Vazba proteinů rodiny p53 na nukleozomální DNA

Bc. Aneta Krejčí

Master's thesis

Interaction of p53 family proteins with nucleosomal DNA

Abstract:

Superhelicita DNA výrazně ovlivňuje strukturu chromatinu, iniciaci transkripce, genovou expresi a další elementární procesy v buňce. V kontextu chromatinu superhelicita a vazba nukleozomů výrazně zasahuje do interakcí transkripčních faktorů s DNA. Proteiny p53, p63 a p73 jsou významnými transkripčními faktory díky jejich schopnosti sekvenčně specifické vazby na DNA. Vysoká homologie mezi DNA vazebnými doménami všech tří proteinů umožňuje proteinům p63 a p73 vázat se sekvenčně specificky na vazebná místa na DNA pro p53, která obsahují specifickou konsensní sekvenci. Regulují řadu společných, ale i jedinečných cílových genů. Kromě regulace buněčné odpovědi na vnější i vnitřní stresové signály, které vedou k zastavení buněčného cyklu, senescenci nebo apoptóze, je role proteinu p63 především v regulaci vývoje epitelových tkání, zatímco protein p73 zastává významnou úlohu při vývoji a diferenciaci neuronů. V této práci se za využití elektroforetických a imunoprecipitačních metod zabýváme vlivem přítomnosti nukleozomů na vazbu všech tří proteinů p53, p63 a p73 na modelu superhelikální DNA s nebo bez nukleozomů, ve které mohou nukleozomy ovlivňovat také topologii DNA. Byl zkoumán její vliv a výskyt strukturních motivů DNA (triplexů, kvadruplexů a křížových struktur) na rozpoznání superhelikální DNA studovanými proteiny. Zjistili jsme, že všechny tři proteiny rozpoznávaly superhelikální DNA v přítomnosti nukleozomů i bez nich. Navíc se ukázalo, že topologie DNA, přítomnost konsensní sekvence a alternativních struktur DNA má vliv na jejich interakce s DNA.

Abstract:

DNA supercoiling strongly affects chromatin structure, transcription initiation, gene expression and other fundamental cell processes. Supercoiling and nucleosomal binding interfere significantly in interactions of transcription factors with DNA in the context of chromatin. Due to their ability of sequence-specific DNA binding, p53, p63 and p73 proteins are important transcription factors. High homology between the core domains of all three proteins enables p63 and p73 proteins to bind in sequence-specific manner to p53 DNA binding sites containing specific consensus sequence. They regulate number of common but also unique target genes. Besides the regulation of cell response to extrinsic and inner stress signals leading to cell cycle arrest, senescence or apoptosis, the p63 role is primarily in regulation of epithelial tissue development and p73 plays a critical role in neuronal development and differentiation. Using electroforetic and immunoprecipitation methods, in this thesis we deal with the influence of nucleosome presence on all three p53, p63 and p73 proteins binding which was studied on the model of supercoiled DNA with or without nucleosomes that can also influence the DNA topology. The effects connected to DNA topology and occurance of DNA stucture motifs (triplexes, quadruplexes and cruciforms) on recognition of supercoiled DNA by studied proteins were examined. We found out that all three proteins recognized supercoiled DNA with and without nucleosomes. Furthermore, DNA topology, presence of consensus sequence and occurence of DNA structure motifs were found as important factors influencing protein-DNA interactions.

Keywords

rodina p53, chromatin, p63, p73, interakce s DNA, p53 family, interactions with DNA

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 5. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2015
• Supervisor: Mgr. Marie Brázdová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Genomics and Proteomics