|
|
The relationship between chromatin organization and RNA splicing
Icha, Jaroslav ; Staněk, David (vedoucí práce) ; Valentová, Anna (oponent)
Je známo, že RNA sestřih a další úpravy pre-mRNA probíhají kotranskripčně. Nedávno bylo velmi nečekaně zjištěno, že některé vlastnosti chromatinu se liší mezi introny a exony, což sestřih přímo propojuje i s organizací chromatinu. Tato práce shrnuje všechny články, které popisují tyto odlišnosti ve struktuře chromatinu a diskutuje body, ve kterých se rozcházejí. V těchto studiích bylo nalezeno více nukleozomů na exonech v porovnání s okolními introny. Na exonech byly častější i specifické modifikace histonů a také metylace DNA. Tyto lokální odlišnosti v uspořádání chromatinu byly evolučně konzervované mezi savci (člověk a myš) a háďátkem C. elegans a octomilkou D. melanogaster. Výsledky těchto studií naznačují, že hlavní funkcí odlišností v uspořádání chromatinu je napomáhat rozpoznávání exonů. Zatím byly navrženy dva mechanismy, jak může chromatin ovlivňovat sestřih. První je vliv chromatinu na rychlost elongace RNA polymerázy II a druhý je specifická vazba sestřihových faktorů na chromatin. V blízké budoucnosti můžeme očekávat studie, které budou hledat konkrétní příklady obou mechanismů a zhodnotí, jak je který mechanismus důležitý. Opravdu bylo velmi nedávno zjištěno, že H3K36me3 reguluje alternativní sestřih druhým zmíněným mechanismem.
|
|
|
Bakteriální RNA polymeráza a molekuly ovlivňující její funkci
Jirát Matějčková, Jitka ; Krásný, Libor (vedoucí práce) ; Vopálenský, Václav (oponent) ; Staněk, David (oponent)
RNA polymeráza (RNAP) přepisuje DNA do RNA a je jediným takovým enzymem provádějící transkripci u bakterií. Tento klíčový enzym rozhoduje o odpovědi buňky na vnější i vnitřní signály, rozhoduje o míře transkripce jednotlivých genů a tím reguluje genovou expresi. RNAP ovlivňují nejen vlastní podjednotky, ale i proteinové faktory, malé molekuly či malé RNA (sRNA). Cílem této disertační práce bylo přispět k poznání regulace RNAP a doplnit tak chybějící střípky do tohoto rozsáhlého tématu. Tato práce se zabývá vlivem vybraných proteinů (δ, YdeB, GreA) na citlivost RNAP vůči koncentraci iniciačního nukleosid trifosfátu ([iNTP]) při iniciaci transkripce u Bacillus subtilis. Ukázali jsme, že δ zvyšuje citlivost RNAP k [iNTP] na [iNTP]-senzitivních promotorech, nikoliv však u [iNTP]-nesenzitivních promotorů in vitro ani in vivo. Podjednotka δ je zásadní při soutěži o přežití, neboť umožňuje buňce okamžitě zareagovat na změnu podmínek. Protein YdeB se neváže na RNAP v B. subtilis a zároveň neprokázal žádný viditelný efekt na transkripci in vitro. Zjistili jsme tedy, že proteiny GreA a YdeB na rozdíl od podjednotky δ nejsou schopny ovlivnit citlivost RNAP k [iNTP] u [iNTP]-senzitivních promotorů in vitro. Charakterizovali jsme nově objevenou sRNA u Mycobacterium smegmatis - Ms1, silně produkovanou ve...
|
|
| |
|
|
Replikace a transkripce nukleolární DNA
Flusser, Michal ; Smirnov, Evgeny (vedoucí práce) ; Staněk, David (oponent)
Jadérko je nejvýznamnější částí buněčného jádra a je místem, kde je ribosomální RNA (rRNA) syntetizována, zpracovávána a spojena s ribosomálními proteiny. Přestože bylo jadérko studováno po mnoha desetiletí, je jeho strukturální a funkční organizace stále nejasná. Například, není známa role různých typů DNA, které se účastní tvorby jadérek společně s ribosomálními geny. Tato práce shrnuje dosavadní poznatky a názory týkající se jadérka, se zaměřením na dva syntetické procesy, a to replikaci a transkripci v savčích buňkách. Specifické rysy těchto procesů v souvislosti s nukleolární ultrastrukturou zůstávají nevyřešeným problémem moderní molekulární biologie.
|
|
| |
|
| |
|
|
The role of translation initiation factor 3 (eIF3) in translation termination.
Beznosková, Petra ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Krásný, Libor (oponent) ; Staněk, David (oponent)
Syntéza proteinů v buňce je velmi regulovaný proces během genové exprese. Každý gen má svůj vlastní začátek a též jeden konec, který je určován přítomností jednoho ze tří stop kodónů. Mnoho součastných článků popisuje ribosomy, které záměrně přechází přes stop signál u některých vybraných mRNA, aby prodloužily vznikající polypeptid a změnily jeho vlastnosti. Tento regulační proces se nazývá programované pročítání stop kodónu. Výzkum této regulace má potenciál se uplatnit i v lékařství, neboť přibližně 15% všech dědičných chorob je způsobeno přítomností takzvaného předčasného terminačního kodónu (PTC), který zastaví translaci a vznikne tak zkrácený nefunkční protein. Mnohé laboratoře již hledají netoxické látky, které by zvyšovaly pročítání předčasného terminačního kodónu. Bohužel k úspěšnému naplnění jejich záměru je třeba identifikovat a porozumět všem faktorům, které tento process ovlivňují. V této disertační práci představujeme jeden takový faktor- eukaryotický iniciační faktor 3 (eIF3). Demonstrujeme jeho schopnost indukovat pročítání terminačních kodónů, které jsou v kontextu nukleotidů nevhodných pro efektivní terminaci. Taktéž jsme vytvořili analýzu "nearcognate" tRNA a ukázali, jak jsou inkorporovány na stop kodón, za kterým následují různé nukleotidy. Díky tomu jsme byli schopni rozšířit...
|
|
|
The role of pre-mRNA splicing in human hereditary diseases
Malinová, Anna ; Staněk, David (vedoucí práce) ; Vanáčová, Štěpánka (oponent) ; Krásný, Libor (oponent)
Malá jaderná ribonukleoproteinová částice U5 (U5 snRNP) je jednou z hlavních komponent spliceozomu, komplexu který katalyzuje sestřih pre-mRNA. U5 snRNP je tvořena molekulou RNA a několika proteiny, nicméně o tom jak jsou jednotlivé díly postupně skládány v maturovanou částici, se mnoho neví. Ukázali jsme, že po depleci proteinu PRPF8, jedné z klíčových složek U5 snRNP, se částice správně neskládají a akumulují se v jaderných strukturách zvaných Cajalova tělíska. K objasnění role PRPF8 v biogenezi U5 snRNP jsme se dále rozhodli využít mutace tohoto proteinu, které byly identifikovány u pacientů s degenerativním onemocněním oční sítnice, retinitis pigmentosa (RP). Vytvořili jsme stabilní buněčné linie exprimující mutantní varianty proteinu PRPF8 a ukázali jsme, že RP mutace narušují skládání U5 snRNP, což následně vede ke snížení efektivity sestřihu pre-mRNA v buňkách. Mutantní PRPF8 se spolu s proteinem EFTUD2 hromadí v cytoplazmě a vytvoření tohoto komplexu je zdá se prvním krokem skládání U5 snRNP. Dále jsme s využitím proteomických metod identifikovali řadu nových faktorů včetně komlexu HSP90/R2TP a proteinu ZNHIT2, které se váží na U5 snRNP. Naše výsledky ukazují, že tyto faktory preferenčně interagují...
|
|
|
Recyklace sestřihových komplexů
Klimešová, Klára ; Staněk, David (vedoucí práce) ; Hálová, Martina (oponent)
Ve většině lidských genů jsou kódující úseky (exony) přerušovány dlouhými nekódujícími sekvencemi (introny). Po přepisu genu do pre-mRNA musí být tyto introny velmi přesně vyštěpeny v procesu zvaném sestřih. Sestřih je zajišťován velmi složitým a dynamickým sestřihovým komplexem, který se skládá z pěti malých jaderných ribonukleoproteinových částic (snRNP) a řady sestřihových proteinů. Každá částice obsahuje jednu malou jadernou RNA a několik specifických proteinů a vzniká postupným procesem, který se odehrává v jádře i cytoplazmě. Závěrečné úpravy pak probíhají v jaderných Cajalových tělíscích. Hotové částice nasedají v přesně daném pořadí na pre-mRNA a formují komplex, který katalyzuje dvě transesterifikační reakce potřebné k vystřižení intronu a spojení okolních exonů a následně se opět rozpadá na jednotlivé snRNP. Ribonukleoproteinové částice během sestřihu podstupují nejrůznější změny jak v konformaci, tak v proteinovém složení. Proto musí před každým dalším kolem sestřihu projít recyklačními úpravami a vrátit se do stavu vhodného pro připojení k novému sestřihovému komplexu. Recyklační fázi sestřihového cyklu nicméně zatím obklopuje více otázek než odpovědí. Cílem této práce je pokusit se ve světle nových poznatků alespoň na některé z nich odpovědět.
|
|
|
Efektory chromatinových modifikací a jejich vztah k regulaci transkripce na modelu Saccharomyces cerevisiae
Hálová, Martina ; Folk, Petr (vedoucí práce) ; Staněk, David (oponent)
Vztahy mezi transkripcí, úpravami primárního transkriptu a modifikacemi chromatinu jsou dosud jen nedostatečně poznány. Jedním z kandidátních faktorů, které tyto procesy spřahují, je lidský protein SNW1/SKIP. Tento protein je zapojen do regulace sestřihu pre mRNA a ovlivňuje transkripci jak na úrovni iniciace, tak na úrovni elongace. Podle hypotézy z laboratoře K. Jones je do procesu elongace transkripce zapojen prostřednictvím interakce s pozitivním transkripčním elongačním faktorem b a ovlivňuje také vznik methylace histonu H3 na lysinu 4, modifikaci spojenou s aktivní transkripcí (Bres et al., Genes Dev. 19:1211-26, 2005, Bres et al., Mol Cell. 36:75-87, 2009). Kvasinkový ortholog, protein Prp45, byl v literatuře dosud spojován pouze s regulací sestřihu. Nepublikované výsledky získané v naší a jiných laboratořích však poukázaly na jeho zapojení i do procesu elongace transkripce. Cílem diplomového projektu bylo hledat vztahy mezi Prp45 a faktory regulujícími transkripci. Bylo potvrzeno, že u buněk s mutací prp45(1-169) dochází ke zpoždění exprese genů PHO5 a PHO84. Byly zjištěny genetické interakce mezi PRP45 a některými geny kódujícími efektory chromatinových modifikací. Funkce Prp45 při expresi genů PHO5 a PHO84 byla dále blíže charakterizována testováním vlivu mutace prp45(1 169) a současné delece...
|
host ::
RSS.