Elektrochemické a spektrální studium krátkých oligonukleotidů

RNDr. Mgr. Iveta Pilařová, Ph.D.

Doctoral thesis

Electrochemical and spectral study of the short oligonucleotides

Abstract:

Předkládaná disertační práce se zabývá elektrochemickou a spektrální studií klasického DNA mini hairpinu d(GCGAAGC) a jeho analogů s různou trinukleotidovou centrální sekvencí (AAA, CCC, GGG a TTT). Cílem studie bylo ukázat vliv strukturních změn na jejich adsorpční a elektrochemické chování. Ze spektrálních metod byl vybrán cirkulární dichroismus a absorpční spektroskopie, z elektrochemických metod byla zvolena voltametrie a polyakrylamidová gelová elektroforéza. Nejen spektrální metody, ale i metody elektrochemické odrážely strukturní změny vlivem trinukleotidového polymorfismu v centru řetězce studovaného heptameru. Bylo zjištěno, že jestliže na jedné straně purinový centrální triplet (GAA a AAA) stabilizuje vlásenkovou strukturu, pak na druhé straně pyrimidinový centrální triplet (CCC a TTT) podporuje kompaktnější strukturu bimolekulárního duplexu. V případě DNA heptameru s GGG sekvencí byla potvrzena tvorba supramolekulárních struktur, především tetramolekulárního G kvadruplexu. Stabilita studovaných DNA fragmentů v roztoku a na nabitém fázovém rozhraní byla zkoumána v závislosti na koncentraci DNA fragmentu, pH, iontové síle a typu iontů. Strukturní rozdíly heptamerů pozorované v jejich elektrochemických procesech byly doprovázeny odlišnou adsorpcí i rozdílnou dynamickou strukturní změnou na povrchu rtuťových a grafitových elektrod.

Abstract:

Předkládaná disertační práce se zabývá elektrochemickou a spektrální studií klasického DNA mini hairpinu d(GCGAAGC) a jeho analogů s různou trinukleotidovou centrální sekvencí (AAA, CCC, GGG a TTT). Cílem studie bylo ukázat vliv strukturních změn na jejich adsorpční a elektrochemické chování. Ze spektrálních metod byl vybrán cirkulární dichroismus a absorpční spektroskopie, z elektrochemických metod byla zvolena voltametrie a polyakrylamidová gelová elektroforéza. Nejen spektrální metody, ale i metody elektrochemické odrážely strukturní změny vlivem trinukleotidového polymorfismu v centru řetězce studovaného heptameru. Bylo zjištěno, že jestliže na jedné straně purinový centrální triplet (GAA a AAA) stabilizuje vlásenkovou strukturu, pak na druhé straně pyrimidinový centrální triplet (CCC a TTT) podporuje kompaktnější strukturu bimolekulárního duplexu. V případě DNA heptameru s GGG sekvencí byla potvrzena tvorba supramolekulárních struktur, především tetramolekulárního G kvadruplexu. Stabilita studovaných DNA fragmentů v roztoku a na nabitém fázovém rozhraní byla zkoumána v závislosti na koncentraci DNA fragmentu, pH, iontové síle a typu iontů. Strukturní rozdíly heptamerů pozorované v jejich elektrochemických procesech byly doprovázeny odlišnou adsorpcí i rozdílnou dynamickou strukturní změnou na povrchu rtuťových a grafitových elektrod.

Keywords

DNA heptamery, DNA hexamer, cyklická voltametrie (CV), cirkulární dichroismus (CD), UV termální denaturace, eliminační voltametrická procedura (EVP), adsorptivní přenosová rozpouštěcí voltametrie (AdTSV), visící rtuťová kapková elektroda (HMDE), pencil grafitová elektroda (PeGE), DNA heptamers, cyclic voltammetry (CV), circular dichroism (CD), UV thermal denaturation, elimination voltammetric procedure (EVP), adsorptive transfer stripping voltammetry (AdTSV), hanging mercury drop electrode (HMDE), pencil graphite electrode (PeGE)

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 7. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 30. 9. 2014
• Supervisor: prof. RNDr. Libuše Trnková, CSc.
• Reader: prof. Ing. Ján Labuda, DrSc., doc. RNDr. Jan Hrbáč, PhD.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Chemistry (4-years) / Physical Chemistry