Genetika človeka

Ľudovít Kádaši

Sylabus prednášky

1. Monogénna dedičnosť u človeka. Nomenklatúra I'udských lokusov a alel. Základné pojmy. Gény a genotypy v populácii: Hardyho-Weinbergov zákon. Autozómovo dominantná dedičnosť v rodokmeňoch a v populácii. Autozómovo recesívna dedičnosť a jej kritériá; význam konsangvinity rodičov; segregačná analýza. Dedičnosť znakov podmienených génmi na pohlavných chromozómoch. Mitochondriálna dedičnosť. Príklady monogénne podmienených ochorení: vrodené poruchy metabolizmu a iné.

2. Polygénna dedičnosť u človeka. Génové interakcie učioveka. Polygéna dedičnosť kvantitatívnych znakov. Korelácia medzi príbuznými. Heritabilita a koeficient genetickej determinácie: možnosti stanovenia u človeka. Polygénna dedičnosť kvalitatívnych znakov: prahový model. Príklady polygénne dedičných kvantitatívnych znakov a ochorení. 

3. Dedičnosť a prostredie. Dvojčatá a ich využitie pri štúdiu vzťahu dedičnosť-prostredie; gemelologická metóda. Rozklad fenotypovej variancie na genetickú a environmentálnu zložku.

 4. Populačná genetika. Vplyv deterministických faktorov na genofond populácie: mutácie, selekcia, migrácia.  Selekcia proti dominantnému fenotypu, recesívnemu fenotypu a uprednostňujúca heterozygotov. Vplyv náhodných faktorov na genofond populácie: génový posun (genetický drift), founder efekt. Panmixia a Hardyho-Weinbergov zákon. Inbríding a genetické izoláty. Homogamia. 

5. Cytogenetika človeka. Usporiadanie DNA v chromozómoch, G-prúžky, R-prúžky. Normálny I'udský karyotyp a metódy jeho štúdia. Cytogenetická nomenklatúra. Ľudské pohlavné chromozómy a determinácia pohlavia. Lyonovej hypotéza. Imprinting.  Porovnávacia cytogenetika primárov a evolúcia človeka.

6. Chromozómy a patologické stavy. Chromozómy a reprodukcia. Chromozómové aberácie: vznik, typy, prejavy; chromozómové varianty. Klasické chromozómové aberácie. Syndrómy chromozómovej instability. Chromozómové fragilné miesta. Chromozómy a karcinogenéza. Cytogenetické metódy testovania mutagénneho účinku vonkajších faktorov. 

7. Ľudský genóm a jeho organizácia. Projekt ľudského genómu: história, súčasný stav, perspektívy, praktické využitie výsledkov. Typy sekvencií v I'udskej DNA. Repetitívne sekvencie, jednotkové sekvencie, gény, pseudogény, génové rodiny. Mobilné elementy v I'udskom genóme. Ľudská mitochondriálna DNA.

8. Polymorfizmus I'udskej DNA. Typy polymorfizmu DNA: bodový polymorfizmus (SNP, RFLP), polymorfizmus typu VNTR (mikrosatelity, minisatelity) - metódy detekcie a praktické využitie. Polymorfizmus mtDNA a Y-chromozómovej DNA: možnosti využitia pri identifikácii osôb a pri štúdiu populácií

9. Základné metódy molekulárnej genetiky človeka. Hybridizácia DNA, hybridizačné sondy, in situ hybridizácia, Southernova hybridizácia. Amplifikácia špecifických úsekov pomocou polymerázovej reťazovej reakcie (PCR). Restrikčné mapovanie. Ľudské génové knižnice, ich tvorba a skríning.

10. Väzba a lokalizácia génov na chromozómoch. Väzba a synténia. Metódy štúdia väzby a lokalizácie u človeka. Autozygotné mapovanie. Konštrukcia I'udskej génovej mapy. Funkčné a pozičné klonovanie génov.  

11. Molekulárna patológia monogénnych ochorení. Mutácie v kódujúcich a v nekódujúcich oblastiach ako príčiny monogénnych ochorení. Hemoglobínové varianty, hemoglobinopatie a talasémie ako model. Diagnostika genetických ochorení pomocou analýzy DNA: priama a nepriama diagnostika.

Základná literatúra

Ferák V., Sršeň, Š.: Genetika človeka. 2. preprac. vydanie. Slov. pedagogické nakladatel'stvo, Bratislava, 1990.
Je to učebnica genetiky človeka, primárne určená pre študentov biológie. Pozor: Prvé vydanie tejto knihy (z r. 1981) je už zastarané a nemožno ho doporučiť.
Sršeň, Š., Sršňová, K.: Základy klinickej genetiky. 4. preprac. vydanie. Osveta, Martin, 2005.
Je to učebnica, určená primárne študentom mediciny a lekárom. Dôraz je na opise geneticky podmienených patologických stavov.

Strachan, T., Read, A. P.: Human Molecular Genetics. 3. prepracované vydanie (dajú sa použiť aj 1. a 2. vydanie). Garland Science, London, New York 2004.
Vynikajúca učebnica pokrývajúca takmer všetky oblasti genetiky človeka s dôrazom na molekulárnu genetiku.

Nussbaum, R. L., McInnes, R. R., Willard, H. F.: Klinická genetika. 6. vydanie, W. B. Sounders Company, Philadelphia, 2001. Český preklad.
Táto učebnica je určená predovšetkým študentom medicíny. Prvé kapitoly však poskytujú dobrý prehľad tak genetiky ako aj molekulárnej genetiky človeka.

Turnpenny, P., Ellard, S.: Emery’s elements of medical genetics. Elsevier Ltd. 2005.
Aj táto učebnica je určená predovšetkým študentom medicíny. Možno ju však odporúčať aj študentom prírodovedeckých fakúlt. 

Doporučená literatúra

Bodmer, W., McKie, R: Kniha človeka (Hledání našeho genetického dedictví). Vyd. Columbus, Praha, 1997.
Populárno-vedecká kniha o I'udskom genóme a o základoch genetiky človeka. Preklad z angl. originálu.

Jones, S.: Jazyk genu. Vyd. Paseka, Praha, 1996.
Populárno-vedecká publikácia o genetike človeka, zameraná najmä na genetické aspekty I'udskej evolúcie. Preklad z angličtiny.

Ridley, M.: Genom. Vyd. Portál, Praha, 2001.
Vynikajúca popularizačná kniha o genetike človeka, o I'udskom genóme a o funkcii niektorých významných a zaujímavých génov mimoriadne zasvätene a pútavo napísaná. Preklad z angličtiny.