Rozprawy doktorskie IFJ PAN (Doctoral dissertations of IFJ PAN)
Permanent URI for this collection
Browse
Browsing by Author "Barańska, Małgorzata"
Results Per Page
Sort Options
Item Badanie wpływu promieniowania jonizującego na strukturę chromatyny z wykorzystaniem nanospektroskopii molekularnej(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Science, 2019) Borkowska, Anna; Kwiatek, Wojciech M.; Lipiec, Ewelina; Barańska, Małgorzata; Gruszecki, WiesławSTRESZCZENIE Struktura chromatyny umożliwia upakowanie DNA, w którego nici jest zapisana informacja genetyczna. Chromatyna występuje na różnych poziomach organizacji. Na najniższym poziomie organizacji występuje w postaci nukleosomów, a na najwyższym poziomie organizacji w postaci chromosomów metafazowych. Ze względu na kluczową rolę chromatyny w organizacji DNA, został zbadany wpływ metylacji DNA i histonu H3 na jej strukturę chemiczną. Ponadto, został także zbadany udział euchromatyny i heterochromatyny w powstawaniu uszkodzeń w wyniku oddziaływania z wiązką protonów, co ma istotne znaczenie dla radioterapii. Do badań struktury molekularnej chromatyny zostały wykorzystane dwie techniki nanospektroskopii molekularnej: spektroskopia Ramana wzmocniona na ostrzu sondy skanującej (TERS, ang. Tip- Enhanced Raman Spectroscopy) oraz spektroskopia w zakresie podczerwieni połączona z mikroskopią sił atomowych (AFM – IR, ang. Atomic Force Microscopy Infrared Spectroscopy). Spektroskopia TERS umożliwiła zbadanie wpływu metylacji zarówno DNA, jak i histonu H3 na strukturę chemiczną chromatyny na najniższym poziomie jej organizacji- pojedynczego nukleosomu. Za pomocą spektroskopii AFM – IR, wykonano pomiary pojedynczych chromosomów metafazowych człowieka, czyli chromatyny na najwyższym poziomie jej organizacji. Na bazie przedstawionych w poniższej rozprawie wyników TERS, na podstawie zmiany intensywności pasma charakterystycznego dla wib. zasad A, C i G oraz δ(CH), a także C=C (1487 cm-1), zidentyfikowano dwie różne struktury nukleosomów: 1) charakteryzującą się brakiem obecności pasma dla liczby falowej 1487 cm-1 w przypadku liniowego DNA faga λ (głównie konformacja A) oraz 2) charakteryzującą się obecnością pasma dla liczby falowej 1487 cm-1 w przypadku kolistego DNA (pUC19, współistnienie konformacji A i B). Zanik intensywności pasma na pozycji spektralnej 1487 cm-1 został powiązany z powstawaniem wiązania wodorowego pomiędzy końcem NH2 kationowych reszt histonów z azotem N7 zasady guaninowej DNA w większym rowku DNA. Ponadto, w oparciu o otrzymane wyniki, stwierdzono, że na strukturę nukleosomów najistotniejszy wpływ ma konformacja DNA. Za pomocą spektroskopii AFM – IR zweryfikowano wpływ organizacji i budowy chemicznej chromatyny na powstawanie aberracji chromosomowych w wyniku oddziaływania z wiązką protonów. Pokazano, że procesy powstawania uszkodzeń radiacyjnych oraz ich naprawy prowadzące do powstania chromosomów dicentrycznych oraz pierścieniowych zachodzą głównie w euchromatynie. Podsumowując, badania nanospektroskopowe chromatyny na najniższym i najwyższym poziomie jej organizacji, umożliwiły lepsze wyjaśnienie i zrozumienie zmian spektroskopowych związanych z metylacją lub typem/konformacją DNA. Umożliwiły one także zbadanie czułości euchromatyny i heterochromatyny na uszkodzenia związane z oddziaływaniem z wiązką protonów.