Praca doktorska
Ładowanie...
Oddziaływanie syntetycznych oligomerów z rybosomowym RNA
| dc.abstract.pl | Synthetic oligomers of nucleic acids, also called oligonucleotides, are short (typically a few to several nucleotides) nucleic acid strands of potential therapeutic and diagnostic applications. First studies describing the interactions of synthetic oligonucleotides with the RNA of living organisms were presented at the end of the eighties of the twentieth century. Currently, the most commonly used oligomers are modifications of natural nucleic acids that exhibit increased stability in a cellular environment and enhanced stability of the complexes formed with RNA and DNA. This thesis describes the studies of the interactions of 2'-O-methylated RNA and peptide nucleic acid (PNA) oligomers with a functionally important fragment of ribosomal RNA (rRNA). The investigated rRNA region is the so called ribosomal A-site, which serves key functions in the process of translation. This region is mainly responsible for the compliance of the sequences of polypeptide chains synthesised in ribosomes with the information contained in the mRNA template. The research presented in the thesis includes a comparison of the prokaryotic and eukaryotic ribosomal A-site models as well as characteristics of the interactions of 2'-Omethylated RNA and PNA oligonucleotides with rRNA. The studies were performed with the use of molecular dynamics simulations and experimental methods: absorption and fluorescence spectroscopy, isothermal titration calorimetry and gel electrophoresis. Initial studies employing molecular dynamics revealed the lack of appropriate tools for the analysis of nucleic acids simulations. Therefore, an automatic tool for analysing threedimensional structures of RNA and DNA molecules, their full-atom molecular dynamics trajectories or other conformation sets, was created. The presented work is a part of a bigger project, which aims to design effective inhibitors of bacterial proteins translation, based on the synthetic oligonucleotides. The thesis consists of five parts. In the first part, the structure and properties of 2'- O-methylated RNA and PNA oligomers are discussed as well as biological aspects of the study. The second part describes the employed computational and experimental methods. In the third part a novel tool, for the analysis of molecular dynamics trajectories of nucleic acids “MINT” (Motif Identifier for Nucleic Acids Trajectory), is presented. The fourth part describes the results of the computational and experimental studies of the prokaryotic and eukaryotic rRNA models and the interactions of the 2'-O-methylated RNA oligonucleotides with these models. The fifth part is dedicated to the investigation of the potential use of molecular dynamics simulations for prediction of the structural properties and thermal stability of PNA-RNA complexes. |
| dc.abstract.pl | Syntetyczne oligomery kwasów nukleinowych, inaczej oligonukleotydy, to krótkie (zazwyczaj od kilku do kilkudziesięciu nukleotydów) nici kwasów nukleinowych o potencjalnych zastosowaniach terapeutycznych i diagnostycznych. Początek badań nad oddziaływaniami syntetycznych oligonukleotydów z RNA żywych organizmów przypada na koniec lat osiemdziesiątych XX wieku. Obecnie, najczęściej wykorzystywane są oligomery będące modyfikacjami naturalnych kwasów nukleinowych, które cechują się podwyższoną stabilnością w środowisku komórkowym i większą stabilnością tworzonych kompleksów. W przedstawionej pracy badane były oddziaływania oligomerów 2'-O-metylowanego RNA i peptydowego kwasu nukleinowego (PNA) z ważnym funkcjonalnie fragmentem rybosomowego RNA (rRNA) - tzw. miejscem A, które pełni kluczowe funkcje w procesie translacji. Odpowiada ono m.in. za zgodność sekwencji powstających w rybosomie łańcuchów polipeptydowych białek z informacją zawartą w matrycy mRNA. Opisane w pracy badania objęły porównanie właściwości modeli prokariotycznego i eukariotycznego rybosomalnego miejsca A oraz scharakteryzowanie oddziaływań oligonukleotydów 2'-O-metylowanego RNA i PNA z modelowymi fragmentami rRNA. W badaniach wykorzystane zostały obliczenia dynamiki molekularnej, oraz metody eksperymentalne: spektroskopia absorpcyjna i fluorescencyjna, izotermiczne miareczkowanie kalorymetryczne i elektroforeza żelowa. Wstępne badania z wykorzystaniem dynamiki molekularnej ujawniły brak odpowiednich narzędzi do analizy symulacji struktur kwasów nukleinowych. W związku z tym, stworzony został program do analizy struktur kwasów nukleinowych pod kątem charakterystycznych dla nich oddziaływań krótko- i dalekozasięgowych występujących między nukleotydami. Przeprowadzone w ramach pracy badania to część szerszego projektu, którego celem jest stworzenie nowych związków terapeutycznych, opartych o syntetyczne oligonukleotydy. Związki te, wiążąc się z wysoką specyficznością do funkcjonalnych miejsc rybosomów będą zapobiegały syntezie białek bakteryjnych. Przedstawiana praca składa się z pięciu części. W części pierwszej przedstawiono budowę i właściwości 2'-O-metylowanego RNA oraz PNA, oraz omówiono szerzej biologiczny aspekt pracy. Druga część stanowi opis wykorzystywanych metod obliczeniowych i doświadczalnych. W części trzeciej przedstawiony został program do analizy trajektorii dynamiki molekularnej kwasów nukleinowych MINT (ang. Motif Identifier for Nucleic Acids Trajectories). W części czwartej opisane zostały wyniki teoretycznych i doświadczalnych badań modeli prokariotycznego i eukariotycznego rRNA oraz oddziaływań oligonukleotydów 2'-O-metylowanego RNA z tymi modelami. Część piąta poświęcona jest badaniom możliwości wykorzystania obliczeń dynamiki molekularnej do przewidywania właściwości strukturalnych i stabilności termicznej kompleksów PNA z RNA. |
| dc.affiliation.department | Wydział Fizyki |
| dc.contributor.author | Jasiński, Maciej |
| dc.date.accessioned | 2017-05-30T00:05:34Z |
| dc.date.available | 2017-05-30T00:05:34Z |
| dc.date.defence | 2017-06-12 |
| dc.date.issued | 2017-03-29 |
| dc.description.osid | 212712 |
| dc.description.promoter | Trylska, Joanna |
| dc.description.promoter | Stolarski, Ryszard |
| dc.identifier.apd | 16071 |
| dc.identifier.uri | https://repozytorium.uw.edu.pl//handle/item/2127 |
| dc.language.iso | pl |
| dc.rights | ClosedAccess |
| dc.subject.en | RNA |
| dc.subject.en | rRNA |
| dc.subject.en | PNA |
| dc.subject.en | 2'-O-Me RNA |
| dc.subject.en | oligomers |
| dc.subject.en | oligonucleotides |
| dc.subject.en | ribosomal RNA |
| dc.subject.en | peptide nucleic acid |
| dc.subject.en | molecular dynamics |
| dc.subject.en | A site |
| dc.subject.en | Motif Identifier for Nucleic Acids Trajectory |
| dc.subject.en | MINT |
| dc.subject.pl | RNA |
| dc.subject.pl | rRNA |
| dc.subject.pl | PNA |
| dc.subject.pl | 2'-O-Me RNA |
| dc.subject.pl | oligomery |
| dc.subject.pl | oligonukloetydy |
| dc.subject.pl | rybosomowe RNA |
| dc.subject.pl | peptydowy kwas nukleinowy |
| dc.subject.pl | dynamika molekularna |
| dc.subject.pl | miejsce A |
| dc.subject.pl | MINT |
| dc.title | Oddziaływanie syntetycznych oligomerów z rybosomowym RNA |
| dc.title.alternative | Interactions of synthetic oligomers with ribosomal RNA |
| dc.type | DoctoralThesis |
| dspace.entity.type | Publication |