biologia molekularna - Katedra Biologii Molekularnej i Genetyki

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. 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)
C. 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 – 3 (2 godz.)
D. Metody biologii molekularnej
I. Cytogenetyka klasyczna
1. Wskazania do badania cytogenetycznego
2. Techniki hodowli komórkowych (limfocyty, fibroblast, amniocyty, trofoblast)
3. Metody analizy chromosomów
a. analiza prążkowa (prążki G,Q,R,T,C)
b. zasady analizy kariotypu
c. 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
1.
Hybrydyzacja In Situ wykrywana fluorescencyjnie (tzw. analiza FISH)
2.
Zespoły mikrodelecji/ genów przyległych ( zespół Prasera-Williego, zespół Angelmana,
zespół Williamsa, zespół Di George’a)
3.
Modyfikacje metody FISH
2.1. Wielokolorowe kariotypowanie (metoda multiplex FISH)
3.2. Metoda fiber FISH
3.3. Porównawcza hybrydyzacja genomowa (metoda CGH)
4.
Analiza chromosomów w cytometrze przepływowym
DZIEŃ – 4 (3 godz.)
E. Wybrane zagadnienia z biologii tkanek
1.
Macierz zewnątrzkomórkowa (ECM); etiologia wybranych zaburzeń struktury/czynności ECM
(dysplazja obojczykowo-czaszkowa, kolagenozy: choroba Menkesa, zespoły Goodpasteure’a,
Alporta, Ehlersa-Danlosa, osteogenesis imperfecta).
2.
Wprowadzenie do schorzeń lizosomalnych (etiologia, wzorzec patogenezy zmian, klasyfikacja);
sialidoza (mukolipidoza typu I), sfingolipidozy, gangliozydozy, mukopolisacharydozy (MPS I -VII).
3.
Połączenia międzykomórkowe zespalające w tkance nabłonkowej, kliniczne aspekty zaburzenia
adhezji komórkowej oraz oddziaływań typu komórka – ECM (pemphigus, choroba Glanzmanna,
choroba von Willebranda).
4.
Połączenia jonowo-metaboliczne (gap junctions); kanały jonowe i wrodzone zaburzenia ich
czynności (wrodzony zespół wydłużonego QT (LQT 1-6), mukowiscydoza, hipertermia złośliwa).
5.
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).
6.
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), ADPrybozylacja białek G, mutacje genów receptorów sprzężonych z białkami G.
F. Sprawdzian testowy.
ZALECANE PODRĘCZNIKI
Alberts, B. i in.: Podstawy biologii komórki. PWN, Warszawa 2005.
Brown, T. A.: Genomy. PWN, Warszawa 2001
Bal: Biologia molekularna w medycynie. Elementy genetyki klinicznej. PWN Warszawa 2007
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.