CORSO INTEGRATO DI GENETICA

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Umberto Borrelli
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1 CORSO INTEGRATO DI GENETICA a.a Prof. Pier Franco Pignatti LEZIONI N. 1 e 2 (INTRODUZIONE) - Programma del corso - Genetica e genomica

2 CORSO INTEGRATO DI GENETICA Corso di Laurea Specialistica in Medicina e Chirurgia II anno di corso, I semestre Aula C Istituti Biomedici Orario: Martedi e Giovedi , Mercoledi , dal al Discipline e Docenti: Genetica Molecolare: Pier Franco Pignatti, Elisabetta Trabetti, Cristina Bombieri Genetica Umana: Alberto Turco, Giovanni Malerba

3 Obiettivi del corso Fornire le conoscenze di base di genetica umana allo scopo di poter comprendere i principi della trasmissione dei caratteri ereditari normali e patologici, nonché le modalità dell'insorgenza della variazione biologica ereditaria Insegnare ad applicare il metodo sperimentale allo studio dei fenomeni della vita, dimostrando di conoscere e di saper utilizzare i principi generali della genetica relativi all'analisi qualitativa e quantitativa dei fenomeni biologici, con particolare riguardo a quelli fondamentali per le scienze mediche 1

4 Lo studente dovrà quindi essere in grado di porre le domande appropriate per costruire un albero genealogico, per distinguere i diversi tipi di ereditarietà, richiedere i test genetici per la conferma (o esclusione) di una sospetta malattia genetica, e saperne interpretare i risultati, saper informare sui rischi genetici di ricorrenza nella prole, indicare possibili cause ambientali nelle malattie multifattoriali, enumerare le possibili cause e tipi di mutazione genica, descrivere brevemente le caratteristiche delle malattie genetiche più comuni, e saper ricavare la frequenza del gene malattia dalla frequenza dei malati in una popolazione. 2

5 Obiettivi di attività professionalizzante Il Corso è finalizzato a fornire al futuro medico le conoscenze e gli strumenti necessari per poter consigliare il paziente e la sua famiglia a fronte di una malattia ereditaria o di probabile natura genetica, sulla natura della malattia, l incidenza, la prognosi, i rischi di ricorrenza, le eventuali opzioni riproduttive disponibili, i test genetici disponibili, siano essi diagnostici, sintomatici, predittivi, pre- o postnatali

6 1 Programma didattico Lezioni Genetica classica: Le leggi dell ereditarietà. Caratteri dominanti, recessivi, legati al sesso, mitocondriali. Esempi di malattie mendeliane. Test genetici diagnostici, presintomatici, di screening. Preparazione e interpretazione di alberi genealogici. Citogenetica generale. Citogenetica medica. Genetica molecolare: L organizzazione del genoma umano. La mutazione e la riparazione. I polimorfismi del DNA. La mappatura dei geni. L identificazione di mutazioni. L analisi di linkage. Le malattie da espansione di triplette. Genetica biochimica.

7 Ereditarietà multifattoriale: Predisposizione genetica alle malattie complesse. Studi di associazione genomici (GWAS). Farmacogenetica. Genetica dei tumori. Test di suscettibilità genetica. Genetica di popolazione: Frequenze alleliche e genotipiche. Determinazione delle frequenze geniche. La legge di Hardy-Weinberg. Fattori di disturbo dell equilibrio di H-W. Genetica clinica: La consulenza genetica. Determinazione dei rischi genetici. Consulenza pre e postnatale. Diagnostica prenatale e preimpianto. Prevenzione e trattamento delle malattie genetiche. Terapia genica. Medicina rigenerativa. Le cellule staminali. Problematiche bioetiche. 2

8 Esercitazioni Attività guidata di genetica classica (mendelismo) Attività guidata di genetica molecolare Consultazione di banche dati elettroniche Calcolo dei rischi genetici Esame L esame finale si svolge mediante prova scritta (quiz a scelta multipla) seguita, per chi supera lo scritto, da prova orale. A fine corso verrà effettuato, corretto e discusso un minitest di prova. Testo consigliato G.Neri, M.Genuardi. Genetica umana e medica. Elsevier- Masson,

9 Testo consigliato

10 Orario Ricevimento Studenti Prof PF Pignatti: mercoledi ore Prof A Turco: mercoledi ore Dott.ssa E Trabetti: mercoledi ore Dott.ssa C Bombieri: mercoledi ore Dott. G Malerba: martedì ore 16-17

11 Materiale didattico I file PDF con le diapositive utilizzate nel corso verranno messi nel sito dopo ogni lezione Sito web: Selezionare: Genetica A.A. 2010/2011 La distribuzione in internet di questo materiale è intesa per uso strettamente personale. Qualsiasi altro uso (riproduzione in copie multiple, allestimento e commercializzazione di dispense) è espressamente vietato

12 1 GENETICA GOOGLE: circa risultati (0,10 secondi) Wikipedia, l'enciclopedia libera: La genetica (dal greco antico ghenetikós, «relativo alla nascita», da ghénesis, «genesi, origine») è la scienza che studia i geni, l'ereditarietà e la variabilità genetica degli organismi

13 2 GENETICA La nascita della genetica è da porsi in relazione con la esigenza posta dall evoluzionismo (Darwin, 1859) di indagare i meccanismi della eredità biologica e della origine della variazione

14 GENETICA CLASSICA date essenziali 1865 Mendel: fattori, leggi 1900 Correns,Tschermak,DeVries: riscoperta 1902 Sutton,Boveri: teoria cromosom. dell ered Bateson: genetica 1909 Johannson: gene 1910 Morgan: mappa genetica 1927 Muller: mutazione, geni, citogenetica 1941 Beadle e Tatum: un gene/un enzima

15 GENETICA MOLECOLARE date essenziali 1944 Avery, MacLeod, McCarthy: DNA (batt.) 1952 Hershey, Chase: DNA mat. eredit. (fagi) 1953 Watson, Crick: Struttura DNA 1961 Niremberg: Codice genetico 1978 Kan, Dozy: Diagnosi con DNA 1982 Prodotto ingegneria genetica in mercato

16 GENETICA MOLECOLARE definizione Tutti i viventi hanno lo stesso sistema di deposito, trasmissione e manifestazione della informazione ereditaria Scienza che studia le modalità di conservazione, modificazione e utilizzazione della informazione ereditaria DNA RNA Proteine Dogma centrale Crick 1958

17 Odierna complessità del dogma centrale Feero WG, Guttmacher AE, Collins FS 2010

18 Splicing alternativo Tejedor JR e J.Valcarel, 2010

19 MEDICINA GENOMICA date essenziali 2003 Sequenza genoma umano 2007 Studi di associazione genomica per 7 malattie comuni (GWAS) 2007 Sequenza di un genoma umano diploide 2007 Sequenza dettagliata 1% genoma umano progetto ENCODE 2008 Inizio progetto sequenza genomi 2010 Sequenza genoma personale (WGS)

20 Verso il completamento del Genoma umano di riferimento Dolgin E, Nature 462:843,

21 Cos è un Gene GENE LIVELLO ANALISI G. CLASSICA Unità Carattere G. MOLECOLARE GENOMICA Divisibile Complesso Nucleotidi Regolazione

22 Una definizione operativa di GENE (progetto ENCODE) Una regione di sequenza genomica localizzata, corrispondente a una unità di ereditarietà, associata a regioni di regolazione, regioni trascritte o altre regioni di sequenza funzionale

23 GENI, CROMOSOMI e GENOMA NUCLEARE UMANI Coppie di basi di DNA N GENI Da 100 a c CROMOSOMI GENOMA Da (cr.1) a (cr. 21) (aploide) 23 coppie 1

24 Tipo e frequenza delle malattie genetiche Tipo < 25 anni > 25 anni Totale Monogeniche 0,36% 1,64% 2% MALATTIE GENETICHE CLASSICHE Cromosomiche Multifattoriali 4,64% 60% 64,6% C. somatica - 0,18% 0,2% MALATTIE COMPLESSE 24% 0,38% 24% Emery,Rimoin. Principles and Practice of Medical Genetics, 1996

25 LA GAMMA DEI CARATTERI UMANI Strachan e Read, Genetica umana molecolare, UTET 2001, fig.3.10

26 TEST GENETICI NON MEDICI medico legali, popolazionistici, MEDICI Diagnostici MALATTIE MENDELIANE SEMPLICI Presintomatici (malattie ad esordio tardivo) Per l identificazione dei portatori sani Predittivi o di suscettibilità genetica (m. multifattoriali) MALATTIE COMPLESSE

27 ORPHANET è un servizio di informazioni sulle malattie rare e i farmaci orfani con accesso libero. Fornisce un elenco aggiornato delle sedi alle quali ci si può rivolgere per richiedere diagnosi e test genetici in Italia e in Europa. Ricerca una malattia Elenco alfabetico delle malattie

28 Test genetici richiesti direttamente dal consumatore (DTC) Molte compagnie offrono online test genetici con risposta diretta all interessato (DTC) dopo invio di un campione di saliva. Kit in vendita nei negozi (OTC). La Società Americana di Genetica Umana (dichiarazione del ) scoraggia l uso generalizzato dei test genetici DTC per il rischio di decisioni inappropriate da parte del cittadino non informato a dovere

29 Test genetici per MM e MMF Malattie mendeliane Ambiente e stile vita NO Test predittivo Implicazioni per parenti Responsabilità medica Sensibile, specifico Controllo esterno qualità Malattie complesse Ambiente e stile vita SI Test non predittivo No implicaz. per parenti Diretto al consumatore Economicamente vantag. Può esserci o non esserci Strachan T e A Read, Hum Mol Genet, 2010

30 IL FUTURO DELLA GENOMICA Collins et al, Nature 422:835, 2003

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