Kvantitativní popis interakcí DNA vazebných proteinů

Mgr. Martin Stojaspal

Bachelor's thesis

Quantitative description of DNA-binding protein interactions

Abstract:

Telomery jsou nukleoproteinové struktury na koncové části eukaryotických chromozomů obsahující lineární DNA. Jejich hlavní funkcí je ochrana chromozomálních konců před jejich degradací, spojováním či nežádoucí opravou reparačními mechanismy buňky. Na této ochraně se podílí telomerové proteiny. V lidských buňkách jsou to především proteiny shelterinového komplexu. Shelterinový komplex má také vliv na regulaci délky telomer. To je důležité, jelikož se telomery zkracují při každé replikaci DNA. Enzym telomeráza prodlužuje telomery přidáváním volných nukleotidů na jejich konce. Tento enzym je aktivní ve většině nádorů, proto slouží jako indikátor pro diagnózu rakovinné transformace tkáně. Shelterinové proteiny regulují přístup enzymu telomerázy na telomerickou DNA tvorbou lasovitých struktur nazývaných T-smyčky. Řízené snížení aktivity telomerázy zprostředkované shelterinovými proteiny může výrazně přispět k zastavení nádorového bujení. Tato práce se zabývá studiem interakcí proteinů shelterinového komplexu TRF1 a TRF2 s telomerickou DNA. Pro popis stechiometrie interakce protein:DNA byla použita gelová retardační analýza. Metoda anizotropie fluorescence byla využita ke kvantitativnímu stanovení vazebných konstant. Získané poznatky mohou přispět k lepšímu pochopení funkce proteinů shelterinového komplexu, a tím i vlivu na regulaci délky telomer. To může být využito při navrhování nových způsobů léčby nádorových onemocnění.

Abstract:

Telomeres are nucleoprotein structures at the end of eukaryotic chromosomes containing linear DNA. The telomere´s main function is to protect chromosome ends from their degradation, fusion and unwanted recognition by reparation mechanism of cells. The telomere protection is mediated by telomeric proteins, especially by proteins of shelterin complex. Shelterin complex takes part in regulation of telomere length. It is important because during each DNA replication telomeres shorten. The enzyme called telomerase extends telomeres by adding of nucleotides to their ends. Telomerase is active in most tumors. Telomerase activity serves as a marker for diagnoses of cancer transformation of tissues. Shelterin proteins regulate telomerase access to telomeric DNA by creating T-loops. Controlled reduction of telomerase activity mediated by shelterin proteins can help to stop tumor growth. This study is focused on interactions of shelterin proteins TRF1 and TRF2 with telomeric DNA. The electrophoretic mobility shift assay was used for a description of stechiometry of interactions. Quantitative characterizations of binding constants were carried out by using fluorescence anisotropy measurements. The obtained results may contribute to a better understanding of functions of shelterin complex proteins and their contributions to the regulation of telomere length. This could be employed in designing of new approaches to cancer treatment.

Keywords

Proteiny, shelterin, TRF1, TRF2, DNA, interakce, telomery, telomeráza

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 5. 2013

Thesis defence

• Date of defence: 19. 6. 2013
• Supervisor: doc. Mgr. Ctirad Hofr, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry