Elektrochemické a spektrální studium krátkých oligonukleotidů

RNDr. Mgr. Iveta Pilařová, Ph.D.

Disertační práce

Electrochemical and spectral study of the short oligonucleotides

Anotace:

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.

Klíčová slova

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)

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 29. 7. 2014

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 30. 9. 2014
• Vedoucí: prof. RNDr. Libuše Trnková, CSc.
• Oponent: prof. Ing. Ján Labuda, DrSc., doc. RNDr. Jan Hrbáč, PhD.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Chemie (čtyřleté) / Fyzikální chemie