|
|
Oprava dvouřetězcových zlomů DNA a její poruchy ve vztahu ke kancerogenezi
Komžák, Josef ; Ševčík, Jan (vedoucí práce) ; Vopálenský, Václav (oponent)
Reparační dráhy zajišťující opravu dvouřetězcových zlomů DNA (DSB) mají pro buňku zásadní význam při udržování genomové integrity. Dráhy podílející se na reparaci DSB jsou homologní rekombinace (HR), nehomologní spojování volných konců (NHEJ) a single-strand annealing (SSA). Tato práce je zaměřena především na popis mechanismů reparačních drah, jejich regulaci a poškození ve vztahu k patologickým projevům. Hlavní roli při reparaci hrají faktory, které se jí účastní. Pro HR jsou to MRN komplex, ATM, Rad51, BRCA1/2 a PALB2. Při NHEJ se uplatňují Ku70/80, DNA-PKcs, XRCC4 a DNA ligáza IV. Pro SSA je to pak Msh2-Msh3 a Rad1-Rad10. V případě poškození genů kódujících tyto faktory, může dojít k selhání reparačního mechanismu a k rozvoji maligního onemocnění. Nejčastějšími projevy mutací BRCA1/2 je hereditární forma karcinomu prsu a/nebo ovária (HBOC), mutace ATM způsobuje onemocnění ataxia telangiectasia a poškozením NBN (Nbs1) vzniká Nijmegen breakage syndrom. Další choroby, kterými se zde zabývám, jsou Wernerův syndrom a Fanconiho anemie. Detailní znalost procesů reparace DSB je nezbytná pro včasnou diagnostiku a efektivní terapii řady nádorových onemocnění. Jako příklad využití současného poznání o reparaci DSB zde diskutujeme koncept syntetické letality, jako specifický a efektivní terapeutický přístup. Tato...
|
|
|
Využití metod paralelního sekvenování v mikrobiologii.
Pavlíková, Magdaléna ; Najmanová, Lucie (vedoucí práce) ; Vopálenský, Václav (oponent)
Následující text popisuje historii vývoje sekvenačních metod se zaměřením na moderní výkonné metody paralelního sekvenování a jejich využití v mikrobiologii. Vývoj a zdokonalování sekvenačních systémů s sebou přináší zrychlení a výrazné snížení cen, s tím souvisí rozšíření spektra aplikačních možností. Každý sekvenační systém je charakteristický určitými specifiky včetně jistých úskalí pramenících z principu dané metody, proto ne každá metoda je schopna pokrýt všechny směry možných využití. Práce porovnává metody sekvenování a zabývá se jejich vhodností pro konkrétní typy aplikací v mikrobiologii. Dostupné sekvenační systémy obvykle dělíme na tři základní "generace" vymezené typickými konkrétními znaky. Mezi metody první generace řadíme Sangerův a Maxam-Gilbertův systém, druhá generace zahrnuje metody 454, Illumina, SOLiD, Helicos a generace třetí SMRT, Ion Torrent a zatím komerčně nedostupné sekvenování s využitím nanopórů. V současné době se sekvenování stává standardní technikou molekulární biologie nejen v základním mikrobiologickém výzkumu, ale nachází široké uplatnění také v medicíně (rychlá identifikace patogenů, metagenomické studie mikrobiomů lidského těla).
|
|
|
Studium variability IRES elementů viru hepatitidy typu C
Zeman, Jakub ; Vopálenský, Václav (vedoucí práce) ; Španielová, Hana (oponent)
Virus hepatitidy typu C (HCV) obsahuje na 5ʹ konci svého RNA genomu vnitřní vazebné místo pro ribosom (IRES). IRES HCV je schopno přímo na sebe vázat 40S malou ribosomální podjednotku a eukaryotický iniciační faktor eIF3 a po sestavení kompletního 80S ribosomu zahájit translaci. Jako inhibitory funkce IRES HCV se uplatňují molekuly různé povahy. Z klinického hlediska jsou slibnou skupinou nízkomolekulární sloučeniny. V první řadě se proto tato diplomová práce zabývá přípravou systému pro hledání nízkomolekulárních inhibitorů IRES HCV v knihovně chemických sloučenin. Byly připraveny různé varianty vektorů nesoucí bicistronické kazety. Po ověření jejich funkčnosti pomocí transientní transfekce savčích buněčných linií byly ustaveny stabilní savčí buněčné linie. Díky těmto stabilním buněčným liniím bude možno proces hledání nízkomolekulárních inhibitorů IRES HCV zautomatizovat. Druhým tématem je studium variability sekvencí IRES HCV izolovaných ze vzorků od pacientů. Vzorky IRES HCV byly analyzovány pomocí gelové elektroforesy v teplotním gradientu (TGGE). Vybrané vzorky byly osekvenovány, vloženy do vektoru s bicistronickou kazetou a analyzovány pomocí průtokové cytometrie. Byla tak určeno, jak ovlivňují konkrétní mutace v sekvenci IRES HCV míru translace závislé na daném IRES. Porovnáním dvou skupin...
|
|
|
Charakterizace transkripčního aparátu lineárních plasmidů kvasinky Kluyveromyces lactis
Sýkora, Michal ; Vopálenský, Václav (vedoucí práce) ; Krásný, Libor (oponent)
Transkripce je zásadním krokem exprese genetické informace. Tento proces závisí na proteinovém komplexu vícepodjednotkových RNA polymeráz, které jsou mimořádně konzervované mezi všemi buněčnými organismy. Tyto enzymy, spolu s RNA dependentními RNA polymerázami podílejícími se na umlčování genů, tvoří monofyletickou proteinovou rodinu, jejíž členové obsahují ve svém aktivním centru dva double-ψ β-barrel strukturní motivy. Do této rodiny patří také skupina převážně in silico predikovaných nekanonických DNA dependentních RNA polymeráz, které se od vícepodjednotkových RNA polymeráz odlišují redukovaným složením. Předpokládaná nekanonická RNA polymeráza, skládající se ze dvou podjednotek, je kódována také lineárními cytoplasmatickými plasmidy kvasinky Kluyveromyces lactis a velmi pravděpodobně přepisuje geny těchto plasmidů. Charakterizace unikátního transkripčního aparátu plasmidů Kluyveromyces lactis, s hlavním důrazem na nekanonickou RNA polymerázu, se stala cílem této práce. Bioinformatická analýza in silico byla použita k prověření důkazů vedoucích k předpokladu existence specifické RNA polymerázy. Následné genetické a biochemické metody byly použity pro: 1) produkci podjednotek předpokládané RNA polymerázy v několika expresních systémech; 2) testování interakce mezi některými komponentami...
|
|
|
Molekulární analýza rezistenčního genu vga(A)LC - identifikace klíčových aminokyselinových zbytků.
Kroová, Michaela ; Najmanová, Lucie (vedoucí práce) ; Vopálenský, Václav (oponent)
Protein Vga(A) udílí stafylokokům rezistenci ke streptograminům A. Nedávno objevený protein Vga(A)LC se od proteinu Vga(A) liší jen 7 aminokyselinovými zbytky, nicméně tato diference je dostačující k posunu jeho substrátové specifity směrem k linkosamidům. Čtveřice těchto aminokyselin v centrální části proteinu (LGAG u Vga(A) a SVTS u Vga(A)LC) byla detekována jako rozhodující pro určení substrátové specifity. V rámci této diplomové práce bylo v genu vga(A)LC navrženo 5 variant bodových mutací za účelem zjištění podílu jednotlivých aminokyselin z výše zmíněné čtveřice na určení substrátové specifity proteinu. Mutace byly připraveny ve vektoru pGEM® -T a klonovány do kyvadlového vektoru pRB374. Připravené konstrukty byly elektroporací transformovány do citlivého kmene Staphylococcus aureus RN4220 a agarovou diluční metodou byly stanoveny hodnoty minimální inhibiční koncentrace (MIC) pro linkomycin, klindamycin a pristinamycin IIA. U jedné z mutací nebyla transformace úspěšná. Výsledky stanovení MIC pro čtyři zbylé mutace neumožňují jednoznačně stanovit podíl jednotlivých aminokyselin na určení substrátové specifity. Bylo zjištěno, že dvě aminokyseliny jsou důležité. Předpokládáme přípravu dalších mutací.
|
|
| |
|
|
Umělé lipidické membrány a vlastnosti membránových proteinů
Valášek, Ján ; Fišer, Radovan (vedoucí práce) ; Vopálenský, Václav (oponent)
Buněčná membrána a membránové proteiny hrají v životě buňky fundamentální úlohu. Pomocí transportérů a iontových kanálů komunikují s okolím a udržují buněčnou homeostázu. Proto je jejich poznání a charakterizace významnou oblastí základního i aplikovaného výzkumu. Velké rozměry buňky a nerozpustnost membránových proteinů ztěžují jejich studium a vyžaduje sofistikovanější přístupy, např. pro výzkum jednotlivých kanálů a transportérů. Tato práce se snaží vytvořit jednoduchý přehled nejvíce využívaných metod pro tvorbu umělých lipidických membrán. Jsou jimi LB film, DIB, BLM a SLB. Jejich aplikováním je možné zkoumat lipidové dvouvrstvy a jednotlivé proteiny. Práce dále nastiňuje postup příprav, výhody a využití jednotlivých přístupů a stručně popisuje membránové proteiny, biologické membrány a konvenční metody pro jejich studium.
|
|
|
Minoritní proteiny viru hepatitidy typu C
Zeman, Jakub ; Vopálenský, Václav (vedoucí práce) ; Horníková, Lenka (oponent)
Virus žloutenky typu C (HCV) je hlavním původcem chronických onemocnění jater. Po celém světě je v současnosti více než 170 milionů chronicky infikovaných osob, u více jak 100 tisíc z nich se ročně rozvine hepatocelulární karcinom. HCV náležící do čeledi Flaviviridae je obalený jednořetězcový RNA virus s pozitivním vláknem (+ssRNA virus), jehož genom kóduje polyproteinový prekursor, z kterého vzniká pro štěpení buněčnými a virovými proteasami 10 virových proteinů. Mimo to je však virem kódován ještě minoritní protein v alternativním čtecím rámci. Tento protein vzniká v několika možných variantách posunem čtecího rámce či iniciací translace na vnitřních startovacích kodonech. Přes deset let výzkumu není jeho role in vivo v současné době známa. Ukazuje se, že pro robustní virovou translaci a replikaci jsou spíše než přítomnost minoritních proteinů důležité sekundární struktury v core oblasti genomu HCV. Mutace narušující tyto struktury můžou mít za následek zpomalení kinetiky virového cyklu, ale i, jak naznačuje nejnovější studie, zcela neobvyklý sérologický profil u pacientů a zvýšenou míru exprese minoritního proteinu.
|
|
|
Katalytická funkce DNA dependentních RNA polymeráz
Sýkora, Michal ; Vopálenský, Václav (vedoucí práce) ; Lichá, Irena (oponent)
DNA dependentní RNA polymeráza je vysoce organizovaný proteinový komplex, který je zodpovědný za genovou expresi a její regulaci. Vícepodjednotková RNA polymeráza se svými několika katalytickými aktivitami je zodpovědná za transkripci genů do RNA kopií u všech buněčných organismů. Při transkripci podstupuje RNA polymeráza značné konformační změny v závislosti na podmínkách v konkrétní buňce. RNA polymeráza ve stavu označovaném jako elongační komplex prochází opakovanými cykly přidání nukleotidu k rostoucímu řetězci RNA. Aktivní centrum RNA polymerázy obsahuje dva hořečnaté ionty, které koordinují reaktivní skupiny substrátů. Dále aktivní centrum obsahuje strukturní prvky, jež se účastní vazby substrátu, správné orientace substrátu vůči templátovému vláknu a translokace RNA polymerázy. Nejdůležitější z těchto pohyblivých strukturních prvků jsou mostový helix a spouštěcí smyčka, jejichž konformační změny cyklus přidání nukleotidu doprovázejí. Pokroky v strukturní a biochemické charakterizaci RNA polymerázy otevírají nové možnosti v porozumění transkripčního mechanismu, jeho přesnosti a kontroly.
|
|
|
Podjednotka delta bakteriální RNA polymerázy a její role v regulaci genové exprese u Bacillus subtilis
Dvořáček, Lukáš ; Krásný, Libor (vedoucí práce) ; Vopálenský, Václav (oponent)
Podjednotka delta bakteriální RNA polymerázy a její role v regulaci genové exprese u Bacillus subtilis. V této práci se zabývám regulací genové exprese u eubakterií. V první cásti shrnuji soucasné poznatky o klícové fázi genové exprese - transkripci, blíže se pak zameruji na regulaci iniciace transkripce pomocí malých efektorových molekul (guanosin tetrafosfát, iniciacní nukleosid trifosfát) u genu pro ribozomální RNA. Ve druhé, experimentální cásti této práce se zabývám rolí relativne málo studované podjednotky RNA polymerázy z gram pozitivních bakterií - proteinu _ - pri iniciaci transkripce a jejího vlivu na regulaci RNA polymerázy pomocí koncentrace iniciacního nukleosid trifosfátu.
|
host ::
RSS.