разнообразные факторы среды, приводящие к опухолевой трансформации клеток, называются канцерогенными факторами.

Канцерогенными свойствами обладают физические факторы (радиация), химические факторы (соли тяжелых металлов, кислоты), биологические факторы (вирусы).

Одним из ключевых механизмов опухолевой трансформации клеток является превращение протоонкогенов, «нормальных» генов, регулирующих процессы деления и роста клеток, в онкогены.

Онкогены содержатся в геноме некоторых вирусов. Заражение организма вирусной инфекцией и встраивание генома вируса, несущего онкоген, в генетический материал клетки, приводит к запуску сложного и длительного процесса ее опухолевой трансформации.

Основными свойствам злокачественной опухолевой клетки является ее неконтролируемое деление, моноклональность и автономность роста опухоли.


4. Иллюстративный материал: мультимедийная лекция № 18.


5. Литература:
  1. Агол В.И. Генетически запрограммированная смерть клеток. Соросовский Образовательный Журнал, № 6, 1996.
  2. Васильев Ю.М. Социальное поведение нормальных клеток и антисоциальное поведение опухолевых клеток. I. Сигнальные молекулы, вызывающие размножение и гибель клеток. Соросовский Образовательный Журнал, № 4, 1997.
  3. Васильев Ю.М. Социальное поведение нормальных клеток и антисоциальное поведение опухолевых клеток. II. Клетки строят ткань. Соросовский Образовательный Журнал, № 5, 1997.
  4. Введение в молекулярную медицину. Под ред. Пальцева М.А. М., 2004.
  5. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., 2006.
  6. Муминов Т.А., Куандыков Е.У. Основы молекулярной биологии (курс лекций). Алматы, 2007.
  7. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. М., 2003.
  8. Фаллер Д.М., Шилдс Д. Молекулярная биология клетки. М., 2003.


6. Контрольные вопросы (обратная связь):

1. Что такое протоонкогены?

2. При каких условиях протоонкогены превращаются в онкогены?

3. Каковы особенности деления клеток при канцерогенезе?

4. Что такое контактное торможение?

5. Каковы механизмы вирусного онкогенеза?


Лекции № 19-20


1. Тема: Введение в общую и медицинскую генетику


2. Цель: Изучить основные закономерности наследования признаков у живых организмов, значение генетики в медицине.


3. Тезисы лекций:

1. Закономерности наследования признаков, установленные Г. Менделем и Т.Морганом.

2. Цитологическое обоснование законов единообразия, расщепления, независимого и сцепленного наследования признаков.

3. Типы наследования и их характеристика.

4. Менделирующие признаки человека.

5. Роль и значение генетики в современной медицине.

Генетика – наука о закономерностях наследования признаков. История развития генетики связана с именами Г.Менделя, Т.Моргана и др. Цитологическим обоснованием наследования признаков являются гены, расположенные в одной или разных хромосомах. Типы наследования признаков зависят от места расположения генов в хромосомах. Различают следующие типы наследования: аутосомно-доминантный; аутосомно-рецессивный; аутосомно-доминантный с неполным доминированием; сцепленный с Х-половой хромосомой, доминантный; сцепленный с Х-половой хромосомой, рецессивный; сцепленный с У-половой хромосомой. Характер проявления признака зависит от взаимодействия аллелей и множественных аллелей, расположенных в гомологичных и негомологичных хромосомах.

Медицинская генетика изучает причины возникновения, механизмы развития, методы диагностики, лечения и профилактики наследственных болезней человека.


4. Иллюстративный материал: мультимедийные лекции № 19-20.


5. Литература:
  1. Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. М., 1988.
  2. Албертс Б., Брей Д. и др. Молекулярная биология клетки. М., 1994.
  3. Бочков Н.П. Клиническая генетика. М., 2006.
  4. Введение в молекулярную медицину. Под ред. Пальцева М.А. М., 2004.
  5. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., 2006.
  6. Гинтер Е.К. Медицинская генетика. М., 2003.
  7. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск, 2006.
  8. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. М., 1989.
  9. Медицинская биология и генетика. Под ред. проф. Куандыкова Е.У. Алматы, 2004.
  10. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. М., 2003.
  11. Фаллер Д.М., Шилдс Д. Молекулярная биология клетки. М., 2003.


6. Контрольные вопросы (обратная связь):

1. Определение генотипа, фенотипа, гомозиготы, гетерозиготы, аллели и т.д.

2. Типы наследования признаков человека.


Лекция № 21


1. Тема: Действие гена

  1. Цель: Изучить механизмы реализации наследственной информации (генотипа) во внешние признаки (фенотип).



  1. Тезисы лекций:

1. Генотип, фенотип – понятие, соотношение

2. Взаимодействие аллельных генов

3. Взаимодействие неалельных генов

4. Генетика групп крови АВ0

5. Вероятность, степень и множественность проявления гена.


Генотип организма представляет собой систему генов, каждый из которых содержит потенциальную информацию о каком-либо признаке – фенотипе.

Процесс реализации этой информации является сложным процессом, зависящим от взаимодействия между собой генов в генотипе, и генов с факторами окружающей среды.

В лекции рассматриваются различные типы взаимодействия аллельных и неалелльных генов, результаты взаимодействия. Различают следующие виды взаимодействия аллельных генов: доминирование, неполное доминирование, сверхдоминирование и кодоминирование. К видам взаимодействия неаллельных генов относятся: комплементарность, эпистаз и полимерия. Степень выраженности и частота признака зависит от экспрессивности и пенетрантности гена. Экспрессивность – качественный показатель, отражает степень фенотипической выраженности гена. Он зависит от генотипического окружения и факторов среды. Пенетрантность - количественный показатель, показывает частоту фенотипического проявления гена.

  1. Иллюстративный материал: мультимедийная лекция № 21.



  1. Литература:
  1. Алиханян С.И., Акифьев А.П., Чернин Л.С. Общая генетика. М., 1985.
  2. Биология. Под ред. Ярыгина В.Н. М., кн. 1, 2001.
  3. Бочков Н.П. Клиническая генетика. М., 2004.
  4. Вопросы и задачи по общей биологии и общей и медицинской генетике (с пояснениями). Под ред. проф. Иткеса А.В. М., 2004.
  5. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., 2006.
  6. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск, 2006.
  7. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. М., 1989.
  8. Медицинская биология и генетика. Учебное пособие для студентов под ред. проф. Куандыкова Е.У. Алматы, 2004.
  9. Муминов Т.А., Куандыков Е.У. Основы молекулярной биологии (курс лекций). Алматы, 2007.



  1. Контрольные ворпросы:

1. Формы взаимодействия аллельных генов.

2. Формы взаимодействия неаллельных генов.

3. Пенетрантность, экспрессивность, плейотропия.

4. Генетика групп крови АВ0.


Лекции № 22-23

1. Тема: Современные методы диагностики наследственных болезней


2. Цель: Изучить современные методы выявления наследственных болезней человека.


3. Тезисы лекций:

1. Методы диагностики наследственных болезней.


Для абсолютного большинства наследственных болезней человека в настоящее время не разработано методов лечения. В связи с этим важное значение приобретает предупреждение рождения больных детей.

Существуют методы, предупреждающие клинические проявления наследственных болезней у уже родившихся детей с генетической патологией. К ним относятся методы скрининг – диагностики: массовые и селективные.

Массовые скринирующие программы основаны на обследовании живорожденных детей в первые 4-5 дней жизни. Условиями их проведения являются: 1) 100% обследование всех новорожденных (живорожденных) детей; 2) достоверность диагностики выявляемых наследственных болезней; 3) наличие эффективных методов их лечения.

Селективный скрининг наследственных болезней основан на обследовании групп детей с высоким риском развития наследственных болезней. Контингент обследуемых детей может варьировать в зависимости от целей той или иной программы селективного скрининга.


4. Иллюстративный материал: мультимедийные лекции № 22-23.


5. Литература:

1. Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. М., 1988.

2. Бочков Н.П. Клиническая генетика. М., 2006.

3. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., 2006.

4. Гинтер Е.К. Медицинская генетика. М., 2003.

5. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск, 2006.

6. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. М., 1989.

7. Медицинская биология и генетика. Под ред. проф. Куандыкова Е.У. Алматы,

2004.


6. Контрольные вопросы (обратная связь):
  1. Современные методы диагностики наследственных болезней.



Лекции № 24-26


1. Тема: Наследственные болезни человека


2. Цель: Изучить наследственные болезни человека: фенотипические признаки, классификацию.


3. Тезисы лекций:
    1. Хромосомные болезни: классификация, фенотипические проявления.
    2. Аутосомные и гоносомные синдромы.
    3. Методы диагностики хромосомных болезней.
    4. Генные болезни. Классификация генных болезней.
    5. Моногенные болезни человека.
    6. Полигенные (мультифакториальные) болезни человека.


Наследственными называются болезни, вызванные мутациями. В зависимости от характера мутации различают наследственные заболевания: хромосомные и генные (моногенные, полигенные). Причиной хромосомных болезней являются геномные и хромосомные мутации. Частота геномных мутаций зависит от возраста родителей, особенно матери. У женщин старше 35-40 лет частота нарушений расхождения хромосом при мейозе в два раза выше, чем у женщин в возрасте 25-30 лет.

Хромосомные болезни классифицируются на аутосомные и гоносомные синдромы. Для аутосомных хромосомных болезней характерны множественные пороки развития, не совместимые с жизнью, заканчивающиеся внутриутробной гибелью на ранних этапах развития. К хромосомным болезням относятся: синдромы Патау, Эдвардса, Дауна, Клайнфельтера, Шерешевского-Тернера, трисомия-Х и т.д.

Диагностика хромосомных болезней основана на анализе кариотипа больных лиц.

Генные болезни связаны с генными мутациями. В зависимости от количества мутированных локусов различают моногенные и полигенные болезни. Моногенные болезни по типу наследования делятся на аутосомно-доминантные, аутосомно-доминантные с неполным доминированием, аутосомно-рецессивные, сцепленные с половыми хромосомами Х и У. В отдельную группу выделяют болезни обмена веществ: нарушения обмена аминокислот (фенилкетонурия, алкаптонурия, альбинизм и т.д.), липидов (синдром Тея-Сакса, ксантоматозы и т.д.), углеводов (галактоземия, фруктоземия и т.д.), металлов (болезнь Вильсона-Коновалова и т.д.). Моногенные болезни наследуются по законам Менделя.

Полигенные болезни называют еще мультифакториальными, поскольку проявление болезни зависит от воздействия (провоцирующих) факторов среды. К ним относятся: ишемическая болезнь сердца, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, шизофрения, подагра и т.д.


4. Иллюстративный материал: мультимедийные лекции № 24-26.


5. Литература:
  1. Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. М., 1988.
  2. Бочков Н.П. Клиническая генетика. М., 2006.
  3. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., 2006.
  4. Гинтер Е.К. Медицинская генетика. М., 2003.
  5. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск, 2006.
  6. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. М., 1989.
  7. Медицинская биология и генетика. Под ред. проф. Куандыкова Е.У. Алматы, 2004.


6. Контрольные вопросы (обратная связь):
  1. Чем отличаются наследственные болезни от ненаследственных болезней (семейные болезни; врожденные пороки развития).
  2. Характерные признаки хромосомных болезней.
  3. Значение хромосомных болезней в медицине.
  4. Классификация генных болезней.



Лекции № 27-28

1. Тема: Современные методы профилактики наследственных болезней


2. Цель: Изучить современные методы предупреждения наследственных болезней человека.


3. Тезисы лекций:

1. Методы профилактики наследственных болезней.


Наиболее эффективными методами профилактики наследственных болезней являются методы пренатальной (дородовой) диагностики. Различают неинвазивные и инвазивные методы.

Среди неинвазивных методов широко применяется простой, доступный и достаточно эффективный метод ультразвукового исследования (УЗИ) беременных женщин.

К инвазивным методам относятся амниоцентез и хорионцентез.

Условиями их применения являются достоверный диагноз болезни у предыдущего ребенка и возможность диагностики этого заболевания у внутриутробного плода.

Перечень болезней, поддающихся лечению, крайне ограничен. Одним из немногих является фенилкетонурия (диетотерапия).

Методы генной терапии находятся в стадии экспериментальных исследований.


4. Иллюстративный материал: мультимедийные лекции № 27-28.


5. Литература:

1. Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. М., 1988.

2. Бочков Н.П. Клиническая генетика. М., 2006.

3. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., 2006.

4. Гинтер Е.К. Медицинская генетика. М., 2003.

5. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск, 2006.

6. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. М., 1989.

7. Медицинская биология и генетика. Под ред. проф. Куандыкова Е.У. Алматы,

2004.


6. Контрольные вопросы (обратная связь):
  1. Современные методы профилактики наследственных болезней.



Лекции № 29-31


1. Тема: Генетика развития


2. Цель: Изучить генетические и клеточные механизмы онтогенеза.


3. Тезисы лекций:
  1. Онтогенез: понятие, периодизация.
  2. Клеточные и генетические механизмы онтогенеза.
  3. Дифференциальная активность генов в ходе онтогенеза.
  4. Врожденные пороки развития.


Генетика развития изучает механизмы реализации наследственной информации в ходе онтогенеза.

В оплодотворенных яйцеклетках человека закодирована полная наследственная программа развития, воспроизводство которой обеспечивает индивидуальный жизненный цикл организма. Все клетки человека имеют идентичный генетический материал, хотя имеют разное строение и выполняют разные функции. Известно около 200 различных клеточных фенотипов в организме человека. Разные клетки различаются экспрессией своих генов, т.е. в разных клетках гены по-разному включаются и выключаются, порядок которых задается в результате детерминации.

Детерминация – это ограничение возможностей различных дифференцировок, определяющее развитие клетки по специализированному пути. Выбор программы развития клетки происходит задолго до проявления морфофизиологических различий. В неоплодотворенных яйцеклетках в цитоплазме уже создается позиционная информация. Процесс формирования гетерогенности цитоплазмы яйцеклеток в ходе ее развития называется ооплазматической сегрегацией. В результате формируются 3 градиента: анимально-вегетативный, дорзо-вентральный, терминальных структур (головного и хвостового отделов). Ооплазматическая сегрегация является основой для последующей дифференциальной экспрессии регуляторных генов.

Для онтогенеза почти всех животных, включая человека, характерен процесс разделения зародыша на сегменты. Этот процесс называется сегментацией, его контролируют 2 группы генов:
  1. сегрегационные гены определяют число будущих сегментов;
  2. гомеозисные гены контролируют направление развития каждого сегмента, они имеют общие нуклеотидные последовательности – гомеобоксы.

Нарушения нормального онтогенетического развития приводят к возникновению врожденных пороков развития, играющих существенную роль в смертности детей.


4. Иллюстративный материал: мультимедийные лекции № 29-31.


5. Литература:

1. Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. М., 1988.

2. Алиханян С.И., Акифьев А.П., Чернин Л.С. Общая генетика. М., 1985.

3. Бочков Н.П. Клиническая генетика. М., 2006.

4. Введение в молекулярную медицину. Под ред. Пальцева М.А. М., 2004.

5. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск, 2006.

6. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., 2006.

7. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. М., 1989.

8. Корочкин Л.И. Введение в генетику развития. М., 1999.

9. Нуртазин С.Т., Всеволодов Э.Б. Биология индивидуального развития. А., 2005.


6. Контрольные вопросы (обратная связь):

1. Назовите этапы онтогенеза.

2. Клеточные механизмы онтогенеза.

3. Генетические механизмы онтогенеза.

4. Тератогенные терминационные периоды, их значение.

5. Значение врожденных пороков развития.


Лекции № 32-34


1. Тема: Основы популяционной генетики


2. Цель: Изучить основы популяционной генетики и сформировать у студентов знания о генетических процессах в популяциях и их связи с наследственной патологией человека.


3. Тезисы лекций:
  1. Популяции, определение, типы.
  2. Брачная структура популяций. Типы скрещиваний (браков). Аутбридинг и инбридинг.
  3. Элементарные эволюционные процессы, влияющие на формирование и динамику генетической структуры популяций.
  4. Генетический полиморфизм и генетический груз популяций.


Популяционная генетика – раздел генетики, изучающий генетические процессы на уровне популяций. На формирование и развитие популяций, их генетическую структуру оказывают влияние характер скрещиваний между особями данной популяции, частота мутаций, процессы миграции, дрейфа генов и естественный отбор.

Влияние этих факторов приводит к возникновению определенного уровня генетического полиморфизма в популяции.

Действие естественного отбора приводит к воспроизведению в следующих поколениях наиболее приспособленных генотипов и элиминации неприспособленных генотипов, формирующих генетический груз популяций.


4. Иллюстративный материал: мультимедийные лекции № 32-34.


5. Литература:
  1. Айала Ф. Введение в популяционную и эволюционную генетику. М., 1984.
  2. Албертс Б. и др. Молекулярная биология клетки. М.,1994.
  3. Биология. Под ред. Ярыгина В.Н. М., 1996.
  4. Введение в молекулярную медицину. Под ред. Пальцева М.А. М., 2004.
  5. Гинтер Е.К. Медицинская генетика. М., 2003.
  6. Заяц Р.Г. и др. Общая и медицинская генетика. Ростов-на-Дону, 1998.
  7. Медицинская биология и генетика. Под редакцией проф. Куандыкова Е.У. Алматы, 2004.
  8. Слюсарев А.А., Жукова С.В. Биология. М., 1987.
  9. Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека. М., 1990.
  10. Яблоков А.В., Юсуфов А. Г. Эволюционноe учение. М., 1981.


6. Контрольные вопросы (обратная связь):
  1. Определение популяции.
  2. Аутбридинг и инбридинг.
  3. Роль элементарных эволюционных процессов в формировании генетической структуры популяций.
  4. Что такое приспособленность?
  5. Что такое генетический груз популяций и его медицинское значение?


Лекции № 35-36


1. Тема: Основы экогенетики и фармакогенетики


2. Цель: Изучить влияние токсических факторов на генетическое здоровье населения и

генетические основы индивидуальных реакций человеческого организма на лекарственные средства.


3. Тезисы лекций:

1. Экология, определение.

2. Экосистемы, определение, этапы развития.

3. Загрязнение, загрязнители.

4. Влияние загрязнения окружаюшей среды на генетическое здоровье населения.

5. Значение фармакогенетики в современной медицине и фармации.

6. Генетический контроль метаболизма лекарственных препаратов.

7. Наследственные болезни и состояния, провоцируемые приемом лекарственных

препаратов.


Экогенетика изучает взаимовлияние генетических процессов и экологических отношений. Изучение генетических последствий загрязнения окружающей среды факторами физической и химической природы с мутагенными, тератогенными и канцерогенными свойствами важно для медицины. В настоящее время в окружающую среду поступают сотни и тысячи ксенобиотиков. Наиболее известным и изученным вредным фактором среды является ионизирующая радиация.

Фармакогенетика изучает роль генетических факторов в индивидуальной реакции организма на прием лекарственных средств. Генетический контроль реакции организма может осуществляться одной парой генов (моногенный контроль), многими генами (полигенный контроль). К настоящему времени моногенный контроль метаболизма показан для пяти препаратов. Метаболизм большинства лекарственных препаратов контролируется не одним, а множеством генов.


4. Иллюстративный материал: мультимедийные лекции № 35-36.


5. Литература:
  1. Биология. Под ред. Ярыгина В.Н. М., 2001.
  2. Бочков Н.П. Клиническая генетика. М., 2006.
  3. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., 2006.
  4. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. М., 1989.
  5. Муминов Т.А., Куандыков Е.У. Основы молекулярной биологии (курс лекций). Алматы, 2007.
  6. Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека. М., 1990.


6. Контрольные вопросы (обратная связь):

1. Определение экологии.

2. Экологически обусловленные болезни человека.

3. Наследственные болезни и состояния, провоцируемые приемом лекарственных

препаратов.

4. Генетический контроль метаболизма лекарственных препаратов.


СПЕЦИАЛЬНОСТЬ – ОБЩАЯ МЕДИЦИНА


кафедра МолекулЯРНОЙ биологиИ И генетикИ


МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ (СЕМИНАРСКИХ) ЗАНЯТИЙ


КУРС: 1


ДИСЦИПЛИНА: МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ И МЕДИЦИНСКАЯ ГЕНЕТИКА


СОСТАВИТЕЛИ: преподаватели кафедры