velikost textu

Mechanismy reparace DNA v mechu Physcomitrella patens

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:
Mechanismy reparace DNA v mechu Physcomitrella patens
Název v angličtině:
Mechanisms of DNA repair in the moss Physcomitrella patens
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Marcela Holá, Ph.D.
Školitel:
RNDr. Karel Angelis, CSc.
Oponenti:
doc. RNDr. Jindřich Bříza, CSc.
prof. RNDr Jiří Fajkus, CSc
Id práce:
96817
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:
16. 12. 2015
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
homologní rekombinace, dvojvláknové zlomy DNA, reparace, UV záření, MRN komplex
Klíčová slova v angličtině:
homologous recombination, DNA double strand breaks, DNA repair, UV radiation, MRN complex
Abstrakt:
Abstrakt Genomy organismů jsou během životního cyklu vystaveny působení vnějších i vnitřních chemických, fyzikálních i biologických faktorů - genotoxinů. Genotoxiny způsobují změny jak struktury DNA tak jejích základních stavebních komponent – cukerných zbytků, fosfodiesterových vazeb i purinových a pyrimidinových bází. Vzhledem k rozmanitosti a četnosti možných poškození DNA si pro udržení stability genomu organismy v průběhu evoluce vyvinuly řadu reparačních mechanismů, které jsou často propojené s dalšími buněčnými dráhami, např. přestavbou - „remodelací“ chromatinu, replikací DNA, transkripcí, kontrolou buněčného cyklu či apoptózou - programovanou buněčnou smrtí (PCD). Mechanismy reparace DNA jsou zatím nejlépe prostudovány u kvasinek a savčích buněk, u rostlin však stále zbývá řadu detailů a vztahů objasnit. I přes to, že základní mechanizmy reparačních drah jsou evolučně konzervovány, jsou mezi drahami živočišných a rostlinných buněk významné rozdíly. Předkládaná disertační práce se zabývá a shrnuje výsledky zavedení rostlinného modelového organismu mechu Physcomitrella patens (Physcomitrella) a využití jeho unikátních vlastností jako je vysoká frekvence homologní rekombinace, haploidní vegetativní stav gametofytu a apikální růst filament protonemy při studiu reparace DNA. Studiem působení radiomimetika Bleomycinu indukujícího dvouvláknové zlomy DNA (DSB), alkylačního mutagenu methyl methansulfonátu (MMS) a UV záření je demonstrováno, že Physcomitrella je jedním z nejvýhodnějších modelových organismů. Kombinovaným využitím studia reparace DNA a indukované mutageneze v kultuře dělících se buněk bylo ukázáno, že fenotyp citlivý k působení genotoxinů není přinejmenším u Physcomitrelly důsledkem neschopnosti eliminovat indukovaná poškození, ale naopak, rychlé a účinné reparace vedoucí k obnově struktury DNA, nicméně za cenu změny její sekvence v jejímž důsledku vznikají různé typy mutací. Pak zejména ty, které vznikají v životně důležitých genech, vedou k citlivému fenotypu. Zvláště dobře patrný je tento koncept u mutant pprad50 a ppmre11 komplexu MRN u kterých je mutací vyřazena dráha bezchybné homologní rekombinace (HR) a posílena k chybám náchylná dráha nehomologního spojování konců (NHEJ).
Abstract v angličtině:
Abstract Over the course of an organism’s life, its genome is exposed to endogenous and exogenous chemical, physical and biological agents – genotoxins. These genotoxins alter its basic structural components – sugar residues, phosphodiester bonds, and nitrogenous bases. Organisms have therefore evolved a plethora of different strategies to both repair DNA lesions and maintain genomic stability. These DNA repair pathways are linked with several other cell pathways, including chromatin remodelling, DNA replication, transcription, cell cycle control, apoptosis – programmed cell death (PCD), thereby providing a coordinated cellular response to DNA damage. Biochemical mechanisms of DNA repair are relatively well understood in yeast and mammals, however, far less so in plants. While these repair mechanisms are evolutionary conserved, significant differences still remain. Therefore, further investigation is required. This thesis summarises the introduction of a novel plant model – the moss, Physcomitrella patens (Physcomitrella). As a haploid gametophyte with unique characteristics of high frequency of homologous recombination (HR), and apical growth of filaments, it is an ideal organism to study DNA repair in plants. Previous research on Physcomitrella regarding mechanisms of DNA lesion repair induced by radiomimetic Bleomycin, alkylating methyl methanesulfonate (MMS), and by UV irradiation has provided strong evidence of its capability to be one of the best plant models. The combined DNA repair and induced mutagenesis study using a Physcomitrella culture of protonema dividing apical cells displays how the genotoxin- sensitive phenotype is not a consequence of a repair defect to eliminate induced damage. Rather this hypersensitivity is the result of rapid and effective DNA repair, thus allowing for the restoration of DNA structure at the cost of potential sequence changes prone to mutations. Mutations, particularly those occurring in essential genes, are then responsible for the sensitive phenotype. This concept is well illustrated in the mutants, pprad50 and ppmre11, of the MRN complex with an eliminated, error-free HR pathway and an enhanced, error- prone non-homologous end joining pathway (NHEJ).
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Marcela Holá, Ph.D. 8.87 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Marcela Holá, Ph.D. 73 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Marcela Holá, Ph.D. 60 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. RNDr. Jindřich Bříza, CSc. 157 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr Jiří Fajkus, CSc 305 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 733 kB