|
|
Hledání guaninových kvadruplexů v DNA pomocí rozhodovacích stromů
Kotrys, Kryštof ; Šťastný, Jiří (oponent) ; Kaura, Patrik (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zaměřuje na vytvoření funkčního modelu rozhodovacího stromu pro detekci guaninových kvadruplexů v DNA. První část práce se věnuje shrnutí poznatků z oblasti lokálních struktur DNA, výpočetní predikce guaninových kvadruplexů a teorie rozhodovacích stromů. Druhá část práce se zabývá tvorbou modelu rozhodovacího stromu pro detekci kvadruplexů a následně statistickým porovnáním výsledků této metody s algoritmem G4Hunter.
|
|
|
Sekvence tvořící G-kvadruplexy v lidském genu a jeho homolozích pro amyloid beta prekursor
Stránská, Anna ; Šedrlová, Zuzana (oponent) ; Brázda, Václav (vedoucí práce)
APP gen kóduje transmembránový protein amyloid beta prekursor, který je exprimován v mnoha typech buněk, včetně neuronů. Jeho funkce nebyly zatím zcela popsány, je ale zřejmé, že u něj probíhá štěpení před exportem do extracelulárního prostoru. Dochází k jeho degradaci po různých rozkladných drahách a homodimerizaci, při které mohou vzniknout částice s protektivní funkcí neuronů stejně tak jako fragmenty, které jsou toxické a způsobují smrt nervových buněk. Vznik škodlivých amyloidních beta plaků a jejich hromadění mezi neurony v mozku je úzce spjato se vznikem a postupem Alzheimerovy choroby, neurodegenerativního onemocnění mozku projevujícího se smrtí a ztrátou neuronů, která vede k nástupu demence, tedy ztráty kognitivních funkcí. V současné době existuje mnoho výzkumů, které se zabývají souvislostmi mezi neurodegenerativními onemocněními a výskytem G-kvadruplexů v genech, které jsou zapojeny do projevů nemocí. G-kvadruplexy jsou nekanonické sekundární struktury nukleových kyselin DNA a RNA, které vznikají v oblastech bohatých na guanin. Jsou významné především z hlediska jejich spojitosti s biologickými procesy jako je regulace genové exprese v genech a převážně v onkogenech, protože se vyskytují ve významných oblastech genu jako je promotor. Je možné je stabilizovat malými molekulami, a právě této schopnosti je využíváno ve výzkumu terapeutické léčby různých onemocnění. Ke zjištění důležitosti vyplývající z lokalizace a konzervovanosti G-kvadruplexů vyskytujících se v lidském APP genu, byla provedena bioinformatická analýza jak genu člověka, tak 346 dalších genových homologů. Pro tento účel byl použit program G4Hunter, který poskytl informace o nalezených sekvencích s potenciálem tvořit G-kvadruplex, jako je jejich umístění či G4Hunter skóre. Dále byla provedena in vitro analýza pomocí činidla thioflavin T, která otestovala schopnost nalezených sekvencí tvořit G-kvadruplexy za fyziologických podmínek. Výsledky potvrdily přítomnost a evoluční důležitost G-kvadruplexů nalezených v APP genu Homo sapiens a jejich schopnost skládat se v přítomnosti solí jako je sodík a draslík do kvadruplexních struktur.
|
|
|
Study on the relation between G-quadruplexes and p53-driven regulation
Holotová, Paulína ; Vodička, Juraj (oponent) ; Brázda, Václav (vedoucí práce)
This thesis deals with the role of G-quadruplex structures, their stabilisation using ligands and the role of p53 in transcription regulation. G-quadruplex is a type of nucleic acid secondary structure composed of 2 – 4 tetrads. Each tetrad is formed by four guanines linked by Hoogsten base pairing. This work consisted of theoretical and experimental parts. The theoretical part described the nature of G-quadruplex structures and their potential for cancer treatment, the role of p53 in the cell cycle and its regulation, and the ligands curcumin and TMPyP4 used for G4 stabilization. In the experimental part, the interactions of the curcumin and TMPyP4 with nucleic acid structures were studied. Reporter yeast strains containing PUMA, KSHV, and their combinations were transformed with plasmids encoding only selection markers and plasmids encoding the wild type form of the gene for protein p53. In the viability assay, the optimal ligand (curcumin and TMPyP4) concentration was determined for reporter yeast strain PUMA, which was further used in Luciferase assay. A fluorescence indicator displacement assay with Thioflavin T as a fluorescence dye proved the interaction between G4-forming oligonucleotides, and curcumin and TMPyP4. Luciferase assay was used to evaluate the interaction between transformed reporter yeast strains and both ligands. The results after 24 hours showed statistical significance for each strain in the same environment, where the PUMA strain showed the highest transactivation activity: the PUMA insert is a target gene for p53. Sequences with both PUMA and KSHV showed significantly lower transactivation activity, as ligands may have stabilized the G4-structure present in KSHV and thus down- regulate transcription. The presence of G4 in the KSHV sequence was also confirmed using the G4Hunter, with a G4Score of 3.182. Transactivation was significantly lower in the PUMA strains present in curcumin and TMPyP4 environment, although this sequence was not predicted to form G4, which was also confirmed in the G4Hunter analysis. This suggests that studied ligands curcumin and TMPyP4 may regulate the cell metabolism in a different than previously predicted way.
|
|
|
Přítomnost a lokalizace lokálních DNA struktur v genomu Schizosaccharomyces pombe
Kubínová, Michaela ; Šedrlová, Zuzana (oponent) ; Brázda, Václav (vedoucí práce)
Práce se zaměřuje na analýzu lokálních struktur DNA (křížových struktur a kvadruplexových struktur) v genomu Schizosaccharomyces pombe - kvasinky významné v potravinářském průmyslu. Přítomnost těchto struktur v DNA není náhodná. Na základě dříve provedených studií bylo zjištěno, že často kolokalizují s regulačními oblastmi genů a že úloha těchto sekundárních struktur v regulaci základních buněčných procesů (například replikaci či transkripci) je významná. Tato analýza byla provedena pomocí specializovaných bioinformatických nástrojů (G4Hunteru a Palindrome Analyseru), které mi umožnily tyto struktury identifikovat a následně analyzovat z hlediska jejich výskytu a lokalizace. V mtDNA bylo nalezeno mnohonásobně méně IR ve srovnání s výskytem IR v chromozomech. Bylo také zjištěno, že počet i frekvence PQS v mtDNA je velmi nízká. Od kvasinky S. cerevisiae se v tomto ohledu velmi liší. Dále bylo zjištěno, že počet nalezených IR se snižuje s rostoucí délkou IR a asi 17% IR nemá smyčku. Velké obohacení IR bylo zaznamenáno v oblasti repeat_region a rRNA, v případě PQS v oblasti rRNA a mRNA, tedy v sekvencích důležitých pro biologické procesy buňky.
|
|
|
Sekvence tvořící G-kvadruplexy v lidském genu a jeho homolozích pro amyloid beta prekursor
Stránská, Anna ; Šedrlová, Zuzana (oponent) ; Brázda, Václav (vedoucí práce)
APP gen kóduje transmembránový protein amyloid beta prekursor, který je exprimován v mnoha typech buněk, včetně neuronů. Jeho funkce nebyly zatím zcela popsány, je ale zřejmé, že u něj probíhá štěpení před exportem do extracelulárního prostoru. Dochází k jeho degradaci po různých rozkladných drahách a homodimerizaci, při které mohou vzniknout částice s protektivní funkcí neuronů stejně tak jako fragmenty, které jsou toxické a způsobují smrt nervových buněk. Vznik škodlivých amyloidních beta plaků a jejich hromadění mezi neurony v mozku je úzce spjato se vznikem a postupem Alzheimerovy choroby, neurodegenerativního onemocnění mozku projevujícího se smrtí a ztrátou neuronů, která vede k nástupu demence, tedy ztráty kognitivních funkcí. V současné době existuje mnoho výzkumů, které se zabývají souvislostmi mezi neurodegenerativními onemocněními a výskytem G-kvadruplexů v genech, které jsou zapojeny do projevů nemocí. G-kvadruplexy jsou nekanonické sekundární struktury nukleových kyselin DNA a RNA, které vznikají v oblastech bohatých na guanin. Jsou významné především z hlediska jejich spojitosti s biologickými procesy jako je regulace genové exprese v genech a převážně v onkogenech, protože se vyskytují ve významných oblastech genu jako je promotor. Je možné je stabilizovat malými molekulami, a právě této schopnosti je využíváno ve výzkumu terapeutické léčby různých onemocnění. Ke zjištění důležitosti vyplývající z lokalizace a konzervovanosti G-kvadruplexů vyskytujících se v lidském APP genu, byla provedena bioinformatická analýza jak genu člověka, tak 346 dalších genových homologů. Pro tento účel byl použit program G4Hunter, který poskytl informace o nalezených sekvencích s potenciálem tvořit G-kvadruplex, jako je jejich umístění či G4Hunter skóre. Dále byla provedena in vitro analýza pomocí činidla thioflavin T, která otestovala schopnost nalezených sekvencí tvořit G-kvadruplexy za fyziologických podmínek. Výsledky potvrdily přítomnost a evoluční důležitost G-kvadruplexů nalezených v APP genu Homo sapiens a jejich schopnost skládat se v přítomnosti solí jako je sodík a draslík do kvadruplexních struktur.
|
|
|
Hledání guaninových kvadruplexů v DNA pomocí rozhodovacích stromů
Kotrys, Kryštof ; Šťastný, Jiří (oponent) ; Kaura, Patrik (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zaměřuje na vytvoření funkčního modelu rozhodovacího stromu pro detekci guaninových kvadruplexů v DNA. První část práce se věnuje shrnutí poznatků z oblasti lokálních struktur DNA, výpočetní predikce guaninových kvadruplexů a teorie rozhodovacích stromů. Druhá část práce se zabývá tvorbou modelu rozhodovacího stromu pro detekci kvadruplexů a následně statistickým porovnáním výsledků této metody s algoritmem G4Hunter.
|
host ::
RSS.