Konstrukce chemicky modifikovaných nukleových kyselin pro využití v elektrochemických DNA senzorech

Mgr. Medard Plucnara, Ph.D.

Doctoral thesis

Construction of chemically modified nucleic acids for application in electrochemical DNA sensors

Abstract:

Zavádění elektroaktivních sloučenin pro značení nukleových kyselin podstatně zvýšilo potenciál elektrochemie pro jejich analýzu. Díky možnosti naznačit pouze specifické řetězce (sondy) nebo jednotlivé monomerní složky a následně je enzymaticky inkorporovat do řetězce, případně značit selektivně jedno- nebo dvouřetězcovou DNA bylo možné vyvinout senzory pro detekci hybridizace s cílovou sekvencí, jednonukleotidových polymorfizmů, poškození DNA, mapování nukleotidové sekvence, atd. V předložené práci jsou popsány nové způsoby konstrukce řetězců pro zavedení redoxní modifikace do jediného konkrétního místa uvnitř řetězce, resp. pro charakterizaci nukleotidové sekvence pomocí kombinace redoxních značek. Dále jsou pak uvedeny dvě nové aplikace techniky značení DNA enzymem generujícím elektrochemicky detekovatelné produkty.

Abstract:

Introducing of electroactive compounds for labeling of nucleic acids significantly increased potential of electrochemistry for their analysis. Due to possibility to label only specific strands (probes) or particular monomeric components with their subsequent incorporation into DNA strand, and eventually possibility to label selectively single stranded or double stranded DNA it has been enabled to construct sensors for detection of hybridization with target sequence, single nucleotide polymorphisms, DNA damage, mapping of nucleotide sequence, etc. In this work new ways of construction of strands for introducing redox modification into single particular site inside of strand, respectively for characterization of nucleotide sequence utilizing combination of redox labels, are described. Furthermore, two new applications of technique of labeling of DNA by enzyme generating electrochemically detectable products are presented.

Keywords

Enzymatické značení DNA, redoxní značení DNA, prodlužování primeru („PEx“ reakce), terminální deoynukleotidyl-transferáza, polymerázová řetězová reakce, voltametrie, SNP, multipotenciálové kódování, monoinkorporace

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 7. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 12. 10. 2018
• Supervisor: doc. RNDr. Miroslav Fojta, CSc.
• Reader: doc. Dr. Ing. Tomáš Navrátil, doc. Ing. Renáta Šelešovská, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biology (4-years) / Molecular and Cellular Biology