Файл: УМК ОМ рус. 2011-2012 8.10.2011.doc

4. Иллюстративный материал: мультимедийные лекции № 13-14.

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. Интернет сайты:

http://www.nsu.ru/education/biology/molbiol/Lecture6/Lec61.htm

http://www.vigg.ru/humangenome/publicat/borinsk1.html

http://t0syara.narod.ru/06-06.html

http://molgenet.narod.ru/impobzor.htm

http://vivovoco.rsl.ru/VV/JOURNAL/VRAN/DNA/DNA.HTMhttp://vivovoco.rsl.ru/VV/JOURNAL/VRAN/DNA/DNA.HTM

http://www.informika.ru/text/database/biology/data/biology6.html

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 № 15

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 № 15.

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

4. лекций). Алматы, 2007.

5. 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.

Лекция № 16

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.

3.6. 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 № 16.

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?

Лекция № 17

Геномика

2. Цель: Формирование у студентов современных представлений о структурно-функциональной организации геномов живых организмов, в т. ч. человека.

3. Задания:

3.1. Геномика – наука о геномах.

3.2. Структура генома эукариот.

3.3. Мобильные элементы генома.

3.4. Протеомика – новое направление в биологии и медицине ХХI века.

3.5. Метаболономика и перспективы ее использования.

4. Иллюстративный материал: мультимедийная лекция № 17.

5. Литература:

5.1. Алиханян С.И., Акифьев А.П. Общая генетика. М.,1985.

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

5.3. Дугин И. Фармакогенетика - перспективы новых технологий. М., 2001.

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

5.5. Льюин Б. Гены. М., 1987.

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

5.7. Сычев Д.А., Раменская Г.В. и др. Клиническая фармакогенетика. М., 2007.

5.8. Фогель Ф., Мотульски А.Г. Генетика человека. Том 2, М., 1989.

6. Контроль:

6.1. Современное понятие о геноме.

6.2. Отличие генома прокариот от эукариот.

6.3. Значение геномики для медицины.

6.4. Перспективы изучения протеомики.

6.5. Применение информации о метаболизме человека для создания БАД.

Лекции № 18-19

1. Тема: Введение в общую и медицинскую генетику. Менделирующие признаки

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 № 18-19.

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 № 20

1. Тема: Сцепленное наследование

2. Цель: Сформировать у студентов знание о сущности сцепленного наследования, основанного на понимании хромосомной теории наследственности, и их применение в практической врачебной деятельности для генетического анализа клинических проявлений болезни.

3. Тезисы лекций:

1. Сцепленное наследование, определение и сущность

2. Хромосомная теория наследственности, основные положения и их экспериментальное доказательство

3. Рекомбинативная изменчивость, механизмы возникновения, медико-генетическое значение

4. Генетические карты хромосом (генетическое картирование), принципы составления и их использование в клинической генетике

5. Сцепленное наследование и его использование при анализе родословных больных с наследственной патологией

Во всех примерах скрещивания, которые рассматривались на прошлом занятии, имело место независимое комбинирование генов, относящихся к различным аллельным парам. Оно возможно только потому, что рассматриваемые нами гены локализованы в различных парах хромосом. Однако, число генов значительно превосходит число хромосом. Например, у дрозофилы - 8 хромосом, а число генов 6000 и более, у человека - 46 хромосом, а число генов более 30000. Следовательно, в каждой хромосоме локализовано много генов, наследующихся совместно. Гены, локализованные в одной хромосоме, образуют группу сцепления. Поскольку в гомологичных хромосомах находятся одинаковые гены, группу сцепления составляют две гомологичные хромосомы. У каждого вида организмов число групп сцепления равняется числу пар хромосом, т.е. гаплоидному набору хромосом, например, у мухи дрозофилы их 4, у гороха - 7, у кукурузы -10, у томата - 12 и т.д. Но у человека, в зависимости от пола, число групп сцепления разное: у женщины - 23 (22 аутосомные и 1 половая (ХХ), у мужчины - 24 (22 аутосомные и 2 половые (Х и У).

Явление совместного наследования генов, локализованных в одной хромосоме, называется сцепленным наследованием, а локализация генов в одной хромосоме - сцеплением генов.

Сцепленное наследование приводит к образованию у гибрида гамет, преимущественно сохраняя сочетание аллелей родителей. Для обозначения сцепления генов используют символ АВ/ав или АВ . ав

Закономерности наследования при нахождении генов в одной хромосоме была изучена Т.Морганом и его школой на дрозофиле. Им были исследованы 2 пары признаков: цвет тела и длина крыльев.

4. Иллюстративный материал: мультимедийные лекции № 20.

5. Литература:

1. Биология. Под ред. Ярыгина В.Н. М., 2001. Кн. 1 с. 222-233.

2. Генетика. Под ред. Иванова В.И, М., 2006, с. 116-125.

3. Заяц Р.Г. Общая и медицинская генетика., Р-на-Д., 2002, с. 76-80, 84-87.

4. Медицинская биология и генетика. Под ред. Куандыкова Е.У., А., 2004, с. 81-98.

5. Медицинская генетика. Под ред. Бочкова Н.П.. М., 1984, с. 30-33.

6. Слюсарев А.А, Жукова С.В. Биология, К., 1987, с. 64-71, 80-85.

6. Контрольные вопросы:

6.1. Чем отличается сцепленное наследование от независимого наследования?

6.2. Каковы цитологические основы сцепленного наследования?

6.3. Аутосомное наследование, сущность и клинико-генетическое значение.

6.4. Сцепленное с полом (Х и У – хромосомой) наследование, сущность и клинико-генетическое значение.

6.5. Медико-генетическое значение картирования генов.

Лекция № 21

1. Тема: Действие гена

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

2. 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.