Citogenetika ir citogenomika

Dalyko pavadinimas

Mokslo kryptis kodas

Kamieninis padalinys

Šakinis padalinys (-iai)

Citogenetika ir citogenomika

Biologija N 010

Gyvybės mokslų centras

Biomokslų institutas

Dalyko apimtis kreditais

8

Studijų būdas

Kreditų skaičius

Paskaitos, individualus darbas, konsultacijos, seminarai (pasirinktinai)

8

Kurso tikslai

Suteikti žinių apie chromosomų struktūrą, jų funkcijas, chromosomų būsenos kitimus ląstelės ciklo metu ir veikiant aplinkos veiksniams. Suprasti chromosomų struktūros pokyčių reikšmę individo raidai ir vystymuisi.

Pagrindinės temos

1. Klasikiniai ir šiuolaikiniai citogenetiniai tyrimo metodai. Chromosomų diferencinis dažymas, dažymo tipai; ruožuotų chromosomų nomenklatūra. In situ hibridizacija, jos taikymo įvairovė ir žymenys, įvairūs FISH variantai (Rx-FISH, MCB, COBRA-FISH, Cas-FISH, Oligopaint-FISH). Lyginamoji genominė hibridizacija (CGH, aCGH, SNP-CGH). Klasikinių ir molekulinių citogenetikos tyrimo metodų palyginimas, jų privalumai ir trūkumai, taikymo sritys ir pasirinkimo principai. Kiti chromosomų tyrimo metodai (tėkmės citometrija, chromosomų mikrodisekcija, imunofluorescencija)
2. Eukariotų chromosomų morfologiniai tyrimai. Kariotipas; kariotipo rūšinis savitumas; chromosomų skaičius, jų dydis ir forma. Normalus žmogaus kariotipas; normalaus ir pakitusio kariotipo nomenklatūra.
3. Specifinės sandaros ir struktūros chromosomos. Politeninės chromosomos, jų DNR replikacija ir politenizacijos mechanizmai. Chromosomos “lempų šepečiai” ir jų struktūra. B chromosomos, jų paplitimas ir savybės.
4. Chromosomų struktūros ir skaičiaus persitvarkymai. Chromosominės aberacijos (delecijos, tarpchomosominiai mainai, viduchromosominiai mainai, izochromosomos), jų susidarymo mechanizmai ir analizė metafazinėse chromosomose. Chromatidinės aberacijos (chromatidiniai trūkiai, tarpchomosominiai mainai, viduchromosominiai mainai), jų susidarymo mechanizmai ir analizė metafazinėse chromosomose. Aneuploidijos, jų susidarymo priežastys; aneuploidijų dažnio priklausomybė nuo centromeros ypatybių; aneuploidijų pasekmės genomo, transkriptomo ir proteomo lygmenyse. Žmogaus chromosomų delecijų, mikrodelelcijų ir mikroduplikacijų nulemtos genetinės ligos. Subalansuotų translokacijų, Robertsono translokacijų ir inversijų nulemti genetiniai sutrikimai; gametų susidarymo ypatumai, esant šiems chromosomų struktūros persitvarkymams. Žmogaus autosomų ir lytinių chromosomų skaičiaus pakitimai. Vėžinių ląstelių kariotipo ypatybės, chromosomų mutacijų reikšmė onkogenų ir navikų supresijos genų raiškai. Kariotipo nestabilumas vėžinėse ląstelėse: ciklas „trūkis-susiliejimas-tiltas“, jo pasekmės; chromotripsis; chromopleksija; chromoanasintezė. Chromotripsio sąsajos su telomerų nestabilumu, aneuploidijomis ir mikrobranduolių susidarymu.
5. Centromeros. Centromerų struktūra; centromerų susidarymas, kaip epigenetinis procesas. DNR sekų centromerose ypatybės; centromerų chromatino ypatybės. Kinetochoro struktūra. Centromerų struktūros modeliai.
6. Telomeros. Telomerų sekos, G nuosvyrų susidarymas; D ir T kilpos. Šelterino kompleksas ir jo funkcijos; telomerazė. Telomerų disfunkcijos priežastys ir pasekmės
7. 3D chromatino struktūra. 3D chromatino tyrimo metodai; chromatino sąveikų Hi-C tyrimo metodas. Topologiškai asocijuojantys domenai (TAD), jų susidaryme dalyvaujantys pagrindiniai baltymai (CTCF, kohezinas); chromatino kilpų ekstruzija. Hierarchinė chromatino struktūra. 3D chromatino struktūros sąsajos su funkciniais chromatino tipais. 3D chromatino dinamika ląstelės ciklo metu.
8. Chromosomų erdvinė struktūra ir ligos. Chromosomų struktūrinis kintamumas, nekeičiantis TAD ribų. Chromosomų struktūrinis kitamumas, suardantis TAD ribas. Chromosomų struktūrinis kintamumas, paslenkantis TAD ribas. 3D genomo pokyčiai vėžinėse ląstelėse. Hierarchinė genomo struktūra ir ligos
9. Chromosomų struktūra branduolyje. Su lamina asocijuojantys domenai (LAD); chromatino sąveika su branduolėliu; PcG kūneliai, jų susidarymas ir struktūra; Įvairių tyrimo metodų (vaizdinimo, sekvenavimo, modeliavimo) integravimas, tiriant chromatino struktūrą gyvų ląstelių branduoliuose. Šiuolaikiniai chromatino struktūros modeliai.

Pagrindinė literatūra

• Lazutka J.R., Slapšytė G. Eukariotų chromosomų struktūra. Kaunas: Technologija, 2008.
• Sumner A.T. Chromosomes: Organization and Function. Oxford,  Blackwell Publ., 2008
• Vogel and Motulsky’s Human Genetics. Problems and approaches. 4th edition (Eds.: M.R. Speicher, S.E. Antonarakis, A.G. Motulsky). Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2010.
• Cancer Cytogenetics. Methods and Protocols. (2nd edition. (Ed. L.J. Campbell). Humana Press, 2011

Vertinimo strategija

Vertinimo kriterijai

Egzaminas

arba

rašto darbas ir pranešimas seminare

Egzamino metu atsakoma į tris atvirus klausimus. Egzamino alternatyva – rašto darbas pasirinkta tema ir jos pristatymas seminare.

Doktorantų žinios ir gebėjimai vertinamos balais nuo 1 iki 10. 10 (puikiai) - puikios, išskirtinės žinios ir gebėjimai (doktorantas įvairiapusiškai, moksliškai argumentuotai, savarankiškai, rišliai suformuluoja ir analizuoja klausimą, pateikia išvadas, vartodamas ir suvokdamas dalyko terminologiją); 9 (labai gerai - tvirtos, geros žinios ir gebėjimai (doktorantas aiškiai, savarankiškai, pagrįstai išdėsto ir analizuoja klausimą, pritaiko dalyko terminologiją); 8 (gerai) - geresnės nei vidutinės žinios (doktorantas savarankiškai, pagrįstai, aiškiai išdėsto duoto klausimo esmę, gerai išmano studijuojamo dalyko terminologiją); 7 (vidutiniškai) - vidutinės žinios ir gebėjimai, yra neesminių klaidų (doktorantas savarankiškai, bet nerišliai ir be pagrindimo išdėsto klausimo esmę, vartoja pagrindinius dalyko apibrėžimus); 6 (patenkinamai) - žinios ir gebėjimai (įgūdžiai) blogesni nei vidutiniai, yra klaidų (doktorantas savarankiškai, bet nenuosekliai, paviršutiniškai, neaiškiai dėsto klausimo esmę, suvokia pagrindinius dalyko apibrėžimus); 5 (silpnai) - žinios ir gebėjimai (įgūdžiai) tenkina minimalius reikalavimus (doktorantas savarankiškai, bet neaiškiai, be analizavimo, nenuosekliai dėsto klausimo esmę, iš dalies suvokia pagrindinius dalyko apibrėžimus); 4-1 (nepatenkinamai) - netenkinami minimalūs reikalavimai (doktorantas nesuprantamai, nenuosekliai dėsto klausimo esmę, negeba analizuoti, nesupranta dėstomojo dalyko pagrindinių apibrėžimų).

Juozas Lazutka

prof.

Veronika Dedonytė

Patvirtinta Gyvybės mokslų centro Doktorantūros mokyklos Tarybos posėdyje 2021-10-14, protokolo Nr. (4.10)600000-KT-...

Tarybos pirmininkė dr. Daiva Baltriukienė