Strukturní analýza bázových párů v DNA

Bc. Anežka Tichá

Bakalářská práce

Structural Analysis of Base Pairs in DNA

Anotace:

Práce se zaměřuje na studium strukturních vlastností kanonických a nekanonických DNA párů bází. Pochopení struktury nekanonických bázových párů je důležité pro porozumění jejich opravných mechanismů. Analýza byla provedena na párech, které byly získány ze všech experimentálních struktur obsahujících DNA v PDB databázi. Analýza 8 029 struktur byla provedena automatizovaně programem v jazyce Python vytvořeným při řešení práce. Vlastní výpočet strukturních parametrů byl uskutečněn pomocí standardního nástroje 3DNA. Výsledkem byla klasifikace bázových párů a dále strukturní parametry Opening a Shear. Tyto parametry byly srovnány s publikovanými plochami volných energií popisujících termodynamickou stabilitu jednotlivých bázových párů. Skupiny párů, které neodpovídaly energeticky výhodným oblastem, byly následně detailněji charakterizovány. Jednalo se především o páry ze struktur výrazně odlišných od B-DNA.

Abstract:

This work focuses on the study of the structural properties of canonical and non-canonical DNA base pairs. Understanding non-canonical base pair structure is essential for knowledge of DNA repair mechanisms. Analysis was done on base pairs obtained from experimental structures containing DNA found in the PDB database. Analysis of 8 029 structures was done by Python program, which was made during this work. Structural parameters were calculated by the standard 3DNA tool. As a result, base pairs were classified, and their structural parameters Opening and Shear were determined. These parameters were compared to published free energy surfaces, which describe the thermodynamic stability of each base pair. Groups of pairs outside energy-favourable areas were then characterized in more detail. It was found that these pairs were usually from non-B-DNA structures.

Klíčová slova

Struktura DNA, párování bází, 3DNA, Shear, Opening, PDB, MMR, volná energie, DNA structure, base pairing, free energy

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 1. 6. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 8. 7. 2021
• Vedoucí: RNDr. Petr Kulhánek, Ph.D.
• Oponent: Mgr. Jan Novotný, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Biochemie / Chemoinformatika a bioinformatika