Komplexy miRNA s cílovou RNA sekvencí

Abstract

miRNA jsou krátké molekuly RNA post-transkripčně regulující genovou expresi prostřednictvím vazby na cílovou mRNA. Z toho pak plyne vztah miRNA k řadě fyziologických dějů a nejrůznějším onemocněním, např. některým nádorům či virovým infekcím. V této diplomové práci byly studovány teplotně indukované rozpady oligonukleotidových duplexů simulujících vazbu miRNA na příslušnou mRNA. Pro tyto účely byly využity techniky UV absorpční spektroskopie a spektroskopie Ramanova rozptylu. Měřeny byly teplotně závislé série spekter, které pak dále byly zpracovány pomocí faktorové analýzy. Záměrem bylo interpretovat stanovené hodnoty termodynamických parametrů ve vztahu ke stabilitě duplexů a vlivu vnitřních struktur v těchto komplexech. Také byla testována vhodnost použitého přístupu pro studium komplexů oligonukleotidů. Ukázalo se, že na základě faktorové analýzy teplotně závislých sérií UV spekter lze dobře určit termodynamické parametry rozpadu duplexů. Ramanova spektra jsou zatížena velkou chybou, přesto na nich lze pozorovat některé strukturní změny spojené s přechodem. Bylo zjištěno, že výduť přítomná ve studovaném komplexu snižuje flexibilitu tohoto duplexu i energetickou výhodnost jeho vzniku.

miRNAs are short non-coding RNA molecules which play role in post-transcriptional regulation of gene expression. Thus, miRNAs are related to a variety of physiological processes and diseases, e.g. some tumours or viral infections. In this diploma thesis we studied temperature-induced dissociation of complexes that simulated pairing of miRNA with target mRNA. For these purposes we used UV absorption spectroscopy and Raman spectroscopy. Measured spectra were then treated by means of a factor analysis. The aim of the thesis was to determine thermodynamic parameters of the complexes dissociation and to clarify how inner loops and bulges affect the stability of oligonucleotide duplexes. Also, we have tested the suitability of the used approach for study of oligonucleotide complexes. We have shown that factor analysis of temperature dependent UV absorption spectra is a proper base to determine thermodynamic parameters of the duplex dissociation. Raman spectra were affected by large errors, nevertheless they enabled to observe some structural changes related to the transition. It has been shown that the bulge loop present in the studied complex reduces both its flexibility and the energetic preference of its formation.