МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ КАФЕДРА БИОХИМИИ И ФИЗИОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ
Одобрено на заседании Ученого совета
Программа составлена в соответствии с
факультета
государственным образовательным
Декан биологического факультета
стандартом высшего профессионального
А.П.Савченко_________________
образования по специальности
«___»__________________2003 г.
«Биохимия»
УДК 616-055.5/7-079.3:575 Автор-составитель Е.В. Маркова МЕДИЦИНСКАЯ ГЕНЕТИКА Рабочая программа дисциплины Медицинская генетика: Рабочая программа дисциплины. Красноярск: РИО для специальности № 012300 «Биохимия»
КрасГУ, 2003. 11 с. (Экспресс-издание) Предназначена для специальности № 012300 «Биохимия» очной формы обучения
КрасГУ, 2003
Красноярск 2003
2
I. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ Цель курса
II. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА Тема 1. Объект и методы медицинской генетики
Целью курса является изучение наследование патологических признаков и
Предмет медицинской генетики. Наследственные и врожденные болезни,
полиморфизмов у человека, а также, более глубокое изучение генетики человека в
семейные и спорадичесие. Нозологическая форма и болезнь. Типы классификации
целом.
наследственных болезней. Классификация наследственных болезней: генные, хромосомные и мультифакториальные. Человек как объект медицинской генетики.
Задачи курса • ознакомление студентов с теоретическими вопросами наследования
Общая характеристика генома человека: объем ДНК в нуклеотидных парах,
патологических признаков и сложно наследуемых признаков у человека;
кариотип, число генов. Международные проекты исследования генома человека:
• выработка навыков решения задач из области медицинской генетики, расчета
«Human Genome Project», Human Genome Diversity». Методы медицинской генетики: клинико-генеалогический, близнецовый,
генетического риска; • знакомство с методами медицинской генетики и медико-генетического
цитогенетический,
консультирования;
рекомбинантных ДНК, ПДРФ, ПЦР, гибридизации нуклеиновых кислот. Методы
популяционно-статистический,
биохимические,
методы
• выработка навыков самостоятельной работы с web-ресурсами по генетике
первичной идентификации точечных мутаций и методы диагностики мутаций.
человека.
«Геномная дактилоскопия». Тема 2. Генетическое консультирование
Место курса в системе естественнонаучного образования
Задачи генетического консультирования, показания. Этапы: диагностика,
Медицинская генетика является частью генетики человека и пронизывает
оценка генетического риска, заключение. Оценка генетического риска для
практически все ее области. Это связано с тем, что исторически нормальное
различных групп наследственных патологий. Евгеника. Кровное родство.
наследование у человека устанавливается после изучения патологии. Интенсивное
Скрининговые генетические обследования. Пренатальная дигностика. Задачи
развитие медицинской генетики в настоящее время связано с бурным развитием
регионального медико-генетического центра.
молекулярной биологии и реализацией международных проектов по исследованию
Тема 3. Генные болезни
генома человека.
Общая характеристика генных болезней: число, частота, классификация, причины.
Требования к уровню освоения содержания курса Для освоения курса необходима общебиологическая подготовка до уровня 4го курса биологического профиля вуза и прохождение таких биологических дисциплин как генетика, биохимия, ботаника, зоология, анатомия и физиология.
Нарушения тирозиноз,
аминокислотного
алкаптонурия,
обмена:
болезнь
фенилкетонурия,
«кленового
сиропа»,
альбинизм, цистинурия,
глмоцистинурия, цистатионинурия. Нарушения углеводного обмена: галактоземия, непереносимость лактозы, мукополисахаридозы, гликогенозы. Нарушения обмена липидов: сфинголипидозы, дислипопротеинемии. Нарушения обмена пуринов и пиримидинов: синдром Леша-Нихана, а также ТКИД, наследственная этиология подагры.
3
4
Нарушение метаболизма металлов: болезнь Вильсона-Коновалова.
Тема 7. Наследования психологических особенностей
Дефекты обмена гормонов: адреногенитальный синдром, тестикулярная
Типы генотип-средовых соотношений: влияние среды, генотип-средовые
феминизация.
корреляции. Общая и индивидуальная среда. Генотип-средовые соотношения в
Гемоглобинопатии: талассемии, серповидноклеточная анемия, нестабильные гемоглобины.
вариабельности когнитивных функций, темперамента, двигательной активности. Генотип-средовые
Нарушения свертывающей системы: гемофилия А и гемофилия В. Порфирии: острая перемежающая порфирия, врожденная эритропоэтическая порфирия, другие порфирии (копропорфирия, мозаичная порфирия). болезни:
в
вариабельности
психофизиологических
Психогенетические исследования дизонтогенеза. Тема 8. Врожденные пороки развития
Гипербилирубинемии. Коллагеновые
соотношения
параметров.
Классификация пороков. Механизмы тератогенеза при наследственных синдром
Элерса-Данлоса,
несовершенный
остеогенез, синдром Марфана.
болезнях и экзогенных пороках. Эмбриотоксическое и тератогенное действие средовых факторов. Расщелины губы и неба, пороки ЦНС, врожденный
Миодистрофии (Дюшенна и Беккера).
гипотиреоз. Тератогенное действие лекарственных препаратов: талидомидный
Другие моногенные болезни: муковисцидоз; ахондроплазия.
синдром; эффекты других лекарственных препаратов. Алкогольный синдром
Болезни экспансии: общая характеристика динамических мутаций; синдром
плода; влияние курения и наркотических веществ. Тератогенное влияние болезней
фрагильной Х-хромосомы, хорея Гентингтона и др. примеры.
матери и факторов среды; гербицидов. Принципы проверки веществ на тератогенность.
Тема 4. Хромосомные болезни Общая характеристика: частота, классификация, причины. Мозаицизм. Микроцитогенетические синдромы. Трисомии: 13, 18, 21. Частичные трисомии: 9р+. Моносомии: 4р-, 5р-, 13q-. Аномалии половых хромосом: трисомия Х, синдром Клайнфельтера, синдром Шерешевского-Тернера.
Тема 9. Принципы лечения и профилактики наследственных болезней Симптоматическое лечение (лекарственная терапия, хирургическое лечение, физические методы). Патогенетическое лечение: 1. коррекция на уровне субстрата; 2. коррекция на уровне продукта; 3. коррекция на уровне фермента.
Тема 5. Митохондриальные болезни Характеристика митохондриального генома. Примеры митохондриальных болезней.
Этиологическое лечение: генотерапия. Понятие о корригирующей и заместительной генотерапии. Доставка генов в клетки человека на основе вирусов,
Тема 6. Болезни с наследственным предрасположением
подавление экспрессии с помощью антисенс-олигонуклеотидов. Эксперименты по
Какие заболевания относят к этой группе и их особенности. Шизофрения,
генотерапии ТКИД, семейной гиперхолистеринемии, гемофилии А
псориаз, сахарный диабет. HLA-ассоциированные болезни. Фармакогенетика
Перспективы
(недостаточность
Генотерапия онкогенных болезней.
ацетилаторы»,
Г6ФДГ, реакция
на
злокачественная барбитураты
при
гипертермия,
«медленные
порфирии).
Экогенетика
Роль
генотерапевтических спонтанного
и
методов
индуцированного
для
моногенных
мутационных
и В.
патологий.
процессов
в
(недостаточность α1-антитрипсина, пигментная ксеродерма, реакция на пищевые
наследственной патологии. Мутагены: механизмы действия разных типов
продукты, пищевые добавки и биологические агенты). Полиморфизм «генов
мутагенов. Этапы мутагенеза. Проверка веществ на мутагенность: просеивающая и
внешней среды»: гены биотрансформации ксенобиотиков и гены – рецепторы.
полная программы.
Понятие о геногеографии. 5
6
11 хромосома: Атаксия телеангиэктазия (Ataxia telangiectasia)
III. ТЕМЫ СЕМИНАРОВ
12 хромосома: Синдром Зельвигера (Zellweger syndrome) 13 хромосома: Ретинобластома (Retinoblastoma)
Тема 1. Биохимические основы патогенеза генных болезней. Тема
2.
Расчет
генетического
риска
при
моногенной,
хромосомной
и
14 хромосома: Болезнь Альцгеймера (Alzheimer disease)
мультифакториальной патологии.
15 хромосома: Синдром Ангельмана (Angelman syndrome)
Тема 3. Использование ПЦР/ПДРФ методов для диагностики генных мутаций и
16 хромосома: Семейная средиземноморская лихорадка (Familial Mediterranean
молекулярной диагностики наследственных заболеваний.
Fever)
Тема 4. Посещение и ознакомление с работой Межрегионального медико-
17 хромосома: Charcot-Marie-Tooth disease
генетического центра.
18 хромосома: Болезнь Нимана-Пика (Niemann-Pick disease)
Тема 5. Математические методы популяционной генетики. Использование
19 хромосома: Атеросклероз (Atherosclerosis)
близнецового и генеалогического методов в медицинской генетике.
20 хромосома: Тяжелый комбинированный иммунодефицит (Severe Combined
Тема 6. Заслушивание и обсуждение рефератов.
Immunodificirncy) 21 хромосома: Амиотрофический латеральный склероз (Amyotrophic Lateral
Темы рефератов
Sclerosis)
Выполнение рефератов на основании информации NCBI (National Center for
22 хромосома: Нейрофиброматоз (Neurofibromatosis)
Biotechnology Information) и OMIM (Online Mendelian Inheritance in Man). В реферате отражается информация о хромосоме: карта, размер -
Х хромосома: Синдром Ретта (Rett Syndrome) Y хромосома: Дисгенезия гонад (Gonadal Dysgenesis)
секвенированная область в базе данных, аберрации; сцепленные болезни: с обязательным указанием места на хромосомной карте. Одна из патологий
IV ФОРМЫ КОНТРОЛЯ
рассматривается подробно: к какой группе патологий относится, частота, история исследования, этиология, патогенез, симптомы, диагностика, лечение.
Контрольные работы. По окончанию курса – экзамен.
1 хромосома: Болезнь Гоше (Gaucher Disease) 2 хромосома: Синдром Ваарденбурга (Waardenburg Syndrome) 3 хромосома: Тремор (Essential Tremor) 4 хромосома: Хорея Гентингтона/Хантингтона (Huntington Disease) 5 хромосома: Спинальная мышечная атрофия (Spinal Muscular Atrophy) 6 хромосома: Эпилепсия (Epilepsy) 7 хромосома: Синдром Вильямса (Williams Syndrome) 8 хромосома: Синдром Вернера (Werner syndrome) 9 хромосома: Туберозный склероз (Tuberous Sclerosis)
V. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Список основной литературы 1. Баранов В. С., Баранова Е. В., Иващенко Т. Э., Асеев М. В. Геном человека и гены «предрасположенности». Введение в предиктивную медицину – СПб: «Интермедика». – 2000. – 271 с. 2. Бочков Н.П., Захаров А.Ф., Иванов В.И. Медицинская генетика, М., 1984. 3. Бочков Н.П. Клиническая генетика: Учебник.- М.: Медицина, 1997.- 288с.
10 хромосома: Gyrate atrophy 7
8
4. Горбунова В.Н., Баранов В.С. Введение в молекулярную диагностику и
7. Эфроимсон В.П. Гениальность и генетика.- М.::Информационно-издательское
генотерапию наследственных заболеваний.- СПб.: Специальная Литература, 1997.-
агенство «Русский мир», 1998. – 544с.
287с.
8. Хелевин Н.В., Лобанов А.М., Колесова О.Ф. Задачник по общей и медицинской
5. Гуляева Л.Ф., Вавилин В.А., Ляхович В.В.Ферменты биотрансформации
генетике. Учеб. пособие.- М.: Высшая школа, 1976- 159с.
ксенобиотиков в химическом канцерогенезе: аналит. обзор – Новосибирск, 2000. –
9. Champe P.C, Harvey R.A. Lippincott`s Illustrated Reviews: Biochemistry.-
85 с.
Philadelphia: Lippincott company, 1987.- 441p.
6. Козлова С.И., Демидова Н.С., Семанова Е., Блинникова О.Е. Наследственные
10. Burton E.A, Davies K.E. Muscular Dystrophy - Reason for Optimism? // Cell , Vol
синдромы. М.: Практика, 1996.- 416с.
108, 5-8, January 2002.
7. Марри Р., Греннер Д., Мейс П., Родуэлл В. Биохимия человека: В 2-х томах.-
• Catalog of Human Genes and Disorders: Online Mendelian Inheritance in Man
М.: Мир, 1993.
(OMIM) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Omim
8. Мусил Я. Основы биохимии патологических процессов.- М.: Медицина, 1985.-
• Human Mitochondrial Genome Database (MITOMAP) http://www.mitomap.org
432с.
• National Center for Biotechnology Information (NCBI)
9. Пузырев Патологическая анатомия генома человека.- Новосибирск: Наука
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/disease/
10. Равич-Щербо И.В., Марютина Т.М., Григоренко Е.Л. Психогенетика.УчебникМ.: Аспект Пресс, 199.- 447с. 11. Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека: В 3-х томах пер. с англ., 1989. Список дополнительной литературы и интернет-ресурсов: 1. Балахонов А.В. Ошибки развития, СПб: Элви-СПб, 2001. 2. Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. Пер. с англ.- М.: Мир, 2002.- 589с. 3. Захаров А.Ф., Бенюш В.А., Кулешов Н.П., Барановская Л.И. Хромосомы человека: Атлас.- М.: Медицина, 1982. 4. Лимборская С.А., Хуснутдинова Э.К., Балановская Е.В. Этногеномика и геногеография народов Восточной Европы.- М.: Наука, 2002.- 261с. 5. Равич-Щербо И.В., Марютина Т.М., Григоренко Е.Л. Психогенетика.УчебникМ.: Аспект Пресс, 199.- 447с. 6. Свердлов Е.Д. Очерки современной молекулярной генетики по курсу лекций для студентов биологического факультета МГУ.- Молекулярная генетика, микробиология и вирусология.- 1995.- №2, №3; №4; 1996.- №4; 1997.- №2; 1998.№1.- 1999.- №
9
10
Медицинская генетика Составитель: Елена Викторовна Маркова, канд. биол. наук, доцент кафедры биохимии и физиологии человека и животных КрасГУ
Редактор: О.Ф.Александрова Корректура автора
Подписано в печать 21.02.2003 Тиражируется на электронных носителях Заказ 258 Дата выхода 25.02.2003 Адрес в Internet: www.lan.krasu.ru/studies/editions.asp Отдел информационных ресурсов управления информатизации КрасГУ 660041 г. Красноярск, пр. Свободный, 79, ауд. 22-05, e-mail:
[email protected]
Издательский центр Красноярского государственного университета 660041 г. Красноярск, пр. Свободный, 79, e-mail:
[email protected]
11
