|
|
Structural studies of an abasic site DNA damage repair and DNA interstrand cross-link formation
Landová, Barbora ; Bouřa, Evžen (vedoucí práce) ; Bařinka, Cyril (oponent) ; Schneider, Bohdan (oponent)
Poškozením DNA se rozumí jakákoli změna nebo modifikace struktury DNA, která se odchyluje od jejího přirozeného stavu. Abasické místo (Ap místo) je jedním z nejčastějších poškození DNA, které vzniká spontánní depurinací/depyrimidinací nebo enzymatickým odstraněním báze. Pokud se neopraví, může vést ke genetické mutaci a potenciálně způsobit onemocnění, jako je například rakovina. Pochopení mechanismu opravy DNA je zásadní pro lékařský výzkum a aplikaci. Bakteriální MutM je glykosyláza opravující DNA, která odstraňuje poškození DNA vzniklé oxidačním stresem a zabraňuje mutacím a genomové nestabilitě. MutM patří do rodiny prokaryotických enzymů Fpg/Nei a je strukturně i funkčně podobná se svým eukaryotickým protějškům, jako jsou NEIL1-NEIL3. Zde prezentuji dvě krystalové struktury MutM z patogenní Neisseria meningitidis: MutM holoenzym a MutM vázaný na DNA. Volný enzym existuje v otevřené konformaci, zatímco po vazbě na DNA, dochází k podstatným strukturním změnám a přeskupení domén enzymu i ohybu DNA. Jednou z poškození DNA opravovaných MutM je Ap místo, které, pokud není opraveno, může spontánně vést k vytvoření mezivláknového kovanetního prokřízení DNA (Ap-ICL) se sousedním adeninem na opačném vlákně DNA. Je známo, že glykosyláza NEIL3 odstraňuje Ap-ICL. Pomocí série různých oligonukleotidů jsme...
|
|
|
Biogeneze a funkce jaderných železo-sirných proteinů
Panova, Ekaterina ; Benda, Martin (vedoucí práce) ; Smutná, Tamara (oponent)
Železo-sirné klastry jsou důležitými anorganickými kofaktory mnoha buněčných reakcí, včetně těch, které probíhají v jádře. Jaderné železo-sirné proteiny hrají důležitou roli při replikaci DNA, opravách genomu a udržovaní jeho stability. Biosyntéza těchto železo-sirných klastrů začíná v mitochondriích pomocí ISC dráhy (iron-sulfur cluster assembly) pokračuje v cytosolu v CIA dráze (cytosolic iron-sulfur cluster assembly) a končí zabudováním klastrů do cílových apoproteinů, kterými jsou například polymerázy, primázy, helikázy, endonukleázy nebo glykosylázy. Tato bakalářská práce shrnuje současné poznatky o dráhách biosyntézy železo-sirných klastrů, o funkcích jaderných železo-sirných proteinů a o úloze železo-sirných klastrů v těchto proteinech, včetně fenotypů a klinických projevů způsobených jejich absencí. Klíčová slova: železo-sirné klastry, metaloproteiny, jádro, replikace DNA, oprava DNA
|
|
|
Role WSS1 proteasy v DNA reparačních procesech kvasinkové buňky.
Adámek, Michael ; Grantz Šašková, Klára (vedoucí práce) ; Čáp, Michal (oponent)
Zachování integrity DNA je v průběhu života kritické pro každý živý organismus. Organismy si proto vyvinuly mnoho způsobů, jak detekovat a opravit různé typy poškození DNA, způsobené endogenními i exogenními vlivy, vyúsťující dále v replikační stres. Chyby v těchto opravných mechanismech mohou vést k závažným lidským onemocněním, jako jsou neurologické poruchy, familiární druhy onkologických onemocnění nebo vývojové syndromy. V této diplomové práci byla zkoumána funkce kvasinkového proteinu Wss1, metaloproteasy, která se podílí na nedávno objevené DNA opravné dráze, která proteolyticky odstraňuje proteiny kovalentně zachycené na zuje silnou negativní interakci s jinou proteasou opravující DNA, Ddi1, přičemž bylo objeveno, že kvasinkový kmen postrádající současně geny je hypersenzitivní na hydroxyureu. Hydroxyurea inhibuje ribonukleotidreduktasu, čímž v konečném důsledk způsobuje zastavení buňky v fázi buněčného cyklu. V rámci této diplomové práce byly na základě předchozích studií provedeny tzv. "rescue" experimenty s různými variantami Wss1, postrádajícími jednotlivé domény či obsahujícími bodové aminokyselinové záměny. Tyto experimenty následně posloužily k posouzení účasti jednotlivých domén proteinu Wss1 v odpovědi na replikační stres vyvolaný hydroxymočovinou.
|
|
|
Účast eukaryotických DNA opravných mechanismů ve virové replikaci
Hron, Tomáš ; Španielová, Hana (vedoucí práce) ; Harant, Karel (oponent)
Odpověď na poškození DNA eukaryot je důležitý mechanismus, který zajišťuje stabilitu genomu. Jeho složky jsou mimo jiné mobilizovány i v průběhu virové infekce jako reakce na cizorodou nukleovou kyselinu. Ukazuje se, že některé viry také aktivují DNA opravné mechanismy záměrně a využívají je pro zajištění svého replikačního cyklu. Tato aktivace je z velké části zprostředkována virovými proteiny, které přímo interagují s buněčnými faktory. Klíčové proteiny DNA opravných mechanismů jsou často asociovány s centry virové replikace a pravděpodobně se podílejí na jejím průběhu. Dále jsou také využívány pro navození vhodného prostředí k virové reprodukci v buňce. Konkrétní mechanismy, kterými se faktory DNA opravných drah podílejí na virové infekci, jsou však z velké části nejasné. V této práci jsou shrnuty principy interakce virů s eukaryotickou odpovědí na poškození DNA a popsány hlavní virové čeledě, které ji aktivují a využívají pro replikaci svého genomu.
|
|
|
Posttranslační modifikace adaptorového proteinu DAXX v buněčné odpovědi na genotoxický stres
Bražina, Jan ; Anděra, Ladislav (vedoucí práce) ; Černý, Jan (oponent) ; Vodička, Pavel (oponent)
Zachování kontinuity chromozomů a úplné genetické informace v lidských buňkách je rozhodující pro přežití buňky resp. celého organismu a zabraňuje konverzi normálních diploidních buněk v buňky s nestabilním genomem. Buněčná DNA je však vystavována endogennímu i exogennímu stresu, který může vést k poškození její struktury. Během evoluce se ve vyšších eukaryotech vyvinulo několik molekulárních mechanismů, které tato poškození detekují a opravují, a zajišťují tak v buňkách chromosomovou stabilitu. Tato odpověď se nazývá buněčná odpověď na poškození DNA (DDR). Jedním z nejzávažnějších druhů poškození DNA jsou tzv. dvojřetězcové zlomy (DSB), kdy dojde v těsné blízkosti k přerušení kovalentní vazby mezi cukrem a fosfátem. DSB spouští vlnu posttranslačních modifikací, které regulují proteinové interakce, jadernou lokalizaci a katalytickou aktivitu desítek až stovek proteinů. Tyto modifikace zahrnují acetylace, metylace, SUMOylace, ubikvitinylace a zejména pak fosforylace. Mezi nejvýznamnější kinázy účastnící se DDR jsou kinázy ATM, ATR a DNA-PK, jež jsou aktivovány bezprostředně po detekci poškozeného místa. DAXX (death-associated protein 6) je adaptorový, převážně jaderný protein, který se se v buňkách účastní sbalování histonové varianty H3.3, remodelace chromatinu, modulace genové exprese či...
|
|
|
53BP1 a jeho role v buněčné odpovědi na dvouvláknové zlomy DNA
Liďák, Tomáš ; Macůrek, Libor (vedoucí práce) ; Rösel, Daniel (oponent)
Poškození genetické informace uložené v molekulách DNA podmiňuje řadu patologických stavů včetně nádorového bujení a stárnutí. Evolučně konzervované mechanismy opravy DNA brání nahromadění mutací a rozvoji genomové nestability. 53BP1 (tumor suppressor p53-binding protein 1) je důležitý regulátor buněčné odpovědi na dvouvláknové zlomy DNA, který se po vystavení buňky ionizujícímu záření stává součástí fokusů obklopujících vzniklé zlomy DNA. Funkce 53BP1 v buněčné odpovědi na poškození DNA byly objasněny až v nedávně době. Zatímco v drahách signalizujících vznik dvouvláknových zlomů kontrolním bodům buněčného cyklu hraje 53BP1 jen nepatrnou roli, ukázal se být nepostradatelný při určování typu opravy části těchto zlomů. Opravy DNA jsou ovlivněny 53BP1 v několika případech. Kontroluje resekci konců DNA, umožňuje opravy DNA v heterochromatinu, zvyšuje mobilitu nechráněných telomer a zprostředkovává synapse konců DNA během V(D)J rekombinace a izotypového přesmyku. 53BP1 negativně ovlivňuje opravu DNA v nádorových buňkách s poškozeným BRCA1 (breast cancer type 1 susceptibility protein), což může mít vliv na terapeutickou odpověď u některých nádorů prsu. Cílem této bakalářské práce je shrnout nové poznatky o roli 53BP1 v buněčné odpovědi na dvouvláknové zlomy DNA. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Role komplexu Smc5/6 při DNA virové infekci
Protivová, Eliška ; Huerfano Meneses, Sandra (vedoucí práce) ; Pokorná, Karolína (oponent)
Komplex Smc5/6 je eukaryotický proteinový komplex, který se spolu s kohezinem Smc1/3 a kondenzinem Smc2/4 podílí na zajištění stability genomu. K tomu přispívá svou účastí při organizaci a udržování chromozomových struktur a také při odpovědi na poškození DNA. Mimo to bylo zjištěno, že komplex Smc5/6 hraje významnou roli při virové infekci. Tato práce se zaměřuje na mechanismy interakce komplexu Smc5/6 s virovými DNA genomy, DNA intermediárními genomy a virovými proteiny. V případě HBV z čeledi Hepadnaviridae působí Smc5/6 jako restrikční faktor. Stejně je tomu tak u HSV-1 z čeledi Herpesviridae, virů z čeledi Papillomaviridae a HIV-1 z čeledi Retroviridae. Také byla objevena interakce komplexu Smc5/6 s JC virem z čeledi Polyomaviridae. Význam této interakce však zůstává nepochopen. Některé z výše zmíněných virů dokážou této restrikci zabránit. Konkrétně HBV protein HBx zprostředkovává proteazomální degradaci komplexu Smc5/6 či HIV-1 protein Vpr indukuje degradaci proteinu SLF2, který je zodpovědný za lokalizaci komplexu Smc5/6 na DNA intermediární genom HIV-1. Klíčová slova: komplex Smc5/6, oprava DNA, ATPáza, sumoylace, DNA viry, viry s DNA intermediárním genomem, inhibice, restrikční faktor
|
|
|
Role WSS1 proteasy v DNA reparačních procesech kvasinkové buňky.
Adámek, Michael ; Grantz Šašková, Klára (vedoucí práce) ; Čáp, Michal (oponent)
Zachování integrity DNA je v průběhu života kritické pro každý živý organismus. Organismy si proto vyvinuly mnoho způsobů, jak detekovat a opravit různé typy poškození DNA, způsobené endogenními i exogenními vlivy, vyúsťující dále v replikační stres. Chyby v těchto opravných mechanismech mohou vést k závažným lidským onemocněním, jako jsou neurologické poruchy, familiární druhy onkologických onemocnění nebo vývojové syndromy. V této diplomové práci byla zkoumána funkce kvasinkového proteinu Wss1, metaloproteasy, která se podílí na nedávno objevené DNA opravné dráze, která proteolyticky odstraňuje proteiny kovalentně zachycené na zuje silnou negativní interakci s jinou proteasou opravující DNA, Ddi1, přičemž bylo objeveno, že kvasinkový kmen postrádající současně geny je hypersenzitivní na hydroxyureu. Hydroxyurea inhibuje ribonukleotidreduktasu, čímž v konečném důsledk způsobuje zastavení buňky v fázi buněčného cyklu. V rámci této diplomové práce byly na základě předchozích studií provedeny tzv. "rescue" experimenty s různými variantami Wss1, postrádajícími jednotlivé domény či obsahujícími bodové aminokyselinové záměny. Tyto experimenty následně posloužily k posouzení účasti jednotlivých domén proteinu Wss1 v odpovědi na replikační stres vyvolaný hydroxymočovinou.
|
|
|
Strukturní studie mechanismů opravy poškozené DNA Nei glykosylasou
Landová, Barbora ; Šilhán, Jan (vedoucí práce) ; Lux, Vanda (oponent)
Abazické místo (Ap z angl. Apurinic/apyrimidinic) je jedno z nejrozšířenějších poškození DNA vznikající spontánní hydrolýzou nebo v průběhu DNA opravných procesů. Jedna z forem Ap je otevřený aldehyd s elektrofilní funkční skupinou schopnou vytvářet kovalentní spojení s nukleofilní skupinou komplementárního řetězce DNA. Kovalentní spojení protilehlých řetězců (ICL z angl. Interstrand cross-link) vycházející z Ap je poškození, kde je nepřirozená N-glykosidová vazba tvořena spontánně mezi otevřeným aldehydem a aminovou skupinou adeninu na komplementárním řetězci dvouřetězcové DNA. ICL blokuje replikaci a transkripci, což vede ke genomové nestabilitě, rakovině nebo smrti buňky. Proces vzniku ICL je relativně dlouhý, trvající několik hodin, kde vznik otevřeného aldehydu Ap je limitujícím krokem. Dosud byly popsány dva druhy Ap-ICL v závislosti na bázi, se kterou Ap tvoří kovalentní spojení, ale o sekvenční závislosti v okolí ICL víme jen málo. Cílem této práce je prozkoumat pravděpodobnost vzniku Ap-ICL v závislosti na lokální sekvenci a biochemická charakterizace mechanismů vedoucí k jeho opravě. Bylo ukázáno, že kovalentní spojení Ap-ICL je štěpeno endonukleasou 8-like III (NEIL3) v eukaryotech a jeho blízký ortholog v bakteriích je formamidopyrimidin-DNA glykosylasa (Fpg), DNA opravný enzym s...
|
|
|
The Role of DNA Repair in the Onset and Therapy of Ovarian Cancer
Tomášová, Kristýna ; Vodička, Pavel (vedoucí práce) ; Čáp, Michal (oponent)
Detekce poškození DNA a její oprava jsou důležité biologické systémy, které chrání genetickou informaci před změnami a přispívají tak k celkové stabilitě genomu. Jelikož je mnoho látek užívaných v boji proti rakovině založených na vyvolávání DNA poškození, podílí se mechanizmus oprav DNA významnou měrou i na léčebné odezvě organizmu na chemoterapii. Cílem této práce je uceleně shrnout problematiku vzniku rakoviny vaječníků ve vztahu k opravě DNA. Zvláštní důraz je přitom kladen na poruchy jednotlivých reparačních drah, které jsou neoddělitelně spjaty se vznikem rakoviny i úspěšností její léčby. Kromě nejznámějších genových mutací souvisejích s rakovinou vaječníků, jako jsou BRCA1 a BRCA2 účastnící se homologní rekombinace, bude značný prostor věnován i méně známým mutacím. Nejčastějším důvodem vzniku rakoviny vaječníků jsou dle výzkumů poruchy funkce proteinů uplatňujících se v opravách DNA homologní rekombinací. Výzkumy rovněž ukazují, že cílená inhibice či poškození opravných drah DNA, zejména bázových excizních oprav, mohou napomáhat efektivnímu působení chemoterapie. To platí i pro nukleotidové excizní opravy, které odstraňují adukty platinových komplexů na DNA a napomáhají tak k ustanovení rezistence vůči platinovým cytostatikům. Mechanimus korekce správného párování bazí je u ovariálního...
|
host ::
RSS.