velikost textu

Studium mechanismů rekombinace DNA u rostlin

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Studium mechanismů rekombinace DNA u rostlin
Název v češtině:
Studium mechanizmů rekombinace DNA u rostlin
Název v angličtině:
Study of the DNA recombination mechanisms in plants
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Jaroslav Kozák, Ph.D.
Školitel:
RNDr. Karel Angelis, CSc.
Oponenti:
RNDr. Jiří Široký, CSc.
Mgr. Karel Říha, Ph.D.
Id práce:
83589
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra genetiky a mikrobiologie (31-140)
Program studia:
Molekulární a buněčná biologie, genetika a virologie (P1519)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
17. 3. 2016
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
Abstrakt Dvouvláknový zlom DNA (DSB) je nebezpečný typ poškození DNA, ale zároveň také slouží ke kontrolovanému zvyšování genetické variability. Za hlavní dráhy opravy DSB se považují homologní rekombinace (HR), využívající homologní sekvence, a nehomologní spojování konců DNA (C-NHEJ). Dva rostlinné modely Arabidopsis thaliana (Arabidopsis) a mech Physcomitrella pattens (Physcomitrella) se liší strategií opravy DSB. Arabidopsis dává přednost C-NHEJ a Physcomitrella zase HR. Tyto modelové rostliny jsou porovnány na základě měření kinetiky opravy DSB a jednovláknových zlomů DNA (SSB) kometovým testem. U obou rostlinných druhů je poločas první rychlé fáze opravy DSB kolem 5 minut. I když je C-NHEJ považována za hlavní dráhu opravy DSB u Arabidopsis, rychlá oprava není závislá na jejích faktorech AtKu80 a AtLIG4, což poukazuje na existenci efektivních záložních nehomologních drah (A-NHEJ). U Physcomitrella dominuje rychlá oprava DSB v mitoticky aktivních buňkách a také není závislá na PpLIG4. Naopak PpLIG4 se překvapivě účastní opravy alkylačního poškození DNA. Esenciální ligázou rychlé opravy DSB u Arabidopsis je replikační AtLIG1, která je také zodpovědná za opravu alkylačního poškození DNA, a tak představuje funkční homolog LIG3. Rychlá oprava DSB je také zcela závislá na AtSMC6b, který patří do skupiny proteinů udržujících strukturu chromozomů (SMC). Menší defekt v opravě DBS je pozorován u mutantů podjednotky kohezinů AtRAD21 a AtGMI1, nově identifikovaného člena skupiny proteinů, které minimálně obsahují SMC dimerizační doménu (SMCHD). Role AtSMC6b, AtRAD21 a AtGMI1 v opravě DSB spočívá v organizaci sesterských chromatid. Komplex proteinů MRE11, RAD50 a NBS1 (MRN), je jeden z klíčových senzorů a mediátorů opravy DSB. U Physcomitrellase na většině funkcí MRN komplexu podílí pouze PpMRE11 a PpRAD50. Extrémní citlivost ppmre11 a pprad50 vůči indukci DSB sice poukazuje na značný defekt v opravě, ten však nesouvisí s rychlostí jejich opravy, ale naopak s kumulací mutací, zejména delecí. V tomto ohledu je důležitý především PpRAD50, neboť v jeho nepřítomnosti se mutabilita zvyšuje až o dva řády.
Abstract v angličtině:
Abstract DNA double-strand break (DSB) is a dangerous type of DNA damage, but it also serves in controlled increase of genetic variability. The two major DSB repair pathways are homologous recombination (HR) using homologous sequences and non- homologous end joining (C-NHEJ). Two model plants Arabidopsis thaliana (Arabidopsis) and the moss Physcomitrella patens (Physcomitrella) differ in DSB repair strategies. Arabidopsis uses C-NHEJ, however Physcomitrella prefers HR. These plant models are compared on the basis of measurement of DSB and single strand breaks (SSB) repair by comet assay. The half-life of the first rapid phase of the DSB repair is about 5 minutes in both plant species. Although the C-NHEJ is considered as the main DSB repair pathway in Arabidopsis, rapid repair is independent of AtLIG4 and AtKu80, suggesting the existence of the effective backup non-homologous repair pathways (A-NHEJ). In Physcomitrella, the rapid DBS repair dominates in mitotically active cells and is also independent of PpLIG4. Conversely, PpLIG4 is surprisingly involved in the repair of the DNA alkylation damage. An essential DNA ligase of the rapid DSB repair pathway in Arabidopsis is the replication ligase AtLIG1, which is also responsible for the alkylation DNA damage repair, and thus represents a functional homolog of LIG3. The rapid DSB repair is totally dependent on structural maintenance of chromosomes protein (SMC) AtSMC6b. A slight defect in the DSB repair is also observed in mutant of cohesin subunit AtRAD21 and AtGMI1, a newly identified member of a SMC-hinge domain- containing protein family (SMCHD). The role of AtSMC6b, AtRAD21 and AtGMI1 in the DSB repair lays mainly in the organisation of sister chromatids. The complex of proteins MRE11, RAD50 and NBS1 (MRN) is one of the key sensors and mediators of the DSB repair. In Physcomitrella, only PpMRE11 and PpRAD50 participate on MRN complex functions. Extreme sensitivity of ppmre11 and pprad50 to the induction of DSB suggests extensive defect in repair, which is not related to the rate of repair, but rather to the accumulation of mutations, especially deletions. In this regard, PpRAD50 is particularly important, because in its absence the mutability increases up to two orders of magnitude.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Jaroslav Kozák, Ph.D. 48.3 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Jaroslav Kozák, Ph.D. 79 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Jaroslav Kozák, Ph.D. 9 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Jaroslav Kozák, Ph.D. 882 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Jiří Široký, CSc. 229 kB
Stáhnout Posudek oponenta Mgr. Karel Říha, Ph.D. 1.51 MB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 647 kB