|
|
Molekulární a ultrastrukturní aspekty stavby holokinetických chromozomů
Šejgunovová, Nikola ; Král, Jiří (vedoucí práce) ; Dalíková, Martina (oponent)
Holokinetické chromozomy jsou zvláštním typem chromozomů, které se od chromozomů standardních (monocentrických) odlišují zejména difúzní podobou vazebné domény pro mikrotubuly (holocentromery). S tím jsou spojeny další změny na ultrastrukturní a molekulární úrovni. Tyto změny se projevují v modifikacích mitotického a meiotického dělení a v evoluci karyotypů. Holokinetické chromozomy nemají primární konstrikci, do které by lokalizovala centromera, a tedy ani vnitřní centromerickou doménu, která by spojovala sesterské chromatidy. Stavba kinetochoru holokinetických chromozomů se zdá být jednodušší než u chromozomů monocentrických. Kinetochor pokrývá většinu povrchu mitotických chromozomů. U organismů s holokinetickými chromozomy bylo popsáno několik variant meiózy, které se liší umístěním kinetochoru na chromozomu. Na molekulární úrovni se holokinetické chromozomy od chromozomů monocentrických liší rozložením proteinů centromericko-kinetochorového komplexu, které pokrývají značnou část povrchu mitotických a meiotických chromozomů. Jedná se například o centromerický histon H3 (CENH3), jehož množství a rozložení se navíc během interfáze a jaderného dělení liší, což je v porovnání s monocentrickými chromozomy unikátní. Odlišné je i rozložená epigenetických modifikací a repetitivních sekvencí.
|
|
|
Vývoj a testování buněčných modelů kondiciální inaktivace ISWI ATPázy Smarca5
Tauchmanová, Petra ; Stopka, Tomáš (vedoucí práce) ; Burda, Pavel (oponent)
Jaderné procesy eukaryotických buněk (replikace, transkripce, opravy poškozené DNA a další) jsou z velké části závislé na regulaci chromatinové struktury. Dynamické regulace změn na úrovni chromatinové struktury se účastní i chromatin-remodelační faktory, využívající energii z hydrolýzy ATP. Jedním z těchto faktorů je protein Smarca5 (Snf2h), který je schopen samostatně, nebo s pomocí vazebných partnerů, lokálně měnit strukturu chromatinu. Cílem této práce bylo vytvořit a následně otestovat in vitro model myších embryonálních fibroblastů (MEF) s podmíněnou (kondiciální) delecí genu Smarca5 a testovat vliv této delece na obecné buněčné procesy, jimiž jsou například regulace buněčného cyklu, schopnost proliferace či proces opravy poškozené DNA. Výsledky naznačují, že u linií s deplecí proteinu Smarca5 dochází k výraznému narušení rychlosti proliferace již několik dní po indukci delece. Toto narušení proliferace je doprovázeno zvyšující se ploiditou a snížením množstvím buněk v S fázi a v mitóze. Po depleci proteinu Smarca5 bylo v liniích pozorováno také zvýšené zastoupení buněk v senescenci. Imunoblotová analýza ukázala, že u buněk po depleci Smarca5 dochází k nárůstu markerů indukujících poškození DNA. Získaná data naznačují, že protein Smarca5 hraje roli převážně v replikaci a pravděpodobně v...
|
|
|
Gene regulation in four dimensions
Vaňková Hausnerová, Viola ; Lanctôt, Christian (vedoucí práce) ; Převorovský, Martin (oponent) ; Krásný, Libor (oponent)
Zobrazování transkripce na úrovni jednotlivých buněk prokázalo, že se jedná o proces, který neprobíhá souvisle, ale přerušovaně. K tomuto pozorování, které bylo zaznamenáno u celé řady organizmů sahající od bakterií k savčím buňkám, se vztahuje nyní hojně využívaný termín transkripční pulzování. Dynamika transkripčního pulzování je ovlivněna jak rysy vlastními samotnému procesu transkripce, tak nadřazenými faktory jako je prostředí chromatinu, signální molekuly nebo fáze buněčného cyklu. V první části této práce jsme se zaměřili na regulaci transkripčního pulzování v jadérku. Pomocí mikroskopického sledování živých buněk jsme ukázali, že transkripce transgenu vloženého do jadérka a přepisovaného RNA polymerázou II probíhá v pulzech. Ve druhé části práce jsme se zabývali vztahem mezi dekondenzací chromatinu a dynamikou transkripce. Pomocí hyperosmotického média jsme indukovali globální kondenzaci chromatinu a objevili jsme, že během dekondenzace chromatinu dochází v jednotlivých živých buňkách k časově omezenému nárůstu intenzity transkripce. Dále jsme analyzovali expresi genů TFRC a POLR2A s použitím metody single molecule RNA FISH. Během omezeného období, které kolidovalo s dekondenzací chromatinu v telofázi/časné G1 fázi buněčného cyklu, jsme zaznamenali nárůst ve frekvenci i velikosti...
|
|
|
Význam dlouhých nekódujících RNA v rostlinách
Klodová, Božena ; Honys, David (vedoucí práce) ; Novotný, Marian (oponent)
Dlouhé nekódující RNA (lncRNA) jsou transkripty o délce větší než 200nukleotidů s nízkým kódujícím potenciálem. Jedná se o skupinu regulačních ribonukleových kyselin (RNA) zatím v raném stádiu poznání, nicméně s potenciálně širokou rolí napříč organismy a biologickými procesy. U živočichů bylo popsáno několik regulačně významných lncRNA a jejich význam roste mimo jiné i v souvislost s mnohými nádorovými onemocněními. Přestože mnohé dlouhé nekódující transkripty byly odhaleny, jejich konkrétní mechanizmy působení zůstávají neznámé. U rostlin se výzkum soustředí převážně na ekonomicky a zemědělsky významné plodiny jako je rýže, kukuřice nebo sója. Jedná se ale zatím jen o omezené množství experimentálně ověřených transkriptů. Nicméně se zdokonalováním sekvenačních a bioinformatických metod začíná být významnost role lncRNA v mnohých biologických procesech (např. rozmnožování či rostlinné rezistenci k patogenům) naprosto zjevná. Tato bakalářská práce shrnuje dosavadní znalosti o dlouhých nekódujících ribonukleových kyselinách (lncRNA) s důrazem na jejich roli v rostlinách a taktéž se detailněji zabývá současnými problémy a nastiňuje budoucí potenciál výzkumu lncRNA.
|
|
|
Modifikace chromatinu v souvislosti s transgenerační pamětí rostlin na abiotické stresy
Vyskočilová, Barbara ; Holá, Dana (vedoucí práce) ; Fischer, Lukáš (oponent)
Rostliny jsou neustále vystavovány mnohým stresovým faktorům, které mají za následek změnu exprese různých genů. Ta může být regulována na více úrovních, včetně modifikací struktury chromatinu. Některé z těchto modifikací mohou přetrvávat i po skončení období, kdy byla rostlina stresu vystavena a mohly by případně plnit roli jakési "stresové paměti". V této práci se zabývám tzv. meiotickou/transgenerační "stresovou pamětí" v souvislosti s působením abiotických stresorů. Na základě provedené kompilace uvedené problematiky lze konstatovat, že prací, které se zabývají touto problematikou, je poměrně málo a většinou se jedná o studie pocházející až na výjimky ze stejné laboratoře. Téměř všechny studie se zabývaly jen metylací DNA a jejich design nebyl vždy úplně optimální. Důkazů pro transgenerační "stresovou paměť" rostlin je podle mého názoru zatím nemnoho a bude rozhodně potřeba hlubších a dalších studií pro její potvrzení. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Transkripční regulace genů GAL - model pro studium funkce chromatinu
Brožková, Anita ; Folk, Petr (vedoucí práce) ; Konířová, Jana (oponent)
Genový systém GAL kvasinky Saccharomyces cerevisiae umožňuje této jednobuněčné houbě metabolizovat monosacharid galaktózu. Exprese genů GAL je řízena regulační kaskádou, kde k aktivaci transkripce dochází v přítomnosti galaktózy a k represi v přítomnosti glukózy. Systém GAL se již desítky let uplatňuje jako model pro studium transkripční regulace u eukaryot. Produkty genů GAL se dělí na enzymy zabezpečující vlastní metabolismus galaktózy a specifické regulační proteiny. Při studiu genů GAL byla například zjištěna pozoruhodná okolnost, že gen pro jeden z hlavních regulačních proteinů a gen kódující enzym galaktokinázu se patrně vyvinuly v důsledku dávné genové duplikace jejich společného předka a v průběhu evoluce nabyly rozdílných funkcí. Geny GAL dále představují modelový systém pro studium změn chromatinu doprovázející aktivaci a represi transkripce. Další poměrně nedávno objevený mechanismus regulace systému GAL představuje represe transkripce genů GAL1 a GAL10 prostřednictvím ncRNA, která byla objevena v souvislosti ze změnou rozložení methylace na lokusu GAL10. Zřejmě nejnovějším objevem regulace genové exprese genů GAL je změna jaderné lokalizace klastru GAL1,-7,-10 v důsledku změny dostupnosti zdroje uhlíku. Genový systém GAL kvasinky S. cerevisiae je dobrou ilustrací toho, jak rozmanitých podob může...
|
|
|
Regulace pre-mRNA sestřihu v prostředí buněčného jádra
Hnilicová, Jarmila ; Staněk, David (vedoucí práce) ; Půta, František (oponent) ; Dvořák, Michal (oponent)
Eukaryotní geny obsahují nekódující sekvence - introny, které jsou z pre-mRNA odstraňovány sestřihovými komplexy. Sestřihové komplexy se skládají z pěti RNA-proteinových podjednotek (U1, U2, U4/U6 a U5), které postupně nasedají na pre-mRNA a jsou společně s dalšími bílkovinami nutné pro vystřižení intronu. Mutace v bílkovinách důležitých pro RNA sestřih mohou způsobovat vážná onemocněním, například mutace zvaná AD29 vedoucí k záměně jediné aminokyseliny v proteinu hPrp31 (tato bílkovina je součástí U4/U6 sestřihového komplexu) je příčinou nemoci retinitis pigmentosa, která často končí úplnou slepotou. Ukázali jsme, že hPrp31 AD29 mutant je nestabilní a není řádně začleněný do sestřihových komplexů. Přesto vadný hPrp31 zřejmě má vliv na metabolismus buňky, protože zpomaluje buněčný růst a dělení, což by mohlo vysvětlit, proč tato mutace vede k retinitis pigmentosa. Dále se zaměřujeme na roli buněčného jádra v pre-mRNA sestřihu. Nové U4/U6·U5 snRNP částice jsou přednostně skládány v nemembránových jaderných strukturách - Cajalových tělíscích. Zjistili jsme, že Cajalova tělíska jsou také důležitá pro recyklaci U4/U6·U5 snRNP. Vedle toho jsme se zaměřili na roli chromatinu (především acetylace histonů) při regulaci alternativního sestřihu. Pomocí inhibitorů histonových deacetylázy jsme změnili...
|
|
|
The role of transcription factors PU.1 a GATA-1 during leukemia differentiation.
Burda, Pavel ; Stopka, Tomáš (vedoucí práce) ; Kořínek, Vladimír (oponent) ; Machová Poláková, Kateřina (oponent)
Hematopoéza neboli krvetvorba je proces regulovaný transkripčními faktory, mezi nimiž hrají klíčovou roli molekuly PU.1 (Spi1, Sfpi1) a GATA-1. GATA-1 a PU.1 se mohou na DNA vzájemně vázat a blokovat tím své transkripční programy. Myší erytroleukemické buňky (MEL) jsou transformované erythroidní prekurzory zablokované v pokročilejším stádiu erythroidní diferenciace, současně exprimují PU.1 i GATA-1 a lze u nich navodit erytroidní diferenciaci snížením hladiny PU.1 či zvýšení hladiny GATA-1 v jádře. Ve své práci ukazuji, že v MEL buňkách je PU.1 dependentní transkriptom negativně regulovaný pomocí GATA-1. Tuto represi a následně možnou derepresi podrobněji popisuji na genech Cebpa a Cbfb, které kódují další důležité hematopoetické transkripční faktory. Pomocí chromatinové imunoprecipitace a reportérových esejí jsme identifikovali vazebné sekvence DNA pro vazbu PU.1 na genech Cebpa a Cbfb, na nichž jsme v leukemických blastech detekovali současně faktory PU.1 i GATA-1. Regulace transkripce těchto genů manipulací hladiny PU.1 a GATA-1 zahrnuje kvantitativní změny úrovně acetylace H3K9, známky transkripčně aktivního chromatinu. Data jsou podpořena experimenty ukazujícími, že signifikantní derepresi genů Cebpa a Cbfb lze v MEL buňkách dosáhnout jak aktivací PU.1, tak i inaktivací GATA-1. Má disertační práci...
|
|
|
Role proteinu Smarca5 (Snf2h) v regulaci transkripce vneseného DNA templátu.
Zikmund, Tomáš ; Stopka, Tomáš (vedoucí práce) ; Smetana, Karel (oponent)
Vlastnosti buněk a tkání jsou výsledkem dynamické regulace genové exprese. DNA zabalená do proteinových struktur, souhrně označovaných jako chromatin, vyžaduje zapojení mechanizmů regulujících přístupnost specifických sekvencí. U eukaryot hrají klíčovou roli při regulaci struktury chromatinu tzv. chromatin-remodelační enzymy, mezi které patří ISWI ATPáza SMARCA5. SMARCA5 se účastní řady biologických procesů na DNA včetně transkripce, přesto význam proteinu SMARCA5 v transkripci především ve vztahu ke změnám chromatinové struktury in vivo není zcela objasněn. Pro tento účel jsme vytvořili a optimalizovali systém, který nám umožnil sledovat vliv intracelulární hladiny proteinu SMARCA5 na genovou expresi a vývoj chromatinové struktury artificiálně vneseného reportérového vektoru. Naše výsledky ukazují, že DNA vneseného reportérového vektoru byla nabohacena specificky tri-methylovanými molekulami histonu H3 na lyzinu 4 (H3K4Me3), které patří mezi známky aktivovaného chromatinu. Po nadprodukci proteinu SMARCA5 došlo v kódující sekvenci reportérového genu k ~2,5-3 násobnému zvýšení relativního nabohacení histonu H3 a jeho methylace (H3K4Me3). Vyšší zapojení molekul reportéru do procesu transkripce vedlo neočekávaně k poklesu reportérové aktivity oproti kontrole. Tyto výsledky podporují přítomnost...
|
|
| |
host ::
RSS.