CORSO INTEGRATO DI GENETICAa.a.2010-2011

Prof. Pier Franco Pignatti5.10.2010

LEZIONI N. 1 e 2 (INTRODUZIONE)

- Programma del corso

- Genetica e genomica

CORSO INTEGRATO DI GENETICA 2010-2011

Corso di Laurea Specialistica in Medicina e Chirurgia II anno di corso, I semestreAula C Istituti Biomedici

Orario: Martedi e Giovedi 10.15-11.45, Mercoledi8.30-10, dal 4.10.2010 al 23.12.2010

Discipline e Docenti: Genetica Molecolare: Pier Franco Pignatti, Elisabetta Trabetti, Cristina BombieriGenetica Umana: Alberto Turco, Giovanni Malerba

Obiettivi del corsoFornire 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 …

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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.

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Obiettivi di attività professionalizzanteIl 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

Programma didatticoLezioni

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 genomaumano. 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.

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2Ereditarietà 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.

3EsercitazioniAttività guidata di genetica classica (mendelismo)Attività guidata di genetica molecolare Consultazione di banche dati elettroniche Calcolo dei rischi geneticiEsameL’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 consigliatoG.Neri, M.Genuardi. Genetica umana e medica. Elsevier-Masson, 2010.

Testo consigliato

Orario Ricevimento Studenti

Prof PF Pignatti: mercoledi ore 15-16Prof A Turco: mercoledi ore 16-17Dott.ssa E Trabetti: mercoledi ore 13-14Dott.ssa C Bombieri: mercoledi ore 14-15Dott. G Malerba: martedì ore 16-17

Materiale didattico

I file PDF con le diapositive utilizzate nel corso verranno messi nel sito dopo ogni lezione

Sito web: http://medgen.univr.it/didattica/Selezionare: Genetica A.A. 2010/2011

La distribuzione in internet di questo materiale èintesa per uso strettamente personale. Qualsiasi altro uso (riproduzione in copie multiple, allestimento e commercializzazione di dispense) èespressamente vietato

GENETICA

• GOOGLE: circa 9.330.000 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

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GENETICA

La nascita della genetica è da porsi in relazione con la esigenza posta dall’evoluzionismo (Darwin, 1859) di indagare i meccanismi della ereditàbiologica e della origine della variazione

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GENETICA CLASSICA date essenziali

1865 Mendel: “fattori”, “leggi”1900 Correns,Tschermak,DeVries: riscoperta 1902 Sutton,Boveri: teoria cromosom. dell’ered.1905 Bateson: “genetica”1909 Johannson: “gene”1910 Morgan: mappa genetica1927 Muller: mutazione, geni, citogenetica1941 Beadle e Tatum: un gene/un enzima

GENETICA MOLECOLAREdate essenziali

1944 Avery, MacLeod, McCarthy: DNA (batt.)1952 Hershey, Chase: DNA mat. eredit. (fagi)1953 Watson, Crick: Struttura DNA1961 Niremberg: Codice genetico1978 Kan, Dozy: Diagnosi con DNA1982 Prodotto ingegneria genetica in mercato

GENETICA MOLECOLAREdefinizione

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

Odierna complessità del dogma centrale

Feero WG, Guttmacher AE, Collins FS 2010

Splicing alternativo

Tejedor JR e J.Valcarel, 2010

MEDICINA GENOMICAdate essenziali

2003 Sequenza genoma umano2007 Studi di associazione genomica per 7

malattie comuni (GWAS)2007 Sequenza di un genoma umano diploide2007 Sequenza dettagliata 1% genoma umano

progetto ENCODE2008 Inizio progetto sequenza 1.000 genomi2010 Sequenza genoma personale (WGS)

Verso il completamento del Genoma umano di riferimento

Dolgin E, Nature 462:843, 17.12.09

Cos’è un Gene

“GENE” LIVELLO ANALISI

G. CLASSICA

Unità Carattere

G. MOLECOLARE GENOMICA

Divisibile Complesso

Nucleotidi Regolazione

Una definizione operativa di GENE (progetto ENCODE)

Una regione di sequenza regione di sequenza genomicagenomicalocalizzata, corrispondente a una unità di ereditarietà, associata a regioni di regolazione, regioni trascritte o altre regioni di sequenza funzionale

GENI, CROMOSOMI e GENOMANUCLEARE UMANI

13.000.000.000 (aploide)

GENOMA

23 coppieDa 247.000.000 (cr.1) a 50.000.000 (cr. 21)

CROMOSOMI

c. 25.000Da 100 a 2.000.000GENI

NCoppie di basi di DNA

Tipo e frequenza delle malattie genetiche

Emery,Rimoin. Principles and Practice of Medical Genetics, 1996

24%24%-C. somatica

64,6%60%4,64%Multifattoriali

0,38%0,2%0,18%Cromosomiche

2%1,64%0,36%Monogeniche

Totale> 25 anni< 25 anniTipo

MALATTIE “COMPLESSE”

MALATTIE “GENETICHE CLASSICHE”

LA GAMMA DEI CARATTERI UMANI

Strachan e Read, Genetica umana molecolare, UTET 2001, fig.3.10

TEST GENETICINON MEDICI

• medico legali, popolazionistici, …MEDICI

• Diagnostici• Presintomatici (malattie ad esordio tardivo)• Per l’identificazione dei portatori sani• Predittivi o di suscettibilità genetica (m.

multifattoriali)

MALATTIE MENDELIANE SEMPLICI

MALATTIE COMPLESSE

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

http://www.orpha.net

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 12.5.2010) scoraggia l’uso generalizzato dei test genetici DTC per il rischio di decisioni inappropriate da parte del cittadino non informato a dovere

Test genetici richiesti direttamente dal consumatore (DTC)

Test genetici per MM e MMF

Può esserci o non esserciControllo esterno qualità

Economicamente vantag.Sensibile, specifico

Diretto al consumatoreResponsabilità medica

No implicaz. per parentiImplicazioni per parenti

Test non predittivoTest predittivo

Ambiente e stile vita SI’Ambiente e stile vita NO

Malattie complesseMalattie mendeliane

Strachan T e A Read, Hum Mol Genet, 2010

Collins et al, Nature 422:835, 2003

IL FUTURO DELLA GENOMICA