Studium lokálních změn ve stabilitě dvoušroubovice DNA po methylaci cytosinu pomocí jaderné magnetické rezonance

Abstract

Metylace cytosinu v CpG dinukleotidech hraje významnou roli při regulaci genové exprese a diferenciaci buněk. Oligonukleotidy s CpG motivem po metylaci příliš nemění svoji prostorovou strukturu, je však značně ovlivněna stabilita dvoušroubovice. V této práci je pomocí jaderné magnetické rezonance studováno tání duplexu DNA dvou selfkomplementárních oligonukleotidů o složení CAAC GTTG a CAAm5C GTTG liších se pouze metylací centrálního cytosinu. Za tímto účelem byla změřena NMR spektra 1H v rozsahu teplot (276-350)K. Fitováním spektrálních čar bázových vodíků s ohledem na probíhající chemickou výměnu mezi duplexy a samostatnými vlákny byly získány rovnovážné i kinetické parametry tání duplexu nezávisle pro jednotlivé rezonance. Metylace cytosinu v centrálním CpG motivu zvyšuje teplou tání, a to pro každý bázový pár. To poukazuje na vysokou míru kooperativity při tvorbě a rozpadu duplexu v celé molekule měřeného osmimeru. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Cytosine methylation in CpG dinucleotides plays an important role in regulation of gene expression and cell differentiation. The structure of DNA double-helix is only weakly affected by cytosine methylation in CpG containing oligonucleotides, but a significant change of the duplex stability is caused. In this thesis, the melting preoperties of two self-complementary oligonucleotides CAAC GTTG and CAAm5C GTTG are studied using nuclear magnetic resonance spectroscopy. We measured 1H spectra at temperature range (276-350)K. The equilibrium and kinetic parameters of chemical exchange between duplexes and single strands were obtained by fitting the spectral lineshapes. Methylation of cytosine in the central CpG dinucleotide increases the melting temperature of each base pair. Thus, a high degree of cooperativity during chemical exchange is observed in our samples. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)