Тематический план лекций для студентов лечебно-профилактического, педиатрического и медико-профилактического факультетов

1 семестр

1. Биология - наука о живой природе. Характеристика живого. Биология в системе медицинских  наук.

2. Организация потоков информации в живых системах. Внутриклеточные, межклеточные системы передачи информации. Роль систем передачи информации в норме и патологии.

3. Введение в генетику. Ген. Определение. Классификация генов. Строение гена у прокариот и эукариот.

4. Геном. Геномика. Этапы развития геномики. Организация генома человека и его свойства.

5. Основные свойства и функции наследственного материала. Кодовая система ДНК. Свойства кода. Вырожденность кода и третьего основания на примере вариантов гемоглобиновых генов. Медицинское значение.

6. Принципы и этапы репликации ДНК.

7. Репарация ДНК. Транскрипция. Процессинг.

8. Трансляция. Экспрессия гена. Основные закономерности в регуляции экспрессии генов.

9. Изменчивость. Виды изменчивости. Модификационная изменчивость. Норма реакции. Комбинативная изменчивость.

10. Изменчивость. Мутационная изменчивость. Типы мутаций. Генные, хромосомные и геномные мутации. Понятие о генных и хромосомных болезнях.

11. Генетическая инженерия, ее достижения и перспективы.

12. Биологическая эволюция. Понятие о биологическом виде. Понятие о популяции. Видообразование в природе. Элементарные эволюционный материал.

13. Элементарные эволюционные факторы: естественный отбор, мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, дрейф генов. Закономерности макро- и микроэволюции.

14. Наследственный полиморфизм природных популяций. Генетический груз. Действие эволюционных процессов в популяции человека. Влияние элементарных  эволюционных факторов на генофонд человеческих популяций. Генетический полиморфизм человечества.

15. Волны численности в изменении генофонда популяций человечества. Миграция населения. Смешанные браки. Специфика действия естественного отбора в человеческих популяциях.

2 семестр

16. Антропогенез и дальнейшая эволюция человека.

17. Общая экология. Аутоэкология. Экологические факторы. Демэкология.

18. Общая экология. Синэкология. Экологические системы.

19. Введение в экологию человека.

20. Экология человечества. Экологические кризисы и катастрофы.

21. Экологическая генетика

22. Антропогенное загрязнение атмосферы. Пути и методы сохранения биосферы.

23. Введение в медицинскую экологию и экологическую эпидемиологию.

24. Молекулярно-генетические основы экологии вирусов и бактерий. Проблема противодействия биологической опасности.

Аннотированный план лекций

для студентов лечебно-профилактического, педиатрического и медико-профилактического факультетов

1 семестр

1. Биология - наука  о  живой  природе. Характеристика живого. Биология в системе медицинских наук.

Определение термина «биология». Естественные и гуманитарные науки. Современная биология как комплекс дисциплин. Медицинские науки. Биология в системе медицинских наук.

Основной объект изучения биологии. Определение жизни с позиции системного подхода. Основные свойства живого. Здоровье и болезни - основные состояния живого. Проблемы нормы и патологии у живого.

Биосоциальная природа человека. Взаимоотношения социального и биологического в человеке. Двойственная природа человека как результат его исторического развития. Химический, биологический и социальные этапы эволюции человека. Ятрогенные заболевания. Этика взаимоотношения врач - больной. Принципы деонтологии.

2. Организация потоков информации в живых системах. Внутриклеточные, межклеточные системы передачи информации. Роль систем передачи информации в норме и патологии.  

Субклеточные элементы (ядро, органоиды, включения и т. д.) - единая морфо-функциональная система. Принципы ее организации. Место потоков информации, веществ и энергии в организации живых системах.

Определение термина «поток информации». Поток информации как система регуляции обмена веществ у здоровых и больных.

Передача информации внутри клетки. Классификация информационных потоков в клетке. Элементы транскрипционно-трансляционного потока. Транскрипционно-трансляционный поток в норме и патологии. Элементы сигнал-трансдукторных системы: цАМФ-зависимая система переноса информации. Значение сигнал-трансдукторных системы в патологии клетки и организма.

Передача информации от клетки к клетке. Гуморальный поток информации Нейрональный (синаптический) поток информации. Аутокринный поток информации. Паракринный поток информации. Медицинские аспекты обмена информацией между клетками.

3. Введение в генетику. Ген. Определение. Классификация генов. Строение гена у про- и эукариот.

Определение термина «генетика». Основные понятия генетики.

Ген. Трудности в определении гена. Современные подходы к определению гена. Классификация генов. Конститутивные гены. Гены «роскоши». Структурные гены. Регуляторные гены.

Особенности организации генов про- и эукариот.

Строение оперона прокариот. Регуляторные области и структурные гены. Активатор, промотор, оператор и терминатора. Стартовый кодон, терминатор.

Строение функционирующего гена эукариот. Регуляторные и информационные области функционирующего гена. Экзоны. Интроны. Стартовый кодон. Терминатор. Промотор. Контролирующие зоны. Модуляторы. Энхансеры и сайленсеры.

4. Геном. Геномика. Этапы развития геномики. Организация генома человека и его свойства.

Введение в геномику. Определение генома и геномики. Разделы геномики. Структурная геномика. Функциональная геномика. Сравнительная геномика. Эволюционная геномика. Медицинская геномика. Этапы развития геномики.

Организация генома человека. Явление полиморфизма. Уникальные гены. Семейство генов. Псевдогены. Роль дупликаций в формировании семейств генов. Значение для медицины. Регуляторные зоны. Повторы. Типы повторов. Кодирующие и некодирущие повторы. Значение для медицины. Транспозоны. Биологическое и медицинское значение транспозируемых элементов.

Явление полиморфизма. Однонуклеотидный полиморфизм (ОНП) или снипсы. Значение для биологии медицины.

Перспективы развития исследований генома человека.

5. Основные свойства и функции наследственного материала. Кодовая система ДНК. Свойства кода. Вырожденность кода и третьего основания на примере вариантов гемоглобиновых генов. Медицинское значение.

Общие представления о матричном принципе передачи информации. Центральная догма биологии. Основные свойства и функции наследственного материала. Способность кодировать информацию (генетический код). Способность воспроизводить информацию (репликация). Способность реализовать информацию (трансляция). Способность правильно сохранять информацию (транскрипция). Способность изменять информацию (мутация и генетическая рекомбинация).

Генетический код и его свойства. Триплетность. Смысловые и бессмысленные кодоны. Значение для медицины. Вырожденность или избыточность. Вырожденность кода и третьего основания на примере вариантов гемоглобиновых генов. Значение для медицины. Однозначность кода. Полярность. Неперекрываемость. Компактность. Универсальность. Клиническое значение вариантов гемогвобиновых генов.

6.Принципы и этапы репликации ДНК.

Определение и общие представление о репликации ДНК. Основные принципы репликации ДНК.

Периоды репликации. Инициация. Точки начала репликации. Образование репликационной вилке. Распад нуклеосомы. Деспирализация ДНК. Освобождение и фиксации нитей ДНК. Ферментативное обеспечение. Образование РНК-затравок.

Элонгация. Лидирующая и отстающая нить ДНК. Франгменты Оказаки.

Терминация. Коррекция (контроль) репликации ДНК. Конвариантная редупликация, как основа мутационной изменчивость. Метилирование ДНК. Ошибки репликации. Фармакологические и медицинские аспекты репликации. Лекарственные препараты и репликация.

7. Репарация ДНК. Транскрипция. Процессинг.

Общее представление о репарации. Определение места повреждения на ДНК. Роль в репарации оппозитного повреждению участка нити ДНК. Энергетическое обеспечение репарации.

Общее представление о транскрипции. Периоды транскрипции. Инициация. Образование инициаторного комплекса. ТАТА-бокс. Транскрипционный «глазок». Элонгация. Стартовая точка. Терминация. Варианты терминации.

Ошибки спаривания при транскрипции. Медицинские и фармакологические аспекты транскрипции.

Посттранскрипционные процессы. Процессинг (созревание РНК). Метилирование про-Ирнк. Копирование 5' конца. Полиаденилирование. Сплайсинг. Альтернативный сплайсинг. Ошибки процессинга.

8.Трянсляция. Экспрессия гена. Основные закономерности в регуляции экспрессии генов.              

  Общее представление о трансляции. Материальное обеспечение процесса. Структура рРНК. Виды рибосом. Периоды трансляции. Инициация. Формирование инициаторного комплекса. Элонгация. Функциональные центры рибосом. Варианты терминации. Нарушение трансляции. Пострансляционные процессы. Фолдинг и модификация белка.

Экспрессия генов. Особенности экспрессии генов у про- и эукариот. Регуляция экспрессии генов на уровне инициации транскрипции прокариот. Активатор и репрессор. Этапы экспрессии гена. Регуляция экспрессии генов у прокариот, на уровне инициации транскрипции. Регуляция экспрессии генов у эукариот. Энхансеры, сайленсеры.

9.Изменчивость. Виды изменчивости. Модификационная изменчивость. Норма реакции. Комбинативная изменчивость.

   Изменчивость как свойство, обеспечивающее возможность существования живых систем в различных состояниях. Виды изменчивости. Модификационная изменчивость и ее механизмы. Характерные особенности модификаций. Модификации человека. Значение модификационной изменчивости в онтогенезе и эволюции. Норма реакция генетически обусловленных признаков. Норма реакции качественных и количественных признаков. Фенокопии. Адаптивный характер модификаций.

   Комбинативная изменчивость, ее проявления и механизмы. Значение комбинативной изменчивости в эволюции. Роль комбинативной изменчивости в генетическом разнообразии людей.

10.Изменчивость. Мутационная изменчивость. Типы мутаций. Генные, хромосомные и геномные мутации. Понятие о генных и хромосомных болезнях.

Понятие о мутациях. Характерные особенности мутаций. Классификации мутаций. Причины, виды и примеры генных мутаций. Доминантные и рецессивные мутации. Генеративные и соматические мутации. Генные мутации у человека. Частота генных мутаций. Генные мутации как причина генных болезней человека.

      Причины и виды хромосомных мутаций: делеция, дупликация, инверсия, транслокация. Причины и виды геномных мутаций. Полиплоидия, гетероплоидия и гаплоидия. Хромосомные и геномные мутации как причина хромосомных болезней.

11.Генетическая инженерия, ее достижения и перспективы.

Понятие о генетической инженерии, трансгенозе. Методы генетической инженерии. Понятие о векторах. Проблема избирательной доставки искусственных генетических конструкций и избирательной экспрессии. Достижения генетической инженерии  животных и растений. Понятие о генной терапии. Заместительная генная терапия. Позитивная и негативная генная терапия. ДНК-иммунизация. Недостатки и перспективы генной терапии. Трансгенные животные – биореакторы лекарственных веществ. Трансгенные животные – модели наследственных заболеваний человека. Генная терапия злокачественных образований.

12.Биологическая эволюция. Понятие о биологическом виде. Понятие о популяции. Видообразование в природе. Элементарные эволюционный материал.

Понятие о биологической эволюции. Общая характеристика эволюционного процесса. Результаты эволюции. Понятие о биологическом виде. Критерии вида. Критерии популяции. Способы видообразования. Мутации как элементарный эволюционный  материал.

13.Элементарные эволюционные факторы: естественный отбор, мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, дрейф генов. Закономерности макро- и микроэволюции.

Общая характеристика мутационного процесса и его  место в эволюции. Причины популяционных волн. Виды изоляции. Понятие о дрейфе генов. Место популяционных волн, изоляции и дрейфа генов в эволюционном процессе. Механизм естественного отбора. Виды естественного отбора: движущий, стабилизирующий и дизруптивный – и их место в эволюции. Творческая роль естественного отбора.

Закономерности макроэволюции.

14.Наследственный полиморфизм природных популяций. Генетический груз. Действие эволюционных процессов в популяции человека. Влияние элементарных  эволюционных факторов на генофонд человеческих популяций. Генетический полиморфизм человечества.

Понятие о генетическом полиморфизме природных популяций, его причинах и проявлениях. Понятие о генетическом грузе. Проблема генетического груза. Мутационный и сегрегационный генетический груз.  Особенности действия эволюционных процессов в популяциях человека. Влияние элементарных эволюционных факторов на генофонд человеческих популяций. Сущность, причины и проявления генетического полиморфизма человека. Биохимический полиморфизм людей.

15.Волны численности в изменении генофонда популяций человечества. Миграция населения. Смешанные браки. Специфика действия естественного отбора в человеческих популяциях.

 Динамика численности популяции. Место волн численности в изменении генофонда популяций человечества. Миграция населения и ее место в современном эволюционном процессе. Значение смешанных браков. Особенности действия естественного отбора в человеческих популяциях.

2 семестр

16.Антропогенез и дальнейшая эволюция человека.

 Биосоциальная природа человека. Человек как биологический вид. Характерные признаки человека. Генетическое и социальное наследование человека. Биологическая предистория человечества: морфофизиологические предпосылки происхождеиия человека. Основные этапы происхождения человека.

Эволюционные процессы в человеческих популяциях на современном этапе.

17.Общая экология. Аутоэкология. Экологические факторы. Демэкология.

Структура экологии. Предмет изучения аутоэкологии. Понятие о среде обитания и экологических факторах. Классификация экологических факторов. Важнейшие абиотические факторы. Экологические категории организмов. Типы среды обитания живых организмов.

Общие закономерности воздействия факторов среды на организмы. Правило оптимума. Закон минимума. Закон толерантности. Приспособление организмов к неблагоприятным факторам среды. Виды и уровни адаптаций. Способы преодоления организмами неблагоприятных воздействий среды.

Экологическая ниша. Общие закономерности формирования и существования экологических ниш. Организмы как индикаторы качества среды.

Предмет изучения демэкологии. Основные критерии популяции. Основные экологические характеристики популяции. Закономерности изменения численности популяции. Структура популяции (возрастная, половая, пространственная, этологическая). Динамика популяций. Кривые выживания и кривые роста численности популяции. Колебания численности популяции.

18.Общая экология. Синэкология. Экологические системы.

Предмет изучения демэкологии. Понятие о сообществах организмов, биоценозе и биотопе. Структура биоценоза (экологическая, видовая, пространственная). Типы биотических связей в биоценозе. Формы межвидовых биотических отношений. Пищевые цепи и экологические пирамиды. Закономерности саморегуляции биоценозов.

    Понятие экологической системы. Структура и функционирование экосистем. Биологический круговорот веществ, энергии и информации в экологических системах. Место человека в биологическом круговороте. Гомеостаз экосистемы. Экологическая сукцессия как биологическое развитие. Антропогенные факторы как причина начала процесса сукцессии. Основные экосистемы Земли (пустыни, травянистые экосистемы, лесные экосистемы, водные экосистемы). 

19. Введение в экологию человека.

Характеристика человека как биологического вида. Человек как экологический феномен. Полиморфизм популяций человека. Среда обитания человека и ее типы. Биологические потребности человека. Особенности роста и развития современного человека.

 Концепции здоровья. Показатели здоровья человека. Краткая характеристика основных групп заболеваний: наследственные, экологические, природноочаговые  и старческие. Абиотические факторы и здоровье человека. Геопатогенные зоны. Защитные системы организма человека. Мишени действия патогенов, канцерогенов и мутагенов. Адаптация человека к экстремальным условиям. Адаптивные экологические типы человека. Акклиматизация.

 Вредные привычки. Рискованный образ жизни. Здоровый образ жизни как  основа устойчивого развития общества.

Внутривидовые отношения. Межвидовые отношения. Симбионты, комменсалы и паразиты человека как компоненты экологической системы, их взаимодействие с человеком. Место человека в пищевых цепях. Место  человека в экологических системах.

Понятие об эндоэкологии; эндоэкологические законы. Введение в эндоэкологию человека.

20.Экология человечества. Экологические кризисы и катастрофы.

Популяционные характеристики. Показатели качества жизни. Особенности пространственной структуры человечества. Урбанизация. Город как экологическая система. Климат города. Изменение состояния компонентов окружающей среды в городе.

Развивающиеся и развитые страны. Проблемы производства продовольствия. Факторы, лимитирующие развитие человечества (демографический взрыв, истощение природных ресурсов, загрязнение среды обитания). Технологическая цивилизация и биосфера.

Экологические кризисы и катастрофы. Особенности антропогенного воздействия на биоту. Антропогенные экологические кризисы. Современный экологический кризис.

21.Экологическая генетика.

История становления экогенетики. Предмет изучения экогенетики. Эколого-генетические модели. Генетика устойчивости организма человека к факторам среды. Генетический и биохимический полиморфизм человека. Фармакогенетика ферментов системы детоксикации, транспортеров и рецепторов лекарственных средств.

Понятие о генетической токсикологии. Генетически активные факторы. Этническое оружие. Геном человека как экологический феномен. Понятие о генетическом паспорте человека. Экологическая генетика и молекулярная медицина. Экологическая геномика. Профилактика экологических заболеваний.

Деградация генофонда человечества.

22.Антропогенное загрязнение атмосферы. Пути и методы сохранения биосферы.

Понятие о загрязнении окружающей среды. Основные направления воздействия человека на биосферу. Основные источники антропогенного воздействия. Загрязнение атмосферы химическими веществами. Парниковый эффект, разрушение озонового слоя, кислотные осадки. Воздействие на гидросферу. Воздействие на литосферу. Воздействие на биосферу физических факторов. Экологическая ситуация в Республике Татарстан.

 Антропогенные чрезвычайные ситуации и войны. Характеристика экологического риска. Факторы экологического риска. Концепция экологической безопасности и снижения риска. Меры по снижению экологического риска.

Экологические принципы хозяйственной деятельности. Понятие экологического права. Объекты экологического права. Источники экологической информации. Экологический вред. Экоцид. Юридическая ответственность за экологические правонарушения.

Понятие охраны окружающей среды. Экономические механизмы охраны окружающей среды. Регламентация воздействия на биосферу. Оценка воздействия на окружающую среду. Экологическая экспертиза. Экологическая сертификация. Экологический контроль и мониторинг. Экологическая политика. Инженерная защита биосферы. Международное сотрудничество.  

23.Введение в медицинскую экологию и экологическую эпидемиологию.

Предмет и задачи медицинской экологии. Предмет, задачи и основные направления экологической эпидемиологии. Экологически обусловленные заболевания. Риск здоровью человека, связанный с загрязнением окружающей среды. Техногенно измененная воздушная среда городов как причинный фактор развития заболеваний. Вода как фактор риска развития заболеваний. Факторы риска искусственной среды обитания. Воздействие физических факторов окружающей среды на человека. Химические вещества как причинный фактор развития экологически обусловленных заболеваний. Вода и пища как источник ксенобиотиков. Качество продуктов питания. Пищевой статус человека. Особенность питания населения экологически неблагоприятных территорий. Изменение климата как фактор риска для здоровья населения России.

 Репродуктивное здоровье. Злокачественные новообразования и окружающая среда.

24.Молекулярно-генетические основы экологии бактерий и вирусов. Проблема противодействия биологической опасности.

Понятие о бактериях и сообществах бактерий. Особенности бактериального генома. Молекулярно-генетические основы инфекционного процесса. Феномен “ощущения кворума”, проявления и механизмы кооперативной чувствительности. Микробные сообщества. Биопленки. Микрофлора пищеварительного тракта. Проблема устойчивости патогенных бактерий к лекарственным воздействиям. Место бактерий в эволюции биосферы.

 Понятие о вирусах и вирусоподобных инфекционных агентах. Структурно-функциональная организация вирионов. Взаимодействие вируса с клеткой-хозяином. Репликация вирусного генома и экспрессия генов. Молекулярные и клеточные механизмы защиты организма от вирусных инфекций. Лечение и профилактика вирусных инфекций. ДНК-вакцинация.        

Понятие о биологической опасности. Структура биологической опасности. Патогенные микроорганизмы как биологическая опасность. Понятие о возникающих инфекциях. Антропогенные абиотические факторы как причина новых и атипичных инфекционных заболеваний. Проблемы безопасности при новых и вновь возникающих инфекциях.  Источники биологической  опасности   на предприятиях биологического профиля. Биологическое оружие. Биологический терроризм как реальная угроза национальной безопасности. Пути противодействия биологической опасности.

    Экологические проблемы утилизации ядерных отходов и уничтожения химического оружия. Биосферное оружие. Понятие об экологическом императиве.