|
|
Techniky pro porovnávání biologických sekvencí
Sladký, Roman ; Křivka, Zbyněk (oponent) ; Burgetová, Ivana (vedoucí práce)
V práci se seznámíme se výstavbou a funkcí základních biologických jednotek DNA, RNA a proteinů. Data, která poskytují, se uchovávají v biologických databázích, které jsou celosvětově propojeny pro lepší komunikaci a dostupnost veškerých informací při vědeckém bádání. Tajemství života je skryto v genech. Geny jsou kódovány sekvencemi nukleotidů a dávají vznik proteinům, které jsou tvořeny sekvencemi aminokyselin. Nejrozšířenějšími technikami pro porovnávání sekvencí jsou algoritmy FASTA a BLAST. V práci je popsán program PSProt, který je založen na bázi zmíněných algoritmů. Slouží k porovnávání sekvencí proteinů. Porovnávaný protein se ale nejdříve pomyslně syntetizuje ze zadaného oligonukleotidu DNA, který kóduje potenciální protein. Nejpodobnější proteiny jsou pak vyhledány heuristikou hitbodů a poté algoritmem semiglobálního zarovnání upraveno jejich výsledné skóre rozhodující pro vyhledávání.
|
|
|
Vliv nízké teploty na propustnost buněčných membrán a přežití rostlin
Kubovčíková, Anna
Rostliny jsou v přírodě přirozeně vystaveny nízkým teplotám. V průběhu zimy jsou teploty nejnižší a na určitých místech dosahují i velmi nízkých hodnot. Velkou roli na odolnost rostliny vůči nízkým teplotám má kyselina jasmonová. Geny rodiny PLIP produkují její prekurzory, proto jsme se v této práci zaměřili na vliv těchto genů a také vliv intenzity světla na odolnost rostliny Arabidopsis thaliana vůči nízkým teplotám. Sledovanými parametry u rostlin aklimovaných na nízké teploty byly parametry fotosyntézy, intaktnost buněčných membrán a přežití po působení mrazu. Výsledky experimentů prokázaly, že mutace genů PLIP vede ke snížení intaktnosti membrán při působení mrazu, a naopak ektopicky zvýšená exprese genu PLIP3 má za následek zvýšení odolnosti rostliny. Na základě úniku iontů jsme pro jednotlivé varianty stanovili hodnoty LT50, a bylo prokázáno, že rozdíl mezi nejodolnější transgenní linií plip3 ox a mutantní linií ve všech třech genech PLIP je více než 4 °C. Následně byl proveden test na přežití rostlin po působení mrazu, kde bylo prokázáno, že hodnota LT50 korelovala s přežitím rostlin. Analýza fluorescence chlorofylu ukázala, že po aklimaci na nízkou teplotu nejsou mezi jednotlivými genotypy s modifikovanou hladinou PLIP velké rozdíly ve fotosyntetických parametrech. Výraznější vliv mělo na rostliny světlo, které bylo při aklimaci použito. Rostliny aklimované při nízké intenzitě vykazovaly vyšší hodnoty nefotochemického zhášení i větší maximální kvantový výtěžek fotosystému II. Získané výsledky dokazují, že geny PLIP se významně podílejí na odolnosti rostlin vůči nízkým teplotám.
|
|
|
Targeted editing of the Arabidopsis CYP98A3 gene using the CRISPR/Cas9 method
Šamaj, Matej
Lignin je biopolymer, který plní několik důležitých funkcí včetně usnadnění polárního transportu vody a mechanického zpevnění rostlinného těla. Je nezbytný pro správný růst a vývoj rostlin, ale také pro obranné reakce rostlin. Komplexní biosyntéza ligninu zahrnuje aktivitu mnoha enzymů katalyzujících navazující chemické reakce, které postupně vytvářejí různé prekurzory pro syntézu ligninu. Jeden takový enzym biosyntetické dráhy ligninu, P‐KUMAROYL ŠIKIMÁT 3′‐HYDROXYLÁZA (C3′H), je kódován genem CYP98A3/C3′H a přeměňuje p-kumaroyl šikimát na kafeoyl šikimát. Systémy CRISPR/Cas adaptované z bakterií, kde poskytují adaptivní imunitu, se velmi rychle vyvinuly v jedinečný a výkonný nástroj pro přesnou editaci genů. Technologie CRISPR/Cas9 umožňuje specificky zacílit na požadovaná místa v genomech a následně provést velmi přesnou mutagenezi vybraného genu (genů). Cílem této práce bylo pomocí metody CRISPR/Cas9 provést cílenou editaci genu CYP98A3/C3′H v transformovaných rostlinách Arabidopsis thaliana. Vybrané transformované rostliny byly ověřeny, aby se potvrdila přítomnost úpravy genu zprostředkované CRISPR/Cas9. Ověřená předpokládaná mutantní rostlina T2 generace vykazovala změněné fenotypy listů, listových růžic, stonků a květenství doprovázené nižším ukládáním ligninu, jak bylo zjištěno histochemickým barvením bazickým fuchsinem a mikroskopickými pozorováními.
|
|
|
AGO-hook domény v metylaci DNA řízené malými RNA u Arabidopsis thaliana
Teznerová, Kateřina ; Čermák, Vojtěch (vedoucí práce) ; Moravec, Tomáš (oponent)
Metylace DNA řízená malými RNA (RdDM) je důležitá dráha, jež prostřednictvím navození metylace DNA reguluje genovou expresi a podílí se na obraně proti invazivním DNA elementům (zejména transposonům). Klíčovou roli v RdDM dráze hrají proteiny Argonaut (AGO) s malými RNA (sRNA), které jsou k cílové DNA sekvenčně komplementární. S proteiny Argonaut jsou schopné interagovat domény zvané AGO-hooky. U rostlin se v RdDM dráze uplatňují dva proteiny s AGO-hook doménami: NRPE1 a SPT5L. Na řešitelském pracovišti bylo nedávno objeveno, že součástí komplexu Pol V (stejně jako zmíněné dva proteiny) je ještě třetí protein SPT6L. Role SPT6L role dosud nebyla popsána, ale předpokládáme, že rovněž hraje roli v RdDM dráze. Tato práce se zabývá studiem všech tří AGO-hook domén přítomných v Pol V komplexu a jejich rolí v RdDM dráze u rostliny Arabidopsis thaliana, od přípravy mutantů postrádajících různé kombinace uvedených AGO-hook domén po studium jejich role a zastupitelnosti při metylaci DNA v různých lokusech. Klíčová slova AGO-hook, Arabidopsis thaliana, NRPE1, SPT5L, SPT6L, siRNA, epigenetické značení chromatinu, protein Argonaut
|
|
|
Studium jaderných transportních signálů v proteinech komplexu Arp2/3
Němcová, Barbora ; Bellinvia, Erica (vedoucí práce) ; Cvrčková, Fatima (oponent)
Vnitrobuněčný pohyb makromolekul, jako jsou proteiny a RNA, je zásadní pro udržování buněčné homeostázy a koordinaci různých buněčných procesů. V eukaryotních buňkách je transport těchto molekul mezi cytoplazmou a jádrem pečlivě regulován. Jaderné transportní signály (NTS) sehrávají klíčovou roli při usnadňování importu a exportu proteinů přes jadernou obálku. Komplex ARP2/3, který je důležitým regulátorem dynamiky aktinu, byl především studován pro své funkce v cytoplazmě, jako je pohyb buněk a buněčné dělení. Nicméně nové poznatky naznačují, že komplex ARP2/3 by mohl mít také jaderné funkce v rostlinách. Rostliny jsou unikátní mnohobuněčné organismy, které se spoléhají na přesně koordinované buněčné aktivity pro růst, vývoj a reakce na environmentální podněty. Porozumění molekulárním mechanismům, které stojí za jadernými procesy v rostlinách, se stalo v poslední době předmětem výzkumu. Komplex ARP2/3, který se skládá ze sedmi podjednotek, je známý pro svou schopnost větvit aktinové filamenty a tím řídit buněčné procesy vyžadující remodelaci aktinu. Nicméně nedávné studie odhalily potenciální spojení mezi komplexem ARP2/3 a jadernými funkcemi v rostlinách. U několika proteinů spojených s komplexem ARP2/3 bylo zjištěno, že se lokalizují uvnitř rostlinného jádra, což vyvolává zajímavé otázky ohledně...
|
|
|
Fototropní paměť v časném vývoji rostlin
Šišková, Michaela ; Konrádová, Hana (vedoucí práce) ; Krtková, Jana (oponent)
Tato diplomová práce byla inspirována publikovanými kontroverzními výsledky o existenci a spolehlivosti paměťové stopy směru posledního osvětlení u mladých jedinců dvouděložných rostlin. Teoretická část této diplomové práce nejprve pojednává o fototropismu, stručně shrnuje dosavadní znalosti o tomto růstovém pohybu, fototropinech a mechanismu vzniku fototropického ohybu, včetně role auxinu a jeho transportérů. Zabývá se také vlivem světla, kterému je rostlina vystavena před samotnou fototropickou stimulací, na výsledný ohyb hypokotylu. Další část literárního přehledu je věnována otázce existence paměti u rostlin. Experimenty provedené v rámci praktické části vychází z předpokladu, že rostliny jsou schopné ukládat paměťovou stopu o předchozí světelné expozici. Po vytvoření systému, který umožnoval získat robustní fototropickou odpověď na modré světlo, bylo na semenáčcích modelové rostliny Lepidium sativum za různých podmínek testováno, jestli a jak směr, ze kterého světlo působí, ovlivňuje odpověď rostlin na následnou fototropickou stimulaci. Výsledky naznačují, že nejméně v jednom případě by se výsledná fototropická odpověď dala interpretovat tak, že u testovaných rostlin došlo k vytvoření specifické paměťové stopy. Nelze však říci, že by v rámci této práce byla existence paměťové stopy o předchozí...
|
|
|
Diversity of Polycomb complexes and their function
ŘÍHA, Luboš
Cílem této práce je testování a další vývoj systému vektorů (plazmidů). Tento systém by měl přispět k vyjasnění domnělé překrývající se funkce podjednotek Polycomb represivního komplexu 2 (PRC2). V teoretické části je uvedena epigenetika jako vědní obor a je vysvětlena důležitost Arabidopsis thaliana (Huseníček rolní)ve výzkumu. Problematika překrývající se funkce podjednotek PRC2 SWINGER a CURLY LEAF je postavena do kontextu a je zformulována hlavní otázka projektu. Důležité prvky genetického inženýrstvíjsou vysvětleny. A nakonec je objasněna praktická část projektu, kde se vyvíjel systém vektorů s promotory a markery a proběhla selekce a genotypování transgenních rostlin. Výsledky byly prezentovány a diskutovány.
|
|
|
Rozhovory přes kutikulu
KOUTKOVÁ, Simona
Listy rostlin komunikují s okolním prostředím na rozhraní tvořeném pokožkou s průduchy a kutikulou. Vrstva kutikuly, složená z kutinu a vosků, představuje bariéru, která chrání rostlinu nejen před nadměrnou ztrátou vody. Změny těchto hranic jsou závislé na podmínkách prostředí, zvláště na světle (PPFD) a koncentraci CO2 v atmosféře (Ca). Tato práce se snaží odpovědět na následující otázky: Jak se mění dostupnost CO2 uvnitř listu (Ci)? Jak vývoj pokožky souvisí s tvorbou kutikuly?
|
|
|
Charakterizace mutantů huseníčku psbo1 a psbo2
Nykles, Ondřej ; Duchoslav, Miloš (vedoucí práce) ; Hála, Michal (oponent)
Protein PsbO je nezbytný pro fungování elektron-transportního řetězce v tylakoidních membránách vyšších rostlin. Ve většině krytosemenných rostlin, včetně Arabidopsis thaliana, má tento protein dvě izoformy, PsbO1 a PsbO2. Řada autorů se snažila za pomoci mutantních liniích, které postrádájí jednu či druhou izoformu, odhalit podstatu rozdílnosti PsbO1 a PsbO2. Problémem je, že mutanti v izoformách psbO nemají shodné množství celkového PsbO jako má WT. Vytvořili jsme tak rostliny psbo1isoL. Tyto linie obsahují pouze izoformu PsbO2, avšak v množství, jež je srovnatelné s hladinou PsbO ve WT. Výsledky těchto experimentů naznačují, že pokud má psbo1isoL stejnou hladinu PsbO jako WT, nelze u nich pozorovat fenotypový rozdíl. Za běžných podmínek kultivace jsme tak nebyli schopni určit, zda je mezi PsbO1 a PsbO2 funkční rozdíl. V návaznosti na výše zmíněné výsledky bychom také rádi znali podmínky (pokud takové jsou), za kterých se fenotypově odlišují T-DNA inzerční mutanti psbo2 (respektive psbo2cr, připravení metodou CRISPR/Cas9), mající pouze izoformu PsbO1, od WT. Za běžných podmínek totiž nelze na základě fenotypu psbo2 a psbo2cr od WT rozeznat. Z literatury nám byla známa jediná kultivační metoda, kdy autoři byly schopni odlišit psbo2 od WT. Touto metodou byla specifická hydroponická kultivace....
|
|
|
Role of TCTP1 in plant reproduction
Pitoňak, Oliver ; Hafidh, Said (vedoucí práce) ; Lafon Placette, Clément (oponent)
TCTP je evolučně konzervovaný eukaryotní protein zapojený do regulace řady buněčných procesů, například translace, buněčného cyklu a buněčné smrti. U člověka je TCTP z buňky sekretován a účastní se imunitní odpovědi. Pro jeho extracelulární funkci je zásadní schopnost dimerizace přes terminální cysteinový zbytek. Porovnání sekvencí TCTP u různých eukaryotních organismů odhalilo, že tento zbytek je evolučně konzervován nejen u živočichů, ale i u rostlin. Na rozdíl od živočišných modelů jsou poznatky o TCTP v rostlinách omezené. V genomu huseníčku rolního (Arabidopsis thaliana) jsou kódovány dva paralogní geny TCTP1 a TCTP2. TCTP1 je silně exprimován v pylu. Publikované studie ukazují na jeho úlohu ve vývoji embrya a růstu pylové láčky. V této diplomové práci byla dále studována úloha TCTP1 v pohlavním rozmnožování rostlin s využitím metod fenotypové charakterizace mutantní linie a analýzy subcelulární lokalizace. V heterologním bakteriálním systému byl exprimován rekombinantní TCTP1 z huseníčku rolního a jeho potenciální interakční partneři BRL2 a TTL3. Charakterizace mutantní linie tctp-1 naznačila roli TCTP1 v růstu pylové láčky. TCTP1 exprimován pod kontrolou nativního promotoru lokalizoval v cytoplazmě pylu a pylové láčky. Rekombinantní AtTCTP1 v in vitro podmínkách vytvářel dimery. Mutace...
|
host ::
RSS.