Detekce strukturních změn v DNA pomocí elektrochemické analýzy

Bc. Anna Odehnalová

Master's thesis

Detection of structural changes in DNA by means of electrochemical analysis

Abstract:

Elektrochemické metody jsou jedním z mnoha nástrojů vhodných pro studium struktury DNA. Voltametrické signály DNA na rtuťových elektrodách, související s redukcí nukleových bází nebo s adsorpčně-desorpčními jevy, jsou vysoce citlivé ke změnám v konformaci DNA. Tyto změny mohou být způsobeny tvorbou zlomů, změnou nadšroubovicové hustoty nebo vazbou interkalátorů. Oxidační signály nukleových bází, měřené na uhlíkových elektrodách, jsou na změny ve struktuře DNA citlivé méně. V této diplomové práci byly testovány možnosti využití elektrochemických metod k detekci tvorby lokálních struktur, konkrétně cytosinových kvadruplexů (i-motivů) na základě změn redukčních a tensametrických signálů vybraných oligonukleotidů na rtuťových elektrodách. Dále byly zkoumány možnosti využití těchto metod k detekci selektivní interakce oligonukleotidů tvořících i-motivy s vybraným ligandem (mitoxantronem).

Abstract:

Electrochemical methods are one of the multiple approaches for DNA structure analysis. Nucleobases yield reduction or tensammetric signals at the mercury electrodes. These signals are highly influenced by DNA structure and its changes. The changes in DNA structure can be caused by strand breaks, change in superhelix density or by binding of intercalators into the DNA strand. Oxidation signals yielded by nucleobases at carbon electrodes are less sensitive to the DNA structure changes. In this thesis, possibilities of using electrochemical methods for detection of cytosine quadruplexes (i-motifs) were tested based on changes of the reduction and tensametric signals of specific oligonucleotides. Furthermore, the possibilities of using these methods to detect selective interaction of oligonucleotides forming i-motifs with the selected ligand (mitoxantrone) have been investigated.

Keywords

DNA, elektrochemie DNA, cyklická voltametrie, AC voltametrie, i-motiv, mitoxantron

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 5. 6. 2018
• Supervisor: doc. RNDr. Miroslav Fojta, CSc.
• Reader: RNDr. Karolina Schwarzová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Analytical Biochemistry