Analýza repetitivní DNA v eukaryotických genomech

Bc. Veronika Ihradská

Diplomová práce

Analysis of repetitive DNA in eukaryotic genomes

Abstract:

This diploma thesis is focused on repetitive DNA in plant genomes - genus Allium. In particular, the identification, characterization and quantification of the repeats in A. cepa, A. sativum and A. ursinum is lacking. At the beginning of this work the findings from the current literature on the classification, significance, function and characterization of repetition are summarized, including unusual telomeric sequences. In the practical part of this work, localization of the telomeric sequence on metaphase chromosomes A. sativum (2n = 16) was declared for the first time. A comparative study of repetitive DNA in A. cepa and A. sativum, which are evolutionarily close, and in the species A. ursinum, which is from the two evolutionarily remote, was done using the RepeatExplorer and Tandem Repeats Finder. Selected identified tandem repeats were localized by fluorescence in situ hybridization (FISH) on metaphase chromosomes and their abundancy in the genome was estimated by dot-blot. The results of this work show that the telomeric sequence 5´-(CTCGGTTATGGG)n-3´ is detected by FISH in A. sativum exclusively at the ends of the chromosomes without the presence of interstitial telomeric loci. From a detailed analysis of tandem repeats TRFi, tandem VRP 234,235 (0,0217% genome) was species-specific for A. ursinum, tandem VRP 58,59 (0,0129% A. cepa, 0,0425% A. sativum and 0,0068% A. ursinum), VRP 210,211 (0,00002% A. cepa, 0,0001% A. sativum and 0,0082% A. ursinum) a VRP 212,213 (0,0337% A. cepa, 0,0014% A. sativum and 0,0017% A. ursinum) common for distant evolutionary lines (together for all three species) and tandem VRP 214,215 (0,0038% genome of A. cepa), VRP 232,233 (0,0337% genome of A. cepa) a VRP 236,237 (0,0157% genome of A. sativum) specific for the third evolutionary line.

Abstract:

Tato diplomová práce je zaměřena na repetitivní DNA v genomech rostlin – rodu Allium. Konkrétně se zabývá identifikací, charakterizací a kvantifikací repetic u A. cepa, A. sativum a A. ursinum. V úvodu této práce jsou shrnuty poznatky ze současné literatury o klasifikaci, významu, funkci a charakterizaci repetic včetne neobvyklých telomerových sekvencí. V praktické části této práce je vůbec poprvé provedena lokalizace telomerické sekvence na metafázních chromozomech A. sativum (2n = 16). Komparativní studie repetitivní DNA v genomu A. cepa a A. sativum, které jsou si evolučně blízké a v genomu A. ursinum, který je od zmíněných dvou evolučně vzdálený, byla provedena pomocí nástroje RepeatExplorer a Tandem Repeats Finder. Vybrané identifikované tandemové repetice byly lokalizovany pomocí fluorescenční in situ hybridizace (FISH) na metafázních chromozomech a jejich relativní podíl v genomu byl odhadnut pomocí dot-blotu. Z výsledků této práce vyplýva, že telomerová sekvence 5´-(CTCGGTTATGGG)n-3´ je pomocí FISH u A. sativum detekovatelná výhradně na koncích chromozomů bez přítomnosti intersticiálních telomerových lokusů. Z detailní analýzy tandemoných repetic TRFi byly identifikovány tandem VRP 234,235 (cca 0,0217% genomu) druhově specifický pro A. ursinum, tandem VRP 58,59 (0,0129% genomu A. cepa, 0,0425% genomu A. sativum a 0,0068% genomu A. ursinum), VRP 210,211 (0,00002% genomu A. cepa, 0,0001% genomu A. sativum a 0,0082% genomu A. ursinum) a VRP 212,213 (0,0337% genomu A. cepa, 0,0014% genomu A. sativum a 0,0017% genomu A. ursinum) pro společné i vzdálené evoluční linie (společne pro všechny tři druhy) a tandem VRP 214,215 (cca 0,0038% genomu A. cepa), VRP 232,233 (cca 0,0337% genomu A. cepa) a VRP 236,237 (cca 0,0157% genomu A. sativum) specifický pro třetí evoluční linii.

Klíčová slova

genom, repetice, FISH, dot-blot, RepeatExplorer, genome, repetitive

Jazyk práce: slovenština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 14. 5. 2018

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 18. 6. 2018
• Vedoucí: Mgr. Vratislav Peška, Ph.D.
• Oponent: Mgr. Michal Franek, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biochemie / Genomika a proteomika