| Beschreibungen: | All cells can be divided into two forms: the simple prokaryotic cells and complex eukaryotic cells comprising organisms visible to the naked eye. Genetic and biochemical evidences point to a single origin of life on Earth, with eukaryotes arising much later than prokaryotes. Hypotheses abound on the origin of eukaryotes and the origins of eukaryotic genes from prokaryotes. The most widely accepted one, the endosymbiotic theory, suggests that the eukaryotic organelles – mitochondria and plastids – originated as endosymbiotic bacteria that have transferred much of their genomes to the nucleus, which also has abundant archaeal components. Other hypotheses propose that, in addition to those derived from organelle endosymbioses, eukaryotes have received genes from other prokaryotes, intracellular or free-living, through lateral gene transfer (LGT) during specific periods or throughout the history of eukaryotes, and that the majority of eukaryotic genes could have originated thus. After testing these hypotheses, this dissertation provides a clearer picture of eukaryotic genome evolution. The vast majority of eukaryotic genes correspond to two massive acquisitions at the origin of mitochondria from alphaproteobacteria and the origin of plastids from cyanobacteria. Rampant lateral transfer among prokaryotes and gene losses have blurred the phylogenetic information contained in gene sequences, as do imperfect methods for phylogenetic inference and incomplete data sampling. By taking phylogenetic noise into account, it is shown that there is no significant signal from bacteria other than the organelle ancestors such as Chlamydiae. Individual LGTs from prokaryotes to eukaryotes are observed, but there is no long-term cumulative effect. Eukaryote genomes are distinct from those of prokaryotes, as are their cellular structures, and there is a natural barrier to LGT across the eukaryote-prokaryote divide.Alle Zellen fallen in zwei Kategorien: die einfachen prokaryotischen Zellen und die komplexen eukaryotischen Zellen, aus denen fast alle mit bloßem Auge zu erkennenden Lebewesen bestehen. Genetische und biochemische Befunde deuten auf einen gemeinsamen Ursprung aller Lebewesen auf der Erde, wobei Eukaryoten viel später als Prokaryoten entstanden sind. Es gibt zahlreiche Hypothesen über den prokaryotischen Ursprung eukaryotischer Gene. Die anerkannteste davon, die Endosymbiontentheorie, besagt, dass die eukaryotischen Organellen, Mitochondrien und Plastiden, aus endosymbiotischen Bakterien entstanden, von denen die Mehrzahl der Gene bereits auf den zugleich mit vielen archaeellen Genen ausgestatteten Zellkern transferiert worden sind. Anderen Hypothesen zufolge haben Eukaryoten während bestimmter Phasen oder auch über ihre gesamte Evolutionsgeschichte hinweg zusätzlich zu den obengenannten Quellen auch Gene von anderen, intrazellulären oder freilebenden Prokaryoten durch lateralen Gentransfer erhalten, aus dem die meisten eukaryotischen Gene ihren Ursprung haben könnten. Diese Dissertation vermittelt ein besseres Bild der evolutionären Entwicklung der eukaryotischen Genome durch die Überprüfung der unterschiedlichen Hypothesen. Die Ergebnisse zeigen, dass die überwiegende Anzahl eukaryotischer Gene während zwei massiver Transferereignisse aufgenommen wurde, der Entstehung der Mitochondrien aus Alphaproteobakterien, sowie der Entstehung der Plastiden aus Cyanobakterien. Weitreichender lateraler Transfer zwischen Prokaryoten und der Verlust von Genen, sowie Fehler in der phylogenetischen Rekonstruktion und unvollständige Datensätze, haben jedoch das phylogenetische Signal einzelner Gensequenzen undeutlich gemacht. Wenn diese Störungen berücksichtigt werden, verbleibt kein bedeutsames Signal von Bakterien, die nicht die Vorläufer der Organellen sind, wie z.B. Chlamydien. Einzelne Gentransfers von Prokaryoten zu Eukaryoten mögen vorkommen, aber es gibt keine langfristigen kumulativen Auswirkungen. Eukaryotische Genome sind so verschieden von den prokaryotischen, wie sich auch ihre zellulären Strukturen unterscheiden, und es existiert ein natürliches Hindernis für den lateralen Transfer über die eukaryotisch-prokaryotische Grenze hinweg.
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