Dokument: Analysis of early evolutionary events during the transition from prokaryotes to eukaryotes

Titel:	Analysis of early evolutionary events during the transition from prokaryotes to eukaryotes
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=57033
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20210730-103317-5
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dr. Brückner, Julia [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 5,65 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 28.07.2021 / geändert 28.07.2021
Beitragende:	Prof. Dr. Martin, William F. [Gutachter] Prof. Dr. Lercher, Martin [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	There are two forms of living cells on earth — prokaryotes and eukaryotes. Prokaryotic cells are very simple organisms while eukaryotes present more complex cells that can organize into multicellular forms. The most widely accepted theory of eukaryote evolution is the endosymbiotic theory, depicting eukaryotes as descendants of archaea through the acquisition of a bacterial endosymbiont into its archaeal host. There has been more than one endosymbiotic event during eukaryote evolution with two major occurrences. The first gave rise to the mitochondrion from an archaeon incorporating a proteobacterium, generating the first eukaryote; the second resulted in the origin of the plant kingdom as a cyanobacterium was enveloped by an existing eukaryotic host. However, the mechanisms of how these events occurred are still mostly unknown and are the basis of many debates to date. Phylogenomic analyses have become the standard tool to investigate these early evolutionary events. Many studies focus on only a few genomes to represent a diverse spectrum of organisms from the three domains of life, some only examine a small number of genes. To obtain a more comprehensive view on how eukaryotes arose, the investigation of a broad spectrum of genomic data from a varied sample of lineages is desirable. Moreover, genome sequencing has become faster and simpler each year, enabling analyses containing a substantial number of organisms and genes. However, this is accompanied by extensively increased computational demands which can become a limiting factor that has to be addressed. This thesis reports the analysis of all protein coding genes from 5,655 prokaryotic and 150 eukaryotic genomes, the construction of their corresponding protein families, their alignments and phylogenetic trees in order to analyze evolutionary events at the border of prokaryotic and eukaryotic life. Es gibt zwei unterschiedliche Formen von Leben auf der Erde — Prokaryoten und Eukaryoten. Prokaryotische Zellen sind sehr einfache Organismen während Eukaryoten komplexe Zellen darstellen, die sich in multizelluläre Formen organisieren können. Die am weitesten verbreitete Hypothese der Evolution von Eukaryoten ist die Endosymbiontentheorie: die Aufnahme eines bakteriellen Endosymbionten in seinen archaeellen Wirt. Im Laufe der Evolution von Eukaryoten gab es mehrere endosymbiontische Ereignisse — als erstes entstand das Mitochondrion durch Aufnahme eines Proteobakteriums in ein Archaeon und später ist das Pflanzenreich durch den Einschluss eines Cyanobakteriums in einen bestehenden Eukaryoten entstanden. Allerdings sind die Mechanismen, welche sich hinter diesen Vorgängen befinden, immer noch unzureichend untersucht und die Basis fortlaufender Debatten. Mittlerweile sind phylogenomische Analysen eine der Standardmethoden, um diese frühen Evolutionsvorgänge zu erforschen. Viele Untersuchungen verwenden nur wenige Genome, um die drei Domänen des Lebens zu repräsentieren, oder fokussieren sich auf eine geringe Anzahl an Genen. Um jedoch einen umfassenderen Überblick von der Entwicklung der Eukaryoten zu bekommen, sollte ein breites Spektrum von Sequenzdaten aus Genomen aller bekannten taxonomischen Gruppen herangezogen werden. Da die Sequenzierung von Genomen jedes Jahr einfacher und schneller wird, können nun auch Untersuchungen mit einer umfangreichen Anzahl an Organismen und Genen durchgeführt werden. Allerdings ist damit eine gesteigerte Nutzung von Rechenkapazitäten verbunden, welches schnell ein limitierender Faktor wird, der beachtet werden muss. Diese Arbeit stellt die Analyse aller proteinkodierenden Gene aus 5,655 prokaryotischen und 150 eukaryotischen Genomen dar. Die daraus rekonstruierten Proteinfamilien und phylogenetische Stammbäume wurden zur Untersuchung von evolutionären Ereignissen an der Grenze von prokaryotischem und eukaryotischem Leben verwendet.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	30.07.2021
Dateien geändert am:	30.07.2021
Promotionsantrag am:	25.03.2021
Datum der Promotion:	17.06.2021