Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia Corso Integrato di Patologia Generale e Genetica Programma di Genetica Umana e Medica Prof. Sergio Cocozza ([email protected]) Anno 2010/2011 PROGRAMMA Prerequisiti: Nella trattazione degli argomenti della parte di Genetica umana e medica, si considereranno acquisite le nozioni generali riguardanti: cellule e divisione cellulare, sviluppo e determinazione del sesso, struttura del DNA ed organizzazione cromosomica, espressione genica e principali tecniche di biologia molecolare Le basi concettuali della ereditarietà 1: Mendel Mendel ed il concetto di gene Gli esperimenti di Mendel e le loro implicazioni sulle conoscenze della genetica Caratteri Dominanti e Recessivi La segregazione indipendente dei caratteri Il mendelismo nell’uomo La costruzione degli alberi genealogici Le malattie genetiche mendeliane o monogeniche Trasmissione delle malattie ereditarie monogeniche: Malattie autosomiche dominanti e recessive Malattie eterocromosomiche dominanti e recessive Irregolarità nella trasmissione mendeliana: penetranza incompleta ed espressività variabile Geni modificatori Malattie ad eredità “non-mendeliana”: malattie mitocondriali Mutazioni genetiche causa di malattia nell’uomo Tipi di mutazioni genetiche e loro classificazione Mutazioni nelle regioni codogeniche, missenso, nonsenso e frame shift Mutazioni nelle regioni regolatrici Mutazioni nei siti di splicing Mutazioni negli introni Malattie da ripetizioni Eterogeneità allelica e di locus Nomenclatura delle variazioni del DNA I test genetici e la Medicina Genetica Cenni sulla consulenza genetica Calcolo del rischio empirico Test diagnostico, predittivo, di carrier Test prenatale e test genetici ausiliari Lo stato attuale dei test nel mondo ed in Italia Le prospettive future: il next generation sequencing Poligenia ed ereditarietà dei tratti continui Interazione di più geni nel determinismo di un carattere genetico Tipi di interazione: effetto epistatico ed additivo Le malattie poligeniche La poligenia ed i caratteri quantitativi L’analisi QTL nella identificazione dei loci coinvolti in effetti poligenici La variazione genetica nelle popolazioni umane Elementi di demografia e rapporto con la diversità genetica Frequenze genotipiche ed alleliche L’equilibrio di Hardy-Weinberg Fattori che influenzano la frequenza genica in una popolazione: deriva genica, incrocio non casuale, migrazione, neomutazione e selezione Effetto fondatore e “bottle-neck” Le basi concettuali della ereditarietà 2: Darwin e i caratteri complessi Darwin ed il concetto di variazione genetica e selezione naturale Tipi di selezione naturale Le implicazioni della teoria darwiniana nella genetica umana e medica : l’anemia falciforme, il deficit di lattasi, la resistenza al HIV, l’obesità Interazioni geni ambiente nel determinismo dei caratteri complessi Malattie Multifattoriali e Complesse: Possibilità e limiti degli studi sui gemelli Malattie Multifattoriali e Complesse: Calcolo della ereditabilità Modelli per le malattie multifattoriali: “common variant” o “rare allele” Gli studi genome-wide per l’identificazione dei geni di suscettibilità alle malattie complesse La Medicina Genomica La genetica del cancro La genetica del comportamento Citogenetica Cenni sul cariotipo normale Cromosomopatie Alterazioni quantitative dei cromosomi: Euploidie e aneuploidie Alterazioni qualitative dei cromosomi: Riarrangiamenti bilanciati: Inversioni, traslocazioni reciproche Riarrangiamenti sbilanciati: delezioni, traslocazioni sbilanciate, isocromosomi, cromosomi ad anello Cenni di citogenetica molecolare TESTI CONSIGLIATI: Cummings MR - Eredità , Principi e problematiche della genetica umana – EDISES I seguenti libri di consultazione sono disponibili e consultabili in rete presso: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=Books Introduction to Genetic Analysis. 7th ed., Griffiths, Anthony J.F.; Miller, Jeffrey H.; Suzuki, David T.; Lewontin, Richard C.; Gelbart, William M. W. H. Freeman & Co.; c1999. Human Molecular Genetics 2. 2nd ed, Strachan, Tom and Read, Andrew P. BIOS Scientific Publishers Ltd; 1999. GeneReviews Pagon, Roberta A., Editor-in-chief; Bird, Thomas C.; Dolan, Cynthia R.; Smith, Richard J.H.; Stephens, Karen; Associate editors. Seattle (WA): University of Washington; c19932009 Genomes Brown, T.A. New York and London: Garland Science ; c2002 Reviews aggiornate su malattie specifiche possono essere reperite nei siti: GeneReviews: http://www.geneclinics.org/servlet/access?id=23322&key=Aei6SmDEnZFCz&gry=INSERTGRY &fcn=y&fw= OtTI&filename=/profiles/all.html OMIM - Online Mendelian Inheritance in Man http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=OMIM&itool=toolbar