Redoxní procesy guaninu jako nástroj studia struktury krátkých oligonukleotidů

Bc. Aneta Večeřová

Diplomová práce

Redox processes of guanine as a tool studying the structure of short oligonucleotides

Anotace:

Cílem diplomové práce bylo nalézt vztah mezi strukturou oligonukleotidů a redoxními signály guaninů obsažených v jejich řetězcích. Jedním z těchto signálů je chemoreverzibilní oxidační pík guaninových zbytků, jenž je dosažitelný po jejich předchozí redukci na rtuťových elektrodách a dává za určitých podmínek vzniknout oxidačnímu dvojpíku. Příčina vzniku tohoto dvojpíku je dosud neznámá, proto záměrem této diplomové práce bylo objasnění jeho původu. Díky novému přístupu, který kombinuje prvky chronoamperometrie a voltametrie, se zjistilo, že původ oxidačního dvojpíku spočívá v oxidaci DNA ve dvou různých adsorpčních konformacích, jež jsou řízeny repulzní interakcí. V rámci této práce se našly nové možnosti využití oxidačních signálů guaninových zbytků na rtuťových elektrodách, které mohou sloužit jako ukazatel strukturních vlastností nukleových kyselin. Prokázalo se, že nejen rtuťové, ale i uhlíkové elektrody mají potenciál stát se nástroji pro strukturní analýzu DNA a jejich hlubší studium bude součástí dalšího výzkumu.

Abstract:

The aim of the diploma thesis was to find the relationship between the structure of oligonucleotides and redox signals of guanines included in their chains. One of these signals is the chemoreversible oxidation peak of guanine moieties, which is obtainable after their previous reduction at mercury electrodes and gives under certain conditions rise to an oxidation double‑peak. The cause of this double‑peak generation is still unknown, therefore the aim of this thesis was a clarification of its origin. Thanks to the novel approach, which combines the elements of chronoamperometry and voltammetry, it was determined that the origin of guanine oxidation double-peak lies in the oxidation of DNA in two different adsorption conformations, which are controlled by the repulsive interaction. Within this thesis, new utilizations of guanine oxidation signals at mercury electrodes, which may serve as an indicator of structural properties of nucleic acids, were discovered. It was demonstrated that not only mercury, but also carbon electrodes have the potential to become the tools for structural analysis of DNA and their deeper study will be a part of the further research.

Keywords

guaninové oxidační signály, oligonukleotidy, rtuťová elektroda, uhlíková elektroda, inosin, guanine oxidation signals, oligonucleotides, mercury electrode, carbon electrode, inosine

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 3. 5. 2017

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 20. 6. 2017
• Vedoucí: prof. RNDr. Libuše Trnková, CSc.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Chemie / Fyzikální chemie