Задания для самостоятельной работы

Рабочая программа дисциплины

Экологическая генетика

Наименование магистерской программы

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Направление подготовки

БИОЛОГИЯ

Квалификация (степень) выпускника

Магистр

Уфа

2011г.

Цели освоения дисциплины ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕНЕТИКА

Целью освоения дисциплины «Экологическая генетика» является формирование у студентов представлений о генетических аспектах изменения организмов под воздействием среды обитания (экологических факторов), взаимовлияние генетических процессов и средовых факторов в развитии многофакторных заболеваний человека.

Место дисциплины ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕНЕТИКА в структуре магистерской программы

Цикл М.3, Р.5 (Профессиональный цикл). Дисциплина изучается в семестре A. Дисциплина «Экологическая генетика» представляет собой важную дисциплину в подготовке магистров по программе «Медико-биологические науки». Относится к циклу (разделу) науки о наследственности. Дисциплина позволяет познакомить студентов с взаимодействием генетических и средовых факторов при формировании экологически обусловленных заболеваний человека), патологических проявлений экспрессии генов на специфические факторы среды, основами фармакогенетики, токсикогеномики, нутригеномики, индуцированного мутагенеза и канцерогенеза.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕНЕТИКА.

В результате освоения дисциплины у магистранта должны быть сформированы представления о взаимодействием генетических и средовых факторов.

Формируются компетенции: ОК-3, ОК-4, ОК-6, ПК-1, ПК-3, ПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-13.

По окончании изучения указанной дисциплины студент должен

иметь представлениео генетических аспектах изменения организмов под воздействием среды обитания;
знатьпринципы изучения средовых и генетических факторов в развитии заболеваний человека, основные достижения в этой области;
уметь ориентироваться в современных методах, используемых в экологической генетике.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

основные достижения в области изучения экологической генетики;
охарактеризовать основные методы изучения мутагенеза;
принципы профилактики индуцированного мутагенеза;
патологические проявления экспрессии генов на специфические факторы среды, экогенетические болезни.

Уметь:

ориентироваться в проблемах:

· генетической токсикологии и генетически-активных факторах среды;

· мутагенеза и канцерогенеза;

· симбиогенетики;

· экологической генетики человека;

· адаптации человека к условиям среды обитания.

Структура и содержание дисциплины ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕНЕТИКА

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы 72 часа.

№ п/п	Раздел Дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)	Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
Лекции	Практические (лабораторные)	Сам. работа с преподавателем	Инд.сам. работа
	Введение в экологическую генетику. Методологические подходы в экогенетике	A	1-4		2\2	Реферат
	Человек в качестве основного объекта экогенетических исследований.	A	2-5		2\2	Реферат
	Основы мутационной изменчивости	A	2-7			Коллоквиум
	Влияние антропогенной среды на генетическую изменчивость	A	3-7		2\2	Письменная контр. работа
	Профилактика генотоксических воздействий. Антимутагенез.	A	4-10			Коллоквиум
	Вклад генетических и средовых факторов в развитие широко распространенных болезней человека	A	5-12			Реферат
	Промежуточная аттестация	A				Зачет
	Всего часов	A

Содержание разделов дисциплины

5.1 ВВЕДЕНИЕ В ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ ГЕНЕТИКУ

История формирования экологической генетики как научной дисциплины. Методологические подходы в экогенетике. Характер воздействия среды на человека в связи с ответными реакциями его генетических механизмов.

5.2.ЧЕЛОВЕК В КАЧЕСТВЕ ОСНОВНОГО ОБЪЕКТА ЭКОГЕНЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Эволюция знаний о генетическом полиморфизме человека в норме. Типы полиморфных вариантов генов. Эволюционная адаптация человека. Генетическая адаптация человека к естественным абиотическим (климато-географическим) условиям среды обитания. Роль естественных биотических факторов в эволюционной адаптации человека. Коэволюция геномов человека и микроорганизмов. Генетическая изменчивость и здоровье человека. Экогенетические механизмы адаптации современных популяций человека к естественным факторам среды.

5.3. Основы Мутационной изменчивости

Общая классификация мутаций. Молекулярные механизмы генных мутаций. Обратные мутации и супрессоры. Основные закономерности индуцированного мутагенеза. Средовые факторы повреждения генома. Окислительный стресс и индуцированный мутагенез.

5.4. ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННОЙ СРЕДЫ НА ГЕНЕТИЧЕСКУЮ ИЗМЕНЧИВОСТЬ

Генетические аспекты профессиональной деятельности и возникновение профессиональных болезней. Основные механизмы биотрансформации и детоксикации. Генетический полиморфизм ферментов детоксикации (фаза 1 и фаза 2). Дифференциальная наследственно обусловленная реакция людей на продукты производственной деятельности. Роль наследственных факторов в реакции организма на лекарственные средства. Популяционная фармакогенетика.

5.5. Профилактика генотоксических воздействий. Антимутагенез.

Механизм антимутагенеза и классификация антимутагенов. Методические и методологические аспекты изучения антимутагенеза. Антимутагенные свойства пищевых компонентов. Влияние пищевых продуктов на индуцированный мутагенез. Проблемы и перспективы исследований антимутагенеза.

5.6. ВКЛАД ГЕНЕТИЧЕСКИХ И СРЕДОВЫХ ФАКТОРОВ В РАЗВИТИЕ ШИРОКО РАСПРОСТРАНЕННЫХ БОЛЕЗНЕЙ

Генетико-физиологическая концепция развития многофакторных заболеваний. Оценка влияния наследственных и средовых факторов на развитие заболеваний человека. Генные сети и наследственная предрасположенность к многофакторным заболеваниям. Этические проблемы экологической генетики человека. Основные этические принципы. Этические комитеты. Нормативные документы.

Календарно-тематический план освоения дисциплины

Дисциплина «Экологическая генетика»

Общая трудоемкость (кредиты/часы) 2 з.е. / 72 часа

Аудиторная общая работа (часы) - 26, в т.ч. лекции - 10, лабораторные – 10, практические занятия - 6.

Самостоятельная работа (часы) – 44, в т.ч. аудиторная индивидуальная работа (контактные часы) - 20

Аудиторная работа

6.1 Лекции

Дата выполнения (сем\неделя)	№№ Разделов дисциплины	Содержание лекции	Кол-во часов
A\1	5.1	1. История формирования экологической генетики как научной дисциплины. 2. Методологические подходы в экогенетике. 3. Характер воздействия среды на человека в связи с ответными реакциями его генетических механизмов.
A\2	5.2 5.3	1. Эволюция знаний о генетическом полиморфизме человека в норме. Типы полиморфных вариантов генов. 2. Эволюционная адаптация человека. Экогенетические механизмы адаптации современных популяций человека к естественным факторам среды. Коэволюция геномов человека и микроорганизмов. 3. Генетическая изменчивость и здоровье человека. 4. Общая классификация мутаций. Молекулярные механизмы генных мутаций. Обратные мутации и супрессоры. 5. Основные закономерности индуцированного мутагенеза. 6. Средовые факторы повреждения генома. Окислительный стресс и индуцированный мутагенез.
A\3	5.4	1. Генетические аспекты профессиональной деятельности и возникновение профессиональных болезней. 2. Основные механизмы биотрансформации и детоксикации. Генетический полиморфизм ферментов детоксикации (фаза 1 и фаза 2). 3. Роль наследственных факторов в реакции организма на лекарственные средства. Популяционная фармакогенетика.
A\4	5.5	1. Механизм антимутагенеза и классификация антимутагенов. Методические и методологические аспекты изучения антимутагенеза. Проблемы и перспективы исследований антимутагенеза. 2. Антимутагенные свойства пищевых компонентов. Влияние пищевых продуктов на индуцированный мутагенез.
A\5	5.6	1. Генетико-физиологическая концепция развития многофакторных заболеваний. Оценка влияния наследственных и средовых факторов на развитие заболеваний человека. 2. Генные сети и наследственная предрасположенность к многофакторным заболеваниям. 3. Этические проблемы экологической генетики человека. Основные этические принципы. Этические комитеты. Нормативные документы.
Итого

Аудиторная работа

6.2. Практические занятия

Дата выполнения (сем\неделя)	№№ Разделов	Содержание практических занятий	Кол-во часов
A\2	5.1	Методологические подходы в экогенетике. Методы изучения генома человека.
A\5	5.2 5.3	Типы полиморфных вариантов генов. Генетическая изменчивость и здоровье человека. Типы мутаций. Средовые факторы повреждения генома
A\7	5.4 5.5 5.6	Полиморфизм генов ферментов детоксикации (фаза 1 и фаза 2). Влияние пищевых продуктов и лекарственных средств на индуцированный мутагенез и антимутагенез. Влияние наследственных и средовых факторов на развитие заболеваний человека. Генные сети и наследственная предрасположенность к многофакторным заболеваниям
Всего:

6.3. Лабораторные работы

Дата выполнения (сем\неделя)	№№ Разделов	Содержание лабораторных занятий	Кол-во часов
A\3	5.1	Выделение ДНК из букального эпителия методами щелочной экстракции, сорбентным способом. Определение концентрации ДНК.
A\4	5.2	Подбор условий ПЦР для анализа полиморфизма генов GSTM1 и Сyp1A1, проведение амплификации, ПДРФ-анализ.
A\5	5.3	Проведение электрофореза в агорозных и полиакриламидных гелях.
A\6	5.4	Генетические маркеры предрасположенности к профессиональным заболеваниям
A\7	5.5 5.6	Генетическая предрасположенность к циррозу печени Экогенетика питания
Всего:

Вопросы для обсуждения.

№№ Разделов	Вопросы для обсуждения по модулям: лекции, практические занятия (семинары)
№5.1, 5.2	Характер воздействия среды на человека в связи с ответными реакциями его генетических механизмов. Генетический полиморфизм человека в норме. Генетическая адаптация человека к климато-географическим условиям обитания. Генетическое разнообразие и функциональная изменчивость генома человека. Подверженность человека к инфекционным заболеваниям, значение генетической изменчивости. Информация: 1; 2;3, 5; Д: 4; 5.
№5.3, 5.4	Типы мутаций. Зависимость мутационного эффекта от дозы мутагенного воздействия. Элиминация мутантов и мутаций. Спонтанные мутации в соматических клетках. Методы проверки на мутагенность факторов внешней среды. Фазы детоксикации ксенобиотиков. Пищевые мутагены. Реакция организма на лекарственные средства, обусловленная наследственными факторами. Информация:1, 2; 5; 6; Д: 7, 8.
№5.5, 5.6	Методология изучения антимутагенеза. Пишевые ингибиторы мутагенеза. Фармакологические корректоры мутагенеза. Наследственная предрасположенность к профессиональным заболеваниям человека. Широко распространенные многофакторные заболевания человека, роль среды и наследственности. Вопросы биоэтики в экогенетике. Информация: 2; 4; 5; 6; Д: 4; 5; 6.

Задания для самостоятельной работы