Last update: RNDr. Eduard Kočárek, Ph.D. (22.02.2013)
The semestral course is focused on clinical cytogenetics. It includes basic information about human karyotype and a recent knowledge of clinically important syndromes associated with specific chromosomal abnormalities. Particular attention is given to submicroscopic rearrangements. Cytogenetic analysis is widely applied in modern medical disciplines such as reproduction medicine and prenatal medicine. The course therefore involves overview of assisted reproduction techniques and preimplantation diagnostic methods. It also deals with chromosomal abnormalities associated with tumors. Discussionn about corresponding legislative and ethical issues and possible relationship to modern discoveries in genetics and genomics is involved in all of lectures. Practical tasks demonstrate modern methods of chromosomal analysis. Students will practice determination of chromosomal abnormalities and corresponding syndromes. The whole course in human cytogenetics is assigned for undergraduate and postgraduate students. We recommend previous attendance of lectures and practical courses in genetics, molecular biology, biochemistry, cell biology, developmental biology, and microscopic techniques.
Last update: RNDr. Eduard Kočárek, Ph.D. (22.02.2013)
Jednosemestrová přednáška klade důraz na aplikace cytogenetiky v medicíně. V úvodu pojednává o lidském karyotypu a o algoritmu klinickogenetických vyšetření od stanovení pracovní diagnózy pacienta až k interpretaci výsledků analýz. Posluchači získají přehled o významu cytogenetických vyšetření v diagnostice a o syndromech podmíněných chromozomovými aberacemi. Zvláštní zřetel je věnován submikroskopickým změnám, zejména mikrodelecím chromozomů, jejichž klinický význam je dosud předmětem výzkumů. Přednáška informuje o využití cytogenetických analýz v moderních lékařských oborech, zejména v reprodukční medicíně, v prenatální medicíně a v onkologii. Nezbytnou součástí učiva jsou etické a legislativní aspekty, které je nutné uvážit při indikaci cytogenetických vyšetření. Přednášky se prolínají s praktickou výukou, která seznamuje s moderními metodami identifikace chromozomů a jejich aberací (včetně stanovení diagnózy, popř. prognózy pacienta). Kurz je určen pro studenty biologie magisterského a postgraduálního studia. Doporučujeme absolvování přednášek z genetiky a molekulární biologie, biochemie, biologie buňky, vývojové biologie a mikroskopické techniky.
Literature - Czech
Last update: IRLICHA (08.06.2006)
Beatty B., Mai S., Squire J.: FISH – A Practical Approach. Oxford University Press, Oxford, 2002
Hájek Z., Kulovaný E., Macek M.: Základy prenatální diagnostiky. Grada, Praha, 2000
Kapras J. a kol.: Kapitoly z lékařské biologie a genetiky I. skriptum UK 1.LF, Karolinum, Praha, 1996
Kočárek E., Pánek M., Novotná D.: Klinická cytogenetika I. skriptum UK 2.LF, Karolinum, Praha, 2006
Kočárek E.: Praktická cvičení z klinické cytogenetiky. skriptum UK 2.LF, Karolinum, Praha, 2006
Kolář Z.: Úvod do molekulární patologie a onkologie. skriptum LF UP, VUP, Olomouc, 1998
Mange E. J., Mange A. P.: Basic Human Genetics. Sinauer Associates Inc., Sunderland, Massachussets, 1999
Mazura I. a kol.: Speciální metody molekulární biologie. skriptum PřFUK, Karolinum, Praha, 2001
Michalová K.: Úvod do lidské cytogenetiky. IDVPZ, Brno, 1999
Mitelman F. (Ed.) a kol.: ISCN1995 – An International System for Human Cytogenetic Nomenclature. Karger, Basel, 1995
Moore K.L., Persaud T.V.N.: Zrození člověka (Embryologie s klinickým zaměřením). ISV, Praha, 2002
Nussbaum R. L., McInnes R. R., Willard H. F.: Thompson & Thompson – Klinická genetika (překlad z anglického Thompson & Thompson – Genetics in Medicine). Triton, Praha, 2004
Passarge E.: Color Atlas of Genetics. Georg Thieme Verlag, Stuttgart – New York, 1995
Sršeň Š., Sršňová K.: Základy klinickej genetiky a jej molekulárna podstata (text ve slovenštině). Osveta, Martin, 2000
Šmarda J.: Člověk v proudu dědičnosti (geny v lidském zdraví a nemoci). Grada, Praha, 1999
Verma S. V., Babu A.: Human Chromosomes – manual of basic techniques. Pergamon Press, New York, 1989
Wiedemann H.-R., Kunze K.J.: Atlas klinických syndromů pro kliniku a praxi (český překlad z německého originálu „Atlas der klinischen Syndromen für Klinik und Praxis“). Osveta, Martin, 1996
Zima J. a kol.: Genetické metody v zoologii. skriptum PřFUK, Karolinum, Praha, 2004
Žižka J.: Diagnostika syndromů a malformací. Galén, Praha, 1994
Requirements to the exam -
Last update: RNDr. Eduard Kočárek, Ph.D. (22.02.2013)
Student can sit the final exam only after getting a credit. The credit could be granted to students with minimum 80% presence on classes (lectures/seminars/practicals). Absences on more the 20% classes preclude granting a credit and sitting an exam.
The final exam is oral one. At the beginning of this exam student will draw the sheet with two questions. After this the student will have a time 15 minutes for a written preparation. After this time the student will start to ansver selected question. The student can decide which question will be answered first. The examiner can put additional questions to student.
All of questions are focused to practice knowledge from both lectures and seminars/practicals. It means that majority of questions contain some results of cytogenetic analysis or other similar material associated with the topic of the question. Students must therefore apply not only theoretical knowledge but properly describe results of concrete clinical cytogenetic examinations as well.
Last update: RNDr. Eduard Kočárek, Ph.D. (22.02.2013)
Zkoušku je možné konat jen na základě získání zápočtu. Zápočet se uděluje na základě prezence, přičemž studenti jsou povinni se účastnit minimálně 80% výukových akcí (přednášek a cvičení). Do prezence se započítává i účast na exkurzi do vybrané cytogenetické laboratoře. Neúčast vyšší než 20% vylučuje získání zápočtu a tedy i konání zkoušky.
Zkouška se koná ústní formou. Na jejím začátku si student vylosuje dvojici otázek a je mu poskytnuto 15 minut na písemnou přípravu. Po uplynutí tohoto času jednotlivé otázky zodpoví, přičemž pořadí otázek, na které odpovídá, si volí sám. Examinátor může zkoušenému zadávat doplňující otázky.
Otázky jsou koncipovány tak, aby propojovaly praktické znalosti získané při cvičeních s poznatky z přednášek. Znamená to, že součástí zadání zkouškové otázky mohou být ukázky karyotypů nebo jiných výsledků cytogenetických vyšetření, popř. podobné materiály tématicky související s otázkou. Pro zdárné zodpovězení je proto nutná nejen znalost učiva, ale také správný popis příslušných výsledků cytogenetických vyšetření a dobrá orientace v klinickocytogenetických vyšetřovacích metodách.
Syllabus -
Last update: RNDr. Eduard Kočárek, Ph.D. (22.02.2013)
1. Introduction to human cytogenetics, cell cycle, morphology of chromosomes, human karyotype, International System of Human Cytogenetic Nomenclature (ISCN 2009)
2. Cytogenetic analysis, its importance in medicine; in vitro cultivation of cells, staining techniques, and banding methods, computer picture analysis of chromosomes; fluorescent microscopy, its application in human cytogenetics
3. Clinically important chromosomal abnormalities, cytogenetic syndromology
4. Numerical chromosomal abnormalities in humans, poloyploidies, non-disjunction defects and their etiology, aneuploidies, mosaicism; Down syndrome, Edwards syndrome, Patau syndrome, numerical gonosomal abnormalities; corresponding ethical issues
5. Structural chromosomal abnormalities in humans, their etiology, chromosomal polymorphisms; balanced and unbalanced rearrangements - possible phenotypes and risk for the offspring
7. Fragile sites on human chromosomes, their molecular mechanism; fragile X syndrome, its clinical features and inheritance
8. Information sources in clinical cytogenetics
9. Molecular cytogenetic analysis in clinical genetics; FISH method, its principle and modifications, FISH probes, their types and application, description of FISH results according to ISCN 2009
10. Cytogenetics in reproductive medicine, spermatogenesis and oogenesis, reproduction defects, assisted reproduction techniques, preimplantation genetic diagnosis of chromosomal abnormalities, ethical and legal issues associated with assisted reproduction
11. Gonosomal abnormalities and their clinical importance, gonadal dysgenesis, true hermaphroditism and pseudohermaphroditism in humans, Turner syndrome and its forms, Klinefelter syndrome, XYY and XXX syndromes, X;Y translocations, their possible consequences
12. Prenatal cytogenetics, chromosomal aberrations in fetuses; noninvasive and invasive prenatal examinations, their ethical and legal issues, parental consent
13. Oncocytogenetics; protooncogenes, tumor-suppressor genes, and DNA repair genes, their possible role in carcinogenesis; primary and secondary chromosomal abnormalities in tumors; germ-line and somatic abnormalities; hereditary tumors associated with chromosomal defects; chromosomal instability syndromes
14. Comprehensive Analysis of human karyotype by means of modern molecular cytogenetic techniques (mFISH, CGH)
15. Importance and application of modern genomics in cytogenetics, examples of modern molecular biological methods that are applied for analysis of chromosomal abnormalities (PCR in situ, PRINS, fluorescent quantitative PCR, MAPH, MLPA, arrayCGH)
16. Laboratory report describing results of cytogenetic analysis; scientific presentation of cytogenetic results - corresponding ethical and legal issues.
Last update: RNDr. Eduard Kočárek, Ph.D. (22.02.2013)
1. Cytogenetika člověka, její náplň a význam; struktura chromatinu, molekulární stavba a mikroskopická morfologie lidských chromozomů, buněčný cyklus a jaderné dělení, karyotyp člověka, klasifikace lidských chromozomů, základy mezinárodní cytogenetické nomenklatury (ISCN 2009)
2. Cytogenetické vyšetření a jeho význam v medicíně, základní kultivační, barvicí, resp. pruhovací metody používané při studiu lidských chromozomů, počítačová analýza obrazu a její význam v cytogenetice, využití fluorescenční mikroskopie při cytogenetickém vyšetření
3. Klinicky významné chromozomové aberace, cytogenetická syndromologie (pojmy syndrom, asociace, sekvence, vrozené vývojové vady); genetické poradny, jejich organizace a pracovní náplň, indikace k postnatálnímu vyšetření chromozomů
4. Změny počtu chromozomů u člověka; polyploidie, nondisjunkční vady a jejich etiologie, mozaiky, nomenklatura numerických aberací dle ISCN 2009, Downův syndrom, Edwardsův syndrom, Patauův syndrom a další klinicky významné početní odchylky chromozomů, etické aspekty péče o pacienty s Downovým syndromem a jinými závažnými geneticky podmíněnými poruchami psychomotorického vývoje
5. Změny struktury chromozomů u člověka a jejich etiologie, variabilita lidských chromozomů, nomenklatura strukturních aberací dle ISCN 1995, balancované a nebalancované chromozomové přestavby, translokační formy Downova a Patauova syndromu a další klinicky významné strukturní odchylky, stanovení rizika pro potomstvo přenašečů balancovaných přestaveb, marker chromozomy a jejich klinický význam
6. Submikroskopické (kryptické) chromozomové aberace a jejich etiologie, nereciproký crossing-over; "contiguous gene syndromes", mikrodeleční syndromy, jejich etiologie a variabilita; genomický imprinting, syndromy DiGeorge (CATCH22), Williams-Beuren, Prader-Willi/Angelman, Smith-Magenis, Miller-Dieker a další patologické stavy asociované s kryptickými přestavbami chromozomů, subtelomerické přestavby asociované s mentální retardací, submikroskopické delece dystrofinového genu u muskulární dystrofie
7. Fragilní místa na lidských chromozomech, jejich molekulární podstata, možnosti vyšetření a fenotypové projevy; syndrom fragilního X, jeho klinické projevy a dědičnost
8. Informační zdroje v klinické cytogenetice a jejich využití, práce s odbornou literaturou a internetem
9. Molekulárně cytogenetická vyšetření v klinické genetice; metoda FISH, její princip a modifikace; typy sond pro FISH a jejich využití, počítačové programy k vyhodnocení výsledků FISH, indikace molekulárně cytogenetické analýzy a její návaznost na ostatní genetická vyšetření, zápis výsledků molekulárně cytogenetické analýzy podle ISCN 2009
10. Cytogenetika v reprodukční medicíně, spermatogeneze a oogeneze, poruchy reprodukce a jejich možné příčiny, metody asistované reprodukce, preimplantační diagnostika chromozomových aberací, etické a právní problémy asistované reprodukce
11. Aberace pohlavních chromozomů a jejich klinický význam, vývoj pohlavních orgánů a genitálu u člověka a jeho poruchy, gonadální dysgeneze, hermafroditismus a pseudohermafroditismus u člověka, Turnerův syndrom a jeho varianty, Klinefelterův syndrom, supermale a superfemale, translokace chromozomů X a Y a jejich fenotypové projevy
12. Cytogenetika v prenatální medicíně, faktory zvyšující riziko chromozomových aberací u plodu, algoritmus a indikace prenatálních vyšetření, profesní a etické zásady komunikace s těhotnou pacientkou a její rodinou; informovaný souhlas, resp. pozitivní a negativní revers, ultrazvukové vyšetření, nuchální translucence, stanovení biochemických markerů, invazivní metody odběru fetálních buněk, jejich indikace a rizika
13. Cytogenetika v onkologii; proces vzniku nádorové buňky; protonkogeny, tumor-supresorové geny a další geny významné v karcinogenezi, specifické primární a sekundární chromozomové změny ovlivňující vznik a vývoj nádoru, syndromy chromozomové instability a jejich dědičnost, hereditární malignity asociované s chromozomovými aberacemi, problematika onkocytogenetických vyšetření
14. Molekulárně cytogenetické metody umožňující komplexní analýzu lidského karyotypu (mFISH, CGH), jejich princip a význam, zápis výsledků CGH podle pravidel ISCN 2009
15. Význam moderních objevů na poli genomiky pro lidskou cytogenetiku a jejich etické souvislosti, moderní molekulárněbiologické metody umožňující studium chromozomových aberací, PCR in situ, resp. PRINS, fluorescenční kvantitativní PCR, MAPH, MLPA, arrayCGH
16. Struktura zprávy o výsledku cytogenetického vyšetření, publikace výsledků v klinické cytogenetice; etické a legislativní předpisy omezující publikaci osobních dat a fotografií pacientů, struktura odborného sdělení a jeho specifika
