Biophysics and bioinformatics of genomic DNA fragments very rich in guanine and adenine
Project goals
We will perform a bioinformatic analysis of the human, chimp and other genomes to identify and localize the longest blocks with an extremely high content of adenine and guanine in one strand of DNA. We will compare results obtained with various genomes to understand function of the blocks. Using NMR spectroscopy, we will determine a detailed molecular structure (GA)n and (GAA)n. Using CD spectroscopy and gel electrophoresis we will compare secondary structures of fragments related to (GA)n and (GAA)n. Using PCR we will assess their inclination to expansion that relates to genome evolution and its pathological changes. We will develop photochemical methods to find secondary structure of the fragments in genomic content. Empirical analysis of the crystalstructures of DNA will serve to find the role of vertical interactions of bases and their hydrogen bonding. The project shall contribute to a better understanding of the role the very long(G+A) fragments play in the genomes.
Keywords
DNAprimary structuresecondary structuregenomesbiophysicsbioinformaticsCD spectroscopyNMR spectroscopygel electrophoresisPCRphotochemistryUV spectroscopycrystal structures
Public support
Provider
Academy of Sciences of the Czech Republic
Programme
Grants of distinctly investigative character focused on the sphere of research pursued at present particularly in the Academy of Sciences of the Czech Republic
Call for proposals
Výzkumné granty 9 (SAV02009-A)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
IAA500040903
Alternative language
Project name in Czech
Biofyzika a bioinformatika genomových fragmentů DNA velice bohatých na guanin a adenin
Annotation in Czech
Provedeme bioinformatickou analýzu lidského, šimpanzího a dalších genomů s cílem identifikovat a lokalizovat nejdelší úseky s extrémně vysokým obsahem guaninu a adeninu v jednom řetězci DNA. Výsledky pro jednotlivé genomy porovnáme pro pochopení jejich funkce. Pomocí NMR spektroskopie určíme detailní molekulární strukturu (GA)n a (GAA)n.Pomocí CD spektroskopie a gelové elektroforézy porovnáme sekundární strukturu vybraných fragmentů příbuzných (GA)n a (GAA)n. Pomocí PCR určíme jejich náchylnost k prodlužování, které má vztah k evoluci genomů a jejich patologickým změnám. Vyvineme fotochemické metody pro stanovení sekundární struktury fragmentů (G+A) v genomovém kontextu. Empirická analýza krystalových struktur DNA bude sloužit k nalezení zákonitostí vertikálního vrstvení a vodíkového párování fragmentů (G+A). Projekt přispěje k pochopení úlohy, kterou v genomech hrají velmi dlouhé úseky s extrémním obsahem guaninu a adeninu v jednom řetězci DNA.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
BO - Biophysics
CEP - secondary branch
CE - Biochemistry
CEP - another secondary branch
EB - Genetics and molecular biology
10603 - Genetics and heredity (medical genetics to be 3)
10604 - Reproductive biology (medical aspects to be 3)
10605 - Developmental biology
10608 - Biochemistry and molecular biology
10609 - Biochemical research methods
10610 - Biophysics
30101 - Human genetics
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
It was found that the human genome contained a huge number of long regions where guanin and adenin were the only bases occuring on the strand. The longest such region had 2134 nucleotides in length. It was found that the (GA)n fragments coexisted in morethan one unusual conformers. The structure of an abasic quadruiplex was determined.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2009
Realization period - end
Dec 31, 2013
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Feb 27, 2013
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP14-AV0-IA-U/01:1
Data delivery date
Apr 14, 2014
Finance
Total approved costs
4,659 thou. CZK
Public financial support
4,659 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
4 659 CZK thou.
Public support
4 659 CZK thou.
100%
Provider
Academy of Sciences of the Czech Republic
CEP
BO - Biophysics
Solution period
01. 01. 2009 - 31. 12. 2013