عنوان پایان‌نامه
سنتز و مطالعه برهمکنش گرافن دات GQD با DNA در تشخیص متیلاسیون DNA
- رشته تحصیلی
- نانوبیوتکنولوژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 544;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78674;کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 544;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78674
- تاریخ دفاع
- ۲۸ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- سمانه رفیعی
- استاد راهنما
- سید مرتضی حسینی
- چکیده
- فرآیند تغییرات در الگوی بیان ژن که بدون تغییر درتوالی نوکلئوتیدی DNA صورت می‌گیرد را اپی‌ژنتیک می‌نامند. متیلاسیون DNA به عنوان یک مکانیسم اپی‌ژنتیک مهم، در فرآیندهای تکاملی موجودات زنده از قبیل تنظیم رشد سلولی، تمایز سلولی، تمایز بافت‌ها، اندام‌ها و تمایز بین گونههای مختلف مهرهداران نقش حائز اهمیت ایفا میکند. فرآیند متیلاسیون DNA شامل افزودن یک گروه متیل به بازهای سیتوزین (گاهی باز آدنوزین) میباشد. متیلاسیون DNAبه محض افزودن یک گروه متیل-CH3، به کربن موقعیت پنج باز سیتوزین توسط آنزیم DNA متیلترانسفراز رخ می‌دهد. طی فرآیند متیلاسیون، سیتوزین به 5-متیل سیتوزین و آدنوزین به N6-متیل آدنین تبدیل می‌شود. این فرآیند اغلب در سکانس‌های تکراری از دو نوکلئوتید سیتوزین و گوانینCpG)) که در محل پروموتور ژن‌ها قرار گرفتهاند، رخ می‌دهد. متیلاسیون DNA می‌تواند ساختار و در نتیجه عملکرد پروتئینهای بدن را تغییر دهد. همانطور که متیلاسیون برای عملکرد طبیعی بدن لازم است، متیلاسیون نابجای DNA نیز می تواند موجب اختلال عملکرد سلول ها شود و فعالیت ژنی در سطح سلولی را کاهش یا افزایش دهد. اشکال نابجای متیلاسیونDNA به عنوان نشانگرهای زیستی در انواع سرطان ها شناخته شده است و از این جهت در سالهای اخیر بسیاری از تلاش های تحقیقاتی به یافتن روشی کارآمد برای تشخیص متیلاسیون DNA اختصاص یافته است. بنابراین، یافتن روشی ساده، حساس، تکرارپذیر و در عین حال ارزان برای تشخیص متیلاسیون DNA با منظور پیشبینی و تشخیص سرطان در مراحل اولیه، حائز اهمیت میباشد. از آنجا که ژن APC به عنوان یک ژن سرکوبکننده تومور عمل می نماید، بررسی متیلاسیون آن در تشخیص سرطان می‌تواند راه‌گشا باشد. در این پژوهش، برهمکنش نقاط کوانتومی گرافن با DNA متیله و غیرمتیله با استفاده از فلورواسپکتروفوتومتری مورد بررسی قرار گرفته شده است. با استفاده از میکروسکوپ TEM اندازه نقاط کوانتومی گرافن سنتز شده، صفحاتی با پهنای 15 نانومتر و ضخامت 0/5 تا 2 نانومتر تعیین شده است. نقاط کوانتومی گرافن با اتصال درجی در قسمت شیار بزرگ DNA غیرمتیله و متیله قرار گرفت، در طیف فلوروسانس و جذب و CD تفاوت آشکار بین دو نوع DNA دیده می‌شود به این ترتیب، با استفاده از روشی سریع و آسان با استفاده از دستگاه فلورواسپکتروفومتر قادر به تشخیص متیلاسیون DNA خواهیم بود.
- Abstract
- Epigenetic refers to the study of genetic alteration that is not similar to common DNA changes such as mutation or any modification in DNA sequence. It involves specific chemical reaction that influences gene expression through addition of specific chemical group such as methyl، phosphor and acetyl groups to DNA or histon proteins. Among them، DNA methylation is a well-studied epigenetic modification that regulates gene expression and gene silencing. This process includes covalent addition of a methyl group occurs generally in cytosine within a CpG dinucleotide could cause gene silencing. CpGs are concentrated in large clusters called CpG islands normally present in promoter region. DNA methylation occurs naturally in mammalian cells by two mechanisms: maintenance methylation and de novo methylation. Maintenance methylation perform methylation in DNA strands by the methyltransferase enzyme 1 (DNMT1) in the presence of hemimethylated DNA sequence. It is worthy to know that the DNMT1 activation is limited to the presence of methylated single stranded DNA that plays a role as a template to restore the symmetric methylation on the two DNA strands. De novo methylation which is independence of presence of template methylated DNA carries out by the DNMT 3a and DNMT3b. This behavior undergoes in healthy cells as a part of normal developmental process، for example in inactivation of specific genes such as X chromosome genes of women، germline and tissue specific genes. On the other hand aberrant DNA methylation can cause serious problem in human beings. For example it has great influence on occurrence and establishment of diseases such as schizophrenia، cardiovascular diseases، and different cancers including sarcomas، lung cancer، colon cancer، breast cancer، ovarin cancer، urological cancer، Hodgkin lymphoma and leukemia. Thus، many research efforts recently focused on the detection of these epigenetics for both early cancer diagnoses and prognoses.In this study for the first time we used the direct detection method for discrimination between methylated and unmethylated DNA based on their interaction with GQD in order to prepare a probe for methylation detection. The present study is different from previous methods which are based on bisulfite treatment and PCR reaction. Keywords: Epigenetic، DNA methylation ، GQD
