Vliv vnitrobuněčného prostředí na rovnováhu duplex-tetraplex v guanin- (G-) a cytosin- (C-) bohaté DNA

Bc. Vladimíra Zlínská

Master's thesis

Impact of the intracellular environment on the duplex-tetraplex equilibria in guanine- and cytosine-rich DNA

Abstract:

Diplomová práce se zabývá vývojem nových DNA 19F-sond s využitím click chemické reakce jako klíčové párovací reakce. V teoretické části je shrnuta tvorba a biologický význam G-kvadruplexů a i-motivů. Představeny jsou strategie značení 19F a nejběžnější 19F sondy používané v NMR spektroskopii nukleových kyselin. Dále jsou popsány základní principy in-cell NMR spektroskopie a click chemické reakce. V experimentální části je proveden screening knihovny fluorovaných molekul za účelem jejich využití jako detekčních sond v 19F NMR spektroskopii. Nejzajímavější 19F sonda je testována na citlivost na strukturní změny, interakce DNA s ligandem a na závěr jako detekční systém v in-cell NMR spektroskopii. Výsledky ukazují použitelnost sondy in vitro pro sledování skládání DNA a in-cell pro detekci nižších koncentrací DNA s využitím 19F NMR spektroskopie.

Abstract:

This diploma thesis deals with the development of novel DNA 19F-probes applying the click-chemistry reaction as a key coupling reaction. In the theoretical part, the formation and biological relevance of G-quadruplexes and i-motifs are reviewed. The 19F-labelling strategies and the most common 19F-probes applied in NMR spectroscopy of nucleic acids are presented. Furthermore, basic principles of in-cell NMR spectroscopy and click-chemistry reaction are described. In the experimental part, a library of fluorinated molecules is screened for application as detection probes in the 19F NMR spectroscopy. The most promising 19F-probe is further tested for sensitivity to structural changes, DNA-ligand interactions, and finally as a detection system in in-cell NMR spectroscopy. The final results show the applicability of the probe in vitro for monitoring DNA folding and in-cell for detecting lower DNA concentrations by 19F NMR spectroscopy.

Keywords

nukleové kyseliny, 19F NMR spektroskopie, in-cell NMR spektroskopie, DNA-ligand interakce, G4, nucleic acids, 19F NMR spectroscopy, in-cell NMR spectroscopy, DNA-ligand interactions

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 5. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 21. 6. 2022
• Supervisor: doc. Mgr. Lukáš Trantírek, Ph.D.
• Reader: doc. RNDr. Radovan Fiala, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Genomics and Proteomics