Exploring steric effects of lamina-associated domains by using polymer modeling
Polimer modelleme ile lamina ile ilişkili alanların sterik etkilerinin incelenmesi
- Tez No: 1019790
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ AYKUT ERBAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyofizik, Biophysics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hücre çekirdeği içindeki 3 boyutlu genom organizasyonu, sağlıklı bir hücreyi hastalıklı bir hücreden ayıran temel bir mekanizma olan gen düzenlemesi için çok önemlidir. Son çalışmalar, çekirdek yakınında yer alan büyük kromatin alanları olan Lamina-İlişkili Alanların (LAD'ler) varlığını ortaya koymuştur. LAD'ler, transkripsiyon seviyelerinin düşük olduğu ve genlerin susturulduğu, heterokromatin özelliklerini gösteren büyük bölgelerdir. LAD'ler transkripsiyonu baskılayan bir ortam olmasına rağmen, bazı genler bu transkripsiyonel baskıdan kurtulabilir, üstelik RNA Polimeraz II gibi bazı transkripsiyonel proteinler LAD'lerde bulunmaz. Bu bulgular, LAD'lerin gen düzenlemesi ve genom organizasyonunda rol oynayabileceğini göstermektedir ancak LAD'lerin rolü ve işlevselliğinin ardındaki fiziksel mekanizmalar büyük ölçüde bilinmemektedir. Bu sorunu ele almak için, LAD'leri ökromatin ve heterokromatin boncuklarından oluşan bir kopolimer olarak modellediğimiz moleküler dinamik simülasyonları kullandık ve çekirdeğin küçük bir kesitinde farklı boyutlardaki transkripsiyon faktörleriyle olan spesifik olmayan etkileşimlerini araştırdık. Sonuçlarımız, LAD'lerin transkripsiyon faktörlerinin nükleer laminanın yakın çevresine erişimini boyutlarına göre sterik olarak engellediğini gösterdi. LAD'ler, nükleer lamina olarak modellenen statik katman üzerine yüksek yoğunlukta adsorbe edilmiş bir polimer gibi davranır. Nükleer çevredeki kromatin ortamının kontrolü, sırasıyla LAD'lerdeki sıkışmayı ve lokalitesini değiştiren kromatin öz-afinitesi ve kromatin-lamina afinitesi gibi fiziksel parametrelerin ayarlanmasıyla mümkündür. İlginç bir şekilde, sıkışma ve lokalite sistemdeki proteinlerin varlığıyla değişmez ve proteinler her kromatin ortamında boyutlarına göre bölümlenir. Sterik engelleme etkisi proteinlerin toplam konsentrasyonun ile değişmez. Genel olarak, sonuçlarımız LAD'lerin nükleer lamina yakınındaki transkripsiyonel mekanizmanın varlığını düzenlemede rol oynadığını göstermektedir. Bu tezdeki çalışmamız, genom organizasyonuna moleküler bir bakış açısı sunan modelleme yaklaşımıyla, LAD'lerin genom organizasyonundaki biyofiziksel rollerine ilişkin gelecekteki araştırmalar için faydalı olacaktır.
Özet (Çeviri)
3D-genome organization within micron-scale cell nucleus is crucial for gene regulation, which can also vary between a healthy cell and a diseased one. Recent studies revealed the presence of lamina-associated domains (LADs) located at the nuclear periphery, which are 0.1-10 MB (megabases) sized domains of chromatin fiber. LADs are considered large regions of chromatin where transcription levels are low and genes are repressed, also biochemically exhibiting the characteristics of a gene repressing environment. Although the environment of LADs is inherently repressive, some genes can escape this repression, while other larger transcription factors, such as RNA Polymerase II are absent in LADs. These observations point out that LADs may control gene regulation and genome organization via their properties as an adsorbed polymer; however, the physical mechanisms behind their role and functionality remain mostly unknown. To address this, we used molecular dynamics simulations in which we modeled LADs as a copolymer that consists of euchromatin and heterochromatin blocks. We investigate its non-specific interactions with the different sizes of protein particles inside of cross section of the nucleus near the periphery. Our results showed that LADs sterically hinder the spherical protein particles with sizes comparable to those of transcriptional factors to the proximity of the nuclear lamina according to their sizes. LADs behave as highly dense adsorbed polymer onto the static layer which is modeled as nuclear lamina. The control of chromatin environment at nuclear periphery is possible by adjusting physical parameters such as chromatin self affinity and chromatin-lamina affinity which alters compaction and localization at LADs respectively. Interestingly, compaction and locality do not change with the presence of proteins in the system, and proteins partition according to their sizes in every chromatin environment. The total concentration of proteins also does not change the hindrance effect. Overall, our results suggest that LADs have a role in regulating the presence of transcriptional machinery near the nuclear lamina. Our study provides a molecular perspective to genome organization via the modeling approach which is useful for future research of LADs biophysical roles at genome organization.
Benzer Tezler
- Akaryakıtla çalışan endüstriyel tav fırınlarında yanma, sıcaklık ve basıncın optimum kontrolu
Optimum control of combustion temperature and pressure in industrial tempering furnaces working with fuel-oil
MEHMET EROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜCEL ERCAN
- Renk görüntü teorisi ve televizyona uygulaması
Theories of colour vision and their application to television
MUSTAFA LAMİ TAPLAMACIOĞLU
Doktora
Türkçe
1986
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ATİLLA ÖZMEN
- Çekirdeksiz kuru üzümde uygulanan politikanın Ege Bölgesinde üretim ve üretici açısından sonuçlarının değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
GÜVEN ÖZERİN
- S.S. Çiçek yetiştirme ve satış kooperatifi İzmir mezatında aylara göre piyasaya arzedilen süs bitkileri cinsleri ve toptan fiyatlarının 1984-1985 kış sezonu (Kasım-Mayıs) içerisindeki değişimi
Başlık çevirisi yok
TANAY BİRİŞÇİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Peyzaj MimarlığıEge ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADNAN HATİPOĞLU
- KY-89 zeolitinde asitlik dağılımının ve bazı hidrokarbonların etkin difüzyon katsayılarının gaz kromatografi ile tayini
Başlık çevirisi yok
SEZAİ ERDEM
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖNÜL GÜNDÜZ