Termodynamika tvorby DNA vlásenek

• Název práce v češtině: Termodynamika tvorby DNA vlásenek
• Název v anglickém jazyce: The thermodynamics of DNA-hairpin formation
• Klíčová slova: NMR, DNA, vlásenka, CArG box
• Klíčová slova anglicky: NMR, DNA, hairpin, CArG box
• Akademický rok vypsání: 2017/2018
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra fyziky nízkých teplot (32-KFNT)
• Vedoucí / školitel: Mgr. Václav Římal, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 08.11.2017
• Datum zadání: 08.11.2017
• Datum potvrzení stud. oddělením: 28.11.2017
• Datum a čas obhajoby: 19.06.2019 13:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 09.05.2019
• Datum odevzdání tištěné podoby: 09.05.2019
• Datum proběhlé obhajoby: 19.06.2019
• Oponenti: RNDr. Václav Profant, Ph.D.
• Konzultanti: prof. RNDr. Helena Štěpánková, CSc.

Zásady pro vypracování

1. Seznámit se se základy NMR spektroskopie nukleových kyselin a naučit se obsluhovat spektrometr vysokého rozlišení.
2. Změřit dvourozměrná korelační spektra 1H-1H NOESY vybraných oligodeoxynukleotidů a přiřadit rezonance jádrům vodíku v molekule.
3. Změřit teplotní závislosti jednorozměrných 1H spekter a interpretovat je z hlediska stability přítomných strukturních útvarů.
4. Na základě provedených experimentů a jejich analýz zhodnotit, zda lze prokázat tvorbu vlásenek.

Seznam odborné literatury

G. M. Blackburn a kol., Nucleic Acids in Chemistry and Biology (vybrané kapitoly), The Royal Society of Chemistry, Cambridge, 2006.
O. Socha, Charakterizace strukturních vlastností a stability DNA vlásenek pomocí NMR spektroskopie, diplomová práce. MFF UK, Praha 2016.
V. Římal, H. Štěpánková, J. Štěpánek, Analysis of temperature dependent spectra with asymmetrical two-site chemical exchange, Concept Magn. Reson. A 38A (2011), 117-127.
B. Řezáčová, Strukturní flexibilita regulačního segmentu DNA, diplomová práce. MFF UK, Praha 2009.

Vybraný soubor původních prací z odborných periodik.

Předběžná náplň práce

Transkripční elementy jsou úseky DNA, na něž se váží proteiny, zvané transkripční faktory, které svojí přítomností vyznačují místo začátku transkripce a spouštějí, případně regulují aktivitu RNA polymeráz. Dosud není jasný mechanismus, jak transkripční faktory dokážou rozpoznat cílové místo DNA (jim příslušný transkripční element), na který se mají navázat. Jedním z význačných transkripčních faktorů je „serum response factor“ (SRF), který se váže na „serum response element“ (SRE).
Z teplotních závislostí spekter UV absorpce SRE byla kromě vzniku dvoušroubovice zjištěna tvorba stabilních struktur jednovláknové DNA. Jako nejpravděpodobnější interpretace se jeví možná schopnost obou řetězců SRE vytvořit vlásenku, což se v případě jedné části potvrdilo i pomocí NMR spektroskopie. Existence strukturního útvaru se dvěma vlásenkami proti sobě by mohla být velmi zajímavým vysvětlení dějů týkajících se interakce SRE a SRF.
Cílem této diplomové práce bude na základě série NMR experimentů na vybraných sekvencích modelových úseků DNA vyhodnotit jejich strukturní a termodynamické vlastnosti. Zejména ověřit, zda dochází k tvorbě vlásenky i u komplementárního řetězce.