Interakce proteinů shelterinu s telomerickou DNA

Mgr. Jana Pavloušková, Ph.D.

Bachelor's thesis

Interactions of shelterin proteins with telomeric DNA

Abstract:

Telomerové proteiny jsou nezbytné pro vytvoření specifických struktur na koncích chromozomů. U člověka jsou tyto struktury tvořeny proteiny shelterinového komplexu. Shelterinový komplex aktivně mění strukturu telomerické DNA a tím se podílí na regulaci délky telomer. Lidský shelterinový komplex obsahuje šest telomerových proteinů. Dva z nich se vážou na dvouřetězcovou DNA (TRF1, TRF2) a jeden protein (POT1) na jednořetězcovou DNA. DNA-vazebné proteiny jsou propojeny třemi dalšími proteiny (TIN2, Rap1 a TPP1) prostřednictvím protein-proteinových interakcí. V této práci byla studována stechiometrie vazby proteinu TRF2 na telomerickou DNA metodou gelové retardační analýzy. Bylo potvrzeno, že průměrně tři až čtyři monomerní jednotky proteinu TRF2 se vážou na dvě repetice telomerické DNA. Dále byl popsán vliv přítomnosti shelterinových proteinů TIN2 a Rap1 na tvorbu multimerních komplexů proteinu TRF2. Detailní poznatky o struktuře a funkci proteinů shelterinu jsou klíčové pro objasnění způsobů regulace délky telomer. Tyto poznatky mohou přispět k vývoji molekulárních strategií vedoucích ke zvýšení aktivity nebo naopak inhibici telomerázy. Informace o struktuře a funkci telomerových proteinů a jejich vlivu na regulaci délky telomer mohou být využity pro selektivní léčbu nádorových tkání.

Abstract:

Telomeric proteins are essential for the establishment of specific structures at the ends of chromosomes. In human body, these structures are formed by proteins of shelterin complex. Shelterin complex actively changes the structure of telomeric DNA and thereby contributes to the regulation of telomere length. Human shelterin complex consists of six telomere proteins. Two proteins bind to double-stranded DNA (TRF1, TRF2) and one protein (POT1) binds to single-stranded DNA. The DNA-binding proteins are linked to three other proteins (TIN2, Rap1 and TPP1) through protein-protein interactions. This study describes stoichiometry of protein TRF2 binding to telomeric DNA using electrophoretic mobility shift assay. It was confirmed that on average from three to four monomer units of protein TRF2 bind to two repeats of telomeric DNA. The effects of the presence of proteins TIN2 and Rap1 for the assembly of multimeric complexes of protein TRF2 were also described. Detailed knowledge of shelterin protein structures and functions are crucial for understanding of telomere length regulation. The new findings may contribute to development of new molecular strategies for the activation or inhibition of telomerase. Information about structure and function of telomeric proteins and their effects for telomere length regulation can be used to design new approaches for selective treatment of tumor tissues.

Keywords

shelterin, telomery, telomeráza, interakce protein-DNA

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 5. 2010

Thesis defence

• Date of defence: 17. 6. 2010
• Supervisor: doc. Mgr. Ctirad Hofr, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Applied Biochemistry / Applied Biochemistry