Sestavování chromatinu a stabilita genomu

Bc. Jana Baráthová

Master's thesis

Chromatin assembly and genome stability

Abstract:

Maintaining of genome stability is essential for survival and replication of cell. One of the main conditions for genome stability maintenance is proper chromatin assembly. This process is quite complicated and requires presence of guide proteins – histone chaperons. One of the most important histone chaperons during cell replication is Chromatin Assembly Factor-1 (CAF-1). It is known that dysfunction of CAF-1 caused by mutations in CAF-1 subunits FAS1 and FAS2 in Arabidopsis thaliana cause telomere shortening and loss of 45S rDNA. These mutations also induce increased level of homologous recombination, which might directly cause telomere shortening and loss of 45S rDNA. The main aim of this thesis was to better understand processes connected with telomere shortening and loss of 45S rDNA. We observed changes in lengths of telomeres and 45S rDNA sequences caused by FAS1 mutation in combination with mutation of MIM gene. MIM gene encodes SMC6B subunit (plant homolog of SMC6) of SMC5B/6B complex, which takes part in DNA repair by homologous recombination. We found out, that although dysfunction of CAF-1 caused by mutation in FAS1 causes telomere shortening and loss of 45S rDNA, mutation in MIM itself have no observable impact on these sequences. Based on these observations, we assume that either homologous recombination is not involved in telomere shortening and loss of 45S rDNA, or the function of SMC6B in homologous recombination is compensated with another redundant protein.

Abstract:

Stabilita genómu je pre bunku esenciálnou podmienkou jej prežitia a schopnosti replikácie. Jednou z podmienok udržania stability genómu je správne zostavovanie chromatínu. Tento proces je pomerne komplikovaný a vyžaduje prítomnosť pomocných proteínov – histónových chaperonov. Jedným z najdôležitejších histónových chaperonov v procese replikácie genómu je komplex CAF-1 (Chromatin Assembly Factor-1). Je známe, že dysfunkcia tohto komplexu spôsobená mutáciou vo veľkej (FAS1) a strednej (FAS2) podjednotke spôsobuje v Arabidopsis thaliana skracovanie telomér a stratu 45S rDNA. Tieto mutácie tiež zvyšuje úroveň homologickej rekombinácie, ktorá by sa na strate týchto repetitívnych sekvencií mohla priamo podieľať. Cieľom tejto práce je prispieť k pochopeniu procesu skracovania telomér a straty 45S rDNA. Sledovali sme zmenu stability chromatínu v telomérových oblastiach a v oblastiach 45S rDNA spôsobenú mutáciou v géne pre podjednotku FAS1 v kombinácií s mutáciou v géne MIM. MIM je gén kódujúci podjednotku SMC6B (rastlinný homológ SMC6) proteínového komplexu SMC5B/6B, ktorý sa aktívne zúčastňuje na oprave DNA práve homologickou rekombináciou. Zistili sme, že zatiaľ čo mutácia v géne FAS1 spôsobuje skracovanie telomér a stratu 45S rDNA, sama mutácia v géne pre SMC6B nemá na dĺžku sledovaných oblastí žiadny pozorovateľný vplyv. Na základe týchto výsledkov predpokladáme, že ku skracovaniu telomér a strate 45S rDNA buď nedochádza procesom homologickej rekombinácie, alebo môže byť funkcia proteínu SMC6B v procese homologickej rekombinácie nahradená iným redundantným proteínom.

Keywords

45S rDNA, CAF-1, chromatín, FAS1, HR, MIM, nukleozóm, komplex SMC5/6, SMC6B, teloméry

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 9. 6. 2014
• Supervisor: prof. RNDr. Jiří Fajkus, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Genomics and Proteomics