Metylace DNA řízená malými RNA u Arabidopsis thaliana

• Název práce v češtině: Metylace DNA řízená malými RNA u Arabidopsis thaliana
• Název v anglickém jazyce: RNA directed DNA methylation in Arabidopsis thaliana
• Klíčová slova: RdDM (metylace DNA řízená RNA); siRNA; Pol IV; Pol V; Pol II; heterochromatin; epigenetické modifikace; metylace DNA; transkripční umlčení; Arabidopsis
• Klíčová slova anglicky: RdDM (RNA-directed DNA methylation); siRNA; Pol IV; Pol V; Pol II; hetrochromatin; epigenetic modifications; DNA methylation; transcriptional silencing; Arabidopsis
• Akademický rok vypsání: 2012/2013
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra experimentální biologie rostlin (31-130)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Lukáš Fischer, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem, čeká na schválení garantem
• Datum přihlášení: 16.11.2012
• Datum zadání: 16.11.2012
• Datum odevzdání elektronické podoby: 16.05.2013
• Datum proběhlé obhajoby: 06.06.2013
• Oponenti: Mgr. Tomáš Moravec, Ph.D.

Předběžná náplň práce

RNA interference (RNAi) je jedním z procesů, které umožňují v buňkách regulovat aktivitu genů. Tento proces je založen na malých RNA, u rostlin většinou o délce 21-24 nukleotidů, které umožňujících efektorovému ribonukleovému komplexu rozpoznat cílové molekuly nukleových kyselin (RNA či DNA) na základě sekvenční specificity. Mechanismus RNAi je mezi Eukaryoty až na výjimky v základních rysech konzervován. U rostlin hraje významnou roli v obraně proti invazním nukleovým kyselinám jako jsou viry, transposony, či transgeny, podílí se na regulaci exprese rostlinných genů, a tím se účastní například regulace morfogenních změn nebo odpovědi na stres, v neposlední řadě má tento proces vliv na udržování heterochromatinových oblastí chromosomů jako jsou centromery a nebo telomery. K umlčování může docházet na dvou úrovních, jednak na úrovni transkripční – TGS (z angl. Transcriptional Gene Silencing), kdy dochází k zabránění vzniku transkriptu z příslušného genu, a jednak na úrovni posttranskripční – PTGS (z angl. Post-Transcriptional Gene Silencing), kdy transkript sice vzniká, ale je zabráněno jeho překladu do proteinu. Umlčování genů na transkripční úrovni je zpravidla provázeno navozením de-novo metylace promotorové oblasti genu. K metylaci DNA dochází v procesu zvaném RdDM (RNA-directed DNA methylation). V tomto procesu AGO (u Arabidopsis nejčastěji AGO4) nesoucí malou RNA interaguje s rostlině specifickou DNA dependentní RNA polymerázou V (Pol V) a na základě komplementarity mezi transkriptem, který tato polymeráza vytváří, a malou RNA, řídí metylaci příslušné sekvence DNA. Vlastní metylaci pak zajišťuje především metyltransferáza DRM2.
Bakalářská práce by měla obecně pojednat o úloze a mechanismech metylace DNA a RNA interference u rostlin. Detailně by se měla práce věnovat nejnovějším poznatkům v oblasti mechanismu de novo metylace DNA řízené malými RNA.