Replikační stres, jeho příčiny, molekulární mechanizmy a jeho vliv na stabilitu kmenových buněk

Bc. Tereza Juráková

Bachelor's thesis

Replication stress, its causes, molecular mechanisms and its effect on stem cells

Abstract:

Replikace DNA je proces zajišťující zdvojení genetické informace. Klíčovou je pak přesnost a správnost replikace, která velkou měrou přispívá k zachování genomové stability druhů. Současně je přesnost replikace důležitá u buněk vyvíjejícího se organismu. Replikační aparát musí často čelit nejrůznějším exogením i endogením vlivům, které mohou ovlivnit jeho postup zástavou relplikačních vidlic. Hromadění zastavených replikačních vidlic a jejich případný kolaps vedoucí k formaci zlomů na DNA, které představují zásadní hrozbu pro integritu genomu, se nazývá replikační stres. Replikační stres je spojován s některými patologiemi, jako jsou maligní transformace a vývojová onemocnění. Významný problém představuje pro výrazně proliferující buňky, jako jsou kmenové buňky, které jsou zodpovědné za vývoj organismu a obnovu tkání. Tato práce shrnuje hlavní mechanizmy a zdroje replikačního stresu a buněčnou odpověď na něj. Dále se věnuje roli replikačního stresu u kmenových buněk, následkům na integritu jejich genomu a specifickým mechanizmům, pomocí kterých se brání a předcházejí působení replikačního stresu.

Abstract:

DNA replication is a process of genetic information duplication. The key is its accuracy, which largely contributes to the genomic stability of species. The accurqcy is also important in cells of developing organism. The replication apparatus is frequently challenged by various exogenous and endogenous factors, which interfere with its progression and endanger proper completion of replication. Accumulation of stalled replication forks and their eventual collapse into DNA breaks which present a major threat to genome stability is called replication stress. Replication stress is associated with several pathological processes such as malignant transformation or developmental diseases. It causes a serious problem for highly proliferating cells, such as stem cells, which are responsible for organism development and tissue renewal. The aim of this thesis is to summarize the main sources and mechanisms of replication stress and cellular response to it. Further it defines the role of replication stress in stem cells, its concequences on integrity of their genome and specific mechanisms by which they defend themselves and respond to replication stress.

Keywords

replikace DNA, replikační stres, kmenová buňka, genomová stabilita, replikační vidlice, vývoj organismu, regenerace, DNA replication, replication stress, stem cell, genome stability, replication fork, organism development, regeneration

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 5. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 9. 6. 2017
• Supervisor: Mgr. Vladimír Rotrekl, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biology / Medical Genetics and Molecular Diagnostics