Rekonstrukce telomerového fenotypu pomocí zpětného křížení s divokým typem a vzájemného křížení T-DNA mutantů Arabidopsis.

Bc. Martin Sivčák

Master's thesis

Reconstruction of telomere phenotype using backcross to wild type and multiple crossing of Arabidopsis T-DNA lines.

Abstract:

This diploma thesis deals with T-DNA mutant Arabidopsis thaliana plants. The work deals with telomeres, which are associated with the enzyme telomerase. Telomeres are nucleoprotein structures composed of histone octamers, telomere DNA, and associated proteins. Telomeres are located at the ends of linear chromosomes and their function is to protect the ends of chromosomes from endogenous endonucleases and to distinguish them from double-stranded DNA breaks. Telomerase is a specialized enzyme involved in telomere maintenance. However, in addition to telomerase, there is a large number of proteins and protein complexes that are involved in the maintenance and protection of telomeres. T-DNA mutant plants, which disrupt gene expression through insertion of T-DNA into the genome, are used to investigate genes that could affect this. The work is focused on the description and behavior of the mutant line exón1-p140 which possesses two T-DNA insertion sites, and of mutant lines with single T-DNA insertion in similar genomic positions. In this work I analyze the double mutants created by mutal crossing of these lines, or by crossing with the mutant exón1-p140. And the progeny of exon1-p140 after backcross to wild-type plants of ecotype Columbia. I compare the resulting genotypes with double mutants, and monitor the telomere length in these plants using the TRF method (terminal restriction fragments). The effect on telomere length was demonstrated in mutant plants that contained an insertion in the PAA1 gene. These mutant plants were the exón1-p140 mutant and the paa1 line and their hybrids if they maintained this insertion. Telomere shortening occurred in these plants. This means that the PAA1 gene plays a role in maintaining telomeres.

Abstract:

Tato diplomová práce se věnuje T-DNA mutantním rostlinám Arabidopsis thaliana. Práce se věnuje telomerám, které jsou asociovány s enzymem telomerázy. Telomery jsou nukleoproteinové struktury složené z histonových oktamerů, telomerové DNA a asociovaných proteinů. Telomery se nacházejí na koncích lineárních chromozomů a jejich funkce je chránit konce chromozomů před endogenními endonukleázami, zajišťují také jejich odlišení od dvouvláknových zlomů DNA. Telomeráza je specializovaný enzym účastnící se udržování telomer. Kromě telomerázy však existuje velké množství proteinů a proteinových komplexů, které se podílejí na udržování a ochraně telomer. Ke zkoumání genů, které by mohly mít na to vliv, jsou využívány T-DNA mutantní rostliny, ve kterých je prostřednictvím inzerce T-DNA do genomu narušena genovou expresi. Práce je zaměřena na popis a chování mutantní linie A. thaliana s dvojnásobnou T-DNA inzercí exón1-p140 a na mutantní linie s podobným nebo blízkým inzerčním místem. V práci analyzuji křížence vzniklé vzájemným křížením těchto linií mezi sebou a s mutantem exón1-p140. Totéž křížence, v kterých bylo provedeno zpětné křížení s Columbií. Vzniklé genotypy s křížení navzájem porovnávám a sleduji v nich délku telomer za pomoci metody TRF (terminal restriction fragments). Vliv na délku telomer byl prokázán u mutantních rostlin, které obsahovaly inzerci v genu PAA1. Těmito mutantními rostlinami byl námi zkoumaný mutant exón1-p140 a linie paa1 a jejich kříženci v případě, že si zachovali tuto inzerci. U těchto rostlin docházelo ke zkrácení telomer. To značí, že gen PAA1 hraje nějakou roli v udržování telomer.

Keywords

Arabidopsis thaliana, teloméry, telomeráza, TERT podjednotka, křížení, T-DNA mutantní rostliny, PAA1, délka telomér, udržovaní telomér, kríženie, T-DNA mutantné rastliny, dĺžka telomér, udržiavanie telomér, telomeres, telomerase, TERT subunit, crossing, T-DNA mutant plants, telomere length, telomere maintenance

Language used: Slovak

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

Thesis defence

• Date of defence: 20. 6. 2022
• Supervisor: Mgr. Eva Sýkorová, CSc.
• Reader: Mgr. Barbora Štefanovie, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Genomics and Proteomics