Studium lokálních změn ve stabilitě dvoušroubovice DNA po methylaci cytosinu pomocí jaderné magnetické rezonance
| Thesis title in Czech: | Studium lokálních změn ve stabilitě dvoušroubovice DNA po methylaci cytosinu pomocí jaderné magnetické rezonance |
|---|---|
| Thesis title in English: | Nuclear magnetic resonance study of local changes in DNA double-helix stability induced by cytosine methylation |
| Key words: | NMR, metylace DNA, tání duplexu DNA |
| English key words: | NMR, DNA methylation, DNA melting |
| Academic year of topic announcement: | 2013/2014 |
| Thesis type: | Bachelor's thesis |
| Thesis language: | čeština |
| Department: | Department of Low Temperature Physics (32-KFNT) |
| Supervisor: | Mgr. Václav Římal, Ph.D. |
| Author: | hidden - assigned and confirmed by the Study Dept. |
| Date of registration: | 30.10.2013 |
| Date of assignment: | 31.10.2013 |
| Confirmed by Study dept. on: | 27.11.2013 |
| Date and time of defence: | 17.06.2014 00:00 |
| Date of electronic submission: | 23.05.2014 |
| Date of submission of printed version: | 23.05.2014 |
| Date of proceeded defence: | 17.06.2014 |
| Opponents: | RNDr. Hana Kouřilová, Ph.D. |
| Advisors: | prof. RNDr. Helena Štěpánková, CSc. |
| prof. RNDr. Josef Štěpánek, CSc. | |
| Guidelines |
| Seznámit se se základy NMR spektroskopie a naučit se obsluhovat spektrometr vysokého rozlišení.
Změřit teplotní závislosti jednorozměrných spekter 1H dvou vybraných selfkomplementárních oligodeoxynukleotidů lišících se methylací cytosinu v centrálním bázovém páru. Změřit dvourozměrná korelační spektra NOESY při zvolené teplotě a na jejich základě přiřadit rezonance ve spektrech 1H. Analyzovat změřené teplotní závislosti spekter 1H a určit parametry popisující chemickou výměnu spojenou s rozpadem dvoušroubovice. Interpretovat výsledky z hlediska vlivu methylace cytosinu na stabilitu a flexibilitu dvoušroubovice DNA. |
| References |
| G. M. Blackburn a kol., Nucleic Acids in Chemistry and Biology (vybrané kapitoly), The Royal Society of Chemistry, Cambridge, 2006.
P. J. Hore, Nuclear Magnetic Resonance, Oxford University Press, Oxford, 1995. H. Günther, NMR Spectroscopy: Basic principles, concepts, and applications in chemistry (vybrané kapitoly), John Wiley & Sons Ltd, Chichester, 1995. V. Římal, NMR studium lokální strukturní stability v molekule DNA, diplomová práce. MFF UK, Praha 2009. |
| Preliminary scope of work |
| Deoxyribonukleová kyselina (DNA) hraje ústřední roli v biochemických dějích probíhajících v živých organismech. Slouží především jako úložiště dědičné informace, ale účastní se také velkého množství interakcí s bílkovinami (proteiny), které ovlivňují míru aktivity jednotlivých genů. Dalším případem, kdy DNA interaguje s proteiny, je například rozpoznání cizorodé DNA receptory buněk imunitního systému. To vede ke spuštění kaskády dějů, jejichž cílem je posílit obranné mechanismy.
Mezi vlastnosti dvoušroubovice DNA, na nichž závisí vazba proteinů, patří její stabilita. Určuje ji celá řada faktorů, zejména délka řetězce DNA, bázové složení a koncentrace obou DNA molekul, ale i vnější podmínky, jako jsou pH, teplota a iontové složení roztoku. Nejrozšířenější chemickou modifikací DNA, která ovlivňuje interakci s proteiny, je methylace cytosinu, a to především v tzv. CpG motivu. Nukleární magnetická rezonance (NMR) je unikátní experimentální metoda umožňující detailní studium stability a flexibility DNA na úrovni jednotlivých bází. Po změření teplotních závislostí NMR spekter DNA lze určit termodynamické parametry popisující rozpad dvoušroubovice na samostatné molekuly a vyhodnotit tak vliv methylace cytosinu na její stabilitu. |