WPROWADZENIE DO GENETYKI KLINICZNEJ
DLA STUDENTÓW III ROKU WYDZIAŁU LEKARSKIEGO
DZIEŃ - 1 (3 godz.)
A. Metody biologii molekularnej
1. Techniki analizy DNA (elektroforeza, RFLP, SSCP, metoda heterodupleksów, metoda Southerna, mikromacierze)
2. Reakcja PCR i jej odmiany
3. Sekwencjonowanie DNA (metoda Maxama-Gilberta, metoda Sangera, metoda automatyczna, pirosekwencjonowanie)
4.Klonowanie genów (oczyszczanie i klonowanie genomowego DNA, wektory klonowania: plazmidy, fagi, kosmidy, YAC, BAC; tworzenie bibliotek cDNA, namnażanie i izolacja konstruktów genomowych i cDNA)
5. Rekombinowany DNA (przygotowanie rekombinowanego DNA genomowego i cDNA, wprowadzanie mutacji: punktowych, fragmentów sekwencji kodujących)
6. Systemy rekombinowane (produkcja w rekombinowanych systemach hodowlanych: komórki owadzie, drożdże, komórki ssaków)
DZIEŃ - 2 (2 godz.)
B. Metody biologii molekularnej
I. Cytogenetyka klasyczna
Wskazania do badania cytogenetycznego
Techniki hodowli komórkowych (limfocyty, fibroblast, amniocyty, trofoblast)
Metody analizy chromosomów
analiza prążkowa (prążki G,Q,R,T,C)
zasady analizy kariotypu
zasady zapisu kariotypu
4. Aberracje chromosomowe liczbowe (zespół Downa, zespół Edwarda, zespół Patau, zespół Turnera, zespół Klinefeltera)
5. Aberracje chromosomowe strukturalne (zespół cri du chat)
6. Diagnostyka prenatalna - metody, wskazania.
.
II. Cytogenetyka molekularna
Hybrydyzacja In Situ wykrywana fluorescencyjnie (tzw. analiza FISH)
Zespoły mikrodelecji/ genów przyległych ( zespół Prasera-Williego, zespół Angelmana, zespół Williamsa, zespół Di George'a)
Modyfikacje metody FISH
2.1. Wielokolorowe kariotypowanie (metoda multiplex FISH)
Metoda fiber FISH
Porównawcza hybrydyzacja genomowa (metoda CGH)
Analiza chromosomów w cytometrze przepływowym
Zalecany podręcznik ”Biologia molekularna w medycynie. Elementy genetyki klinicznej” pod redakcję J.Bala PWN Warszawa 2001
DZIEŃ - 3 (2 godz.)
C. Badanie funkcji genów
1. Przygotowanie zwierząt transgenicznych (rekombinacja homologiczna, wyłączanie genów, wprowadzanie nowych genów, wymiana zmutowanych genów na prawidłowe)
2. Techniki wprowadzania obcego DNA do komórki biorcy (agroinfekcja z wykorzystaniem wektora Ti, metoda z użyciem PEG, elektroporacja, metoda biolistyczna, mikroiniekcja)
3. Zastosowanie Organizmów Zmodyfikowanych Genetycznie (ang. GMO - Genetically Modified Organisms)
D. Terapia komórkowa i genowa
1.Komórki macierzyste ( zarodkowe, szpiku, tkanek; komórki o cechach komórek embrionalnych (VSEL), indukowane pluripotentne komórki macierzyste (iPS), komórki macierzyste krwi pępowinowej), odróżnicowanie komórek w narządach.
2. Systemy leczenia i dostarczania leków (wirusy, liposomy, koniugaty molekularne, antysensowne nukleotydy, szczepionki DNA)
DZIEŃ - 4 (3 godz.)
E. Wybrane zagadnienia z biologii tkanek
Macierz zewnątrzkomórkowa (ECM); etiologia wybranych zaburzeń struktury/czynności ECM (dysplazja obojczykowo-czaszkowa, kolagenozy: choroba Menkesa, zespoły Goodpasteure'a, Alporta, Ehlersa-Danlosa, osteogenesis imperfecta).
Wprowadzenie do schorzeń lizosomalnych (etiologia, wzorzec patogenezy zmian, klasyfikacja); sialidoza (mukolipidoza typu I), sfingolipidozy, gangliozydozy, mukopolisacharydozy (MPS I -VII).
Połączenia międzykomórkowe zespalające w tkance nabłonkowej, kliniczne aspekty zaburzenia adhezji komórkowej oraz oddziaływań typu komórka - ECM (pemphigus, choroba Glanzmanna, choroba von Willebranda).
Połączenia jonowo-metaboliczne (gap junctions); kanały jonowe i wrodzone zaburzenia ich czynności (wrodzony zespół wydłużonego QT (LQT 1-6), mukowiscydoza, hipertermia złośliwa).
Molekularne aspekty wrodzonych chorób mięśni: dystrofie mięśniowe Duchenne'a, Beckera, choroba Steinerta (dystrofia miotoniczna), dystrofia mięśniowa podobna do Duchenne'a (Duchenne like muscular dystrophy); wrodzone dystrofie mięśniowe kończynowo-obręczowe (2D, 2E, 2C, 2F); miopatie wrodzone z charakterystycznymi zmianami strukturalnymi (typu CCD, nemalinowa, miotubularna).
Środplazmatyczne ścieżki sygnalizacyjne: błonowe receptory metabotropowe (współpracujące z białkami G, GPCR) i katalityczne (receptorowe kinazy tyrozynowe, RPTK), kaskady sygnałowe (szlak cAMP, szlak informacyjny z udziałem fosfolipazy C, sygnał Ca2+ i jego modulowanie, kaskady fosforylacyjne aktywowane przez białka Ras - szlak ERK1/2 i Rho - szlaki JNK i p38), lipidowe ścieżki sygnalizacyjne, integracja sygnałów różnych szlaków informacyjnych, kontrola sygnału i jego wygaszanie; patologiczne aspekty zaburzeń ścieżek sygnalizacyjnych - agammaglobulinemia Brutona, mutacje genu Ret (zespoły gruczolakowatości wewnątrzwydzielniczej, choroba Hirschprunga, nerwiakowłókniakowatość, zespół Lowe'a (oczno-mózgowo-nerkowy), ADP-rybozylacja białek G, mutacje genów receptorów sprzężonych z białkami G.
F. Sprawdzian testowy.
G. Zaliczenie umiejętności posługiwania się komputerowymi bazami danych w zakresie diagnostyki chorób/zespołów chorobowych uwarunkowanych genetycznie.
ZALECANE PODRĘCZNIKI
Alberts, B. i in.: Podstawy biologii komórki. PWN, Warszawa 2005.
Brown, T. A.: Genomy. PWN, Warszawa 2001
Epstein, R. J.: Biologia molekularna człowieka. Molekularne podłoże zjawisk w stanie zdrowia i w przebiegu chorób. Wydawnictwo Czelej, Lublin 2005.
Fuller, G. M., Shields, D.: Podstawy molekularne biologii komórki. Aspekty medyczne. PZWL, Warszawa 2000.
Kłyszejko-Stefanowicz, L.: Cytobiochemia. Biochemia niektórych struktur komórkowych. PWN, Warszawa 2002.
Stryer, L.: Biochemia. PWN, Warszawa 2000.
Winter, P. C., Hickey, G. I., Fletcher, H. L.: Genetyka. Krótkie wykłady. PWN, Warszawa 2000.