Klasické a moderní metody molekulární biologie při studiu repetitivních oblastí eukaryotického genomu

Mgr. Roman Gogela

Bachelor's thesis

Classical and modern methods of molecular biology in the study of repetitive regions in eukaryotic genome

Abstract:

Repetitivní sekvence jsou nedílnou součástí eukaryotických genomů. Nejenže představují jejich významnou strukturní část, ale plní i řadu důležitých funkcí. Kromě tvorby heterochromatinových struktur nezbytných například pro ochranu chromozomů (telomery) a správný průběh meiotického a mitotického dělení (centromery), hrají roli i při regulaci genové exprese procesem RNA interference. Díky svému mutačnímu potenciálu tvoří také významnou hnací sílu genové a genomové evoluce. Výzkum repetic se zaměřuje především na získání informací o jejich sekvenci, fylogenetických souvislostech, rozložení na chromozomech a významu pro genom. Dále se tyto poznatky aplikují v dalším výzkumu a diagnostice. Možnosti studia jsou vždy přímo spojeny s možnostmi, které nabízí dostupné techniky a proto je cílem této práce shrnout vývoj vybraných metod využívaných při studiu repetitivních sekvencí od původních biofyzikálních přes enzymatické a hybridizační až k dnešním možnostem sekvenování nové generace. Jednotlivé metody jsou v předkládané bakalářské práci stručně popsány včetně příkladů využití v praxi. Většinou se jedná o specifické varianty metod, které mají uplatnění v rámci celé molekulární biologie. Pozornost je zde věnována především variantám používaným pro analýzu repetitivních sekvencí.

Abstract:

Repetitive sequences are an integral part of eukaryotic genomes. They form functionally important structures of chromatin, i. e. heterochromatin necessary for the protection of chromosomes against instabilities (telomeres) and for the meiotic and mitotic cell division (centromeres). Repetitive sequences play a role in regulation of gene expression by the process of RNA interference and their mutation potential represents an important force of gene and genome evolution. Studies of repetitive elements are primarily focused on analysis of their sequence, phylogenetic context, distribution on the chromosomes and their importance for the genome function and stability. Furthermore, these data are applied in further basic and clinical research. Potential of analyses is always directly linked with the possibilities offered by available technology. In this context, aim of this work is to summarize the development of selected methods used in the study of repetitive DNA sequences starting with the biophysical approaches involving enzymatic and hybridization-based methods to today's frequently utilized next generation sequencing. The presented methods are briefly described including examples of their practical use. Attention is paid mainly on how well established methodological approaches are specifically modified to enable efficient analysis of repetitive sequences.

Keywords

repetitivní sekvence, chromatin, DNA, genom, sekvenování nové generace

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 5. 2011

Thesis defence

• Date of defence: 16. 6. 2011
• Supervisor: doc. Mgr. Miloslava Fojtová, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biology / Molecular Biology and Genetics