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 представление о генетических аспектах изменения организмов под воздействием среды обитания;
- знать принципы 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. а удиторная 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
| Дата выполнения (сем\неделя) | №№ Разделов | Задания для самостоятельной работы с целью текущего освоения контроля | Форма контроля | Кол-во часов |
| A\1-3 | 5.1, 5.2 | Человек в качестве основного объекта экогенетических исследований. Характер воздействия среды на человека в связи с ответными реакциями его генетических механизмов. | Коллоквиум | |
| A \ 4-6 | 5.3, 5.4 | Влияние антропогенной среды на генетическую изменчивость. Мутагенез. | Реферат | |
| A\ 7-9 | 5.5 | Проблемы и перспективы исследований антимутагенеза. | Реферат | |
| A\ 9-11 | 5.6 | Концепция развития многофакторных заболеваний. | Реферат | |
| Всего: |
