|
|
Vyhodnocení příbuznosti organismů pomocí číslicového zpracování genomických dat
Škutková, Helena ; Tkacz, Ewaryst (oponent) ; Schwarz,, Daniel (oponent) ; Provazník, Ivo (vedoucí práce)
Tato dizertační práce se zabývá alternativními přístupy k analýze genetické informace organismů. V teoretické části práce jsou představeny dva odlišné přístupy vyhodnocení příbuznosti organismů na základě podobnosti jejich genetické informace obsažené v sekvenci DNA. Jedním z nich je dnes standardizovaný postup fylogenetické analýzy znakového zápisu sekvencí DNA. Přestože je tento postup poměrně výpočetně náročný kvůli potřebě mnohonásobného zarovnání DNA sekvencí, umožňuje stanovit podobnost jak globálně celých sekvencí DNA, tak lokalizovat jen konkrétní homologie v nich. Druhým přístupem jsou alternativní techniky klasifikace sekvencí DNA ve formě numerického vektoru reprezentujícího charakteristický rys obsažené genetické informace. Tyto metody označované jako „alignment-free“ umožňují velmi rychlé vyhodnocení globální podobnosti sekvencí DNA, numerickou konverzí však ztrácejí možnost vyhodnotit lokální změny v sekvencích. V praktické části je pak představena nová metoda klasifikace numerických reprezentací DNA kombinující výhody obou uvedených přístupů. Z numerických reprezentací DNA jsou zvoleny jen reprezentace mající 1D signálu podobný charakter, tzn. obsahující specifický trend vyvíjející se podél osy x. Hlavním předpokladem je taxonomická specifičnost těchto genomických signálů. Praktická část práce se zabývá vytvořením vhodných nástrojů pro číslicové zpracování genomických signálů umožňující vyhodnocení vzájemné podobnosti taxonomicky specifických trendů. Na základě vyhodnocené vzájemné podobnosti genomických signálů je provedena klasifikace formou dendrogramu, jež je obdobou fylogenetických stromů využívaných ve standardní fylogenetice.
|
|
|
Phylogenomics, genome size evolution and repeat dynamics in the genus Amomum Roxb. (Zingiberaceae)
Hlavatá, Kristýna ; Fér, Tomáš (vedoucí práce) ; Haevermans, Thomas (oponent) ; Zedek, František (oponent)
Amomum Roxb. s.l. (černý kardamom) je složitý rod v čeledi zázvorovitých (Zingiberaceae) v podčeledi Alpinioideae, který podle některých vymezení zahrnuje i skupiny druhů považované za samostatné rody, jako je např. rod Elettariopsis Baker. Dosavadní fylogenetické výzkumy nedokázaly objasnit ani pozici rodu Amomum v podčeledi Alpinioideae, ani vztah mezi rodem Amomum a ostatními rody, jako je Elettariopsis. V této práci bylo Amomum podrobeno detailní morfologické analýze s použitím co největšího počtu vzorků, spolu s fylogenetickou analýzou. Amomum bylo nově vymezeno, bylo ustanoveno Amomum s.s. a tři nové rody, tři rody byly obnoveny a Elettariopsis byl včleněn do rodu Amomum. Mezitím bylo popsáno několik nových druhů a dva byly epitypifikovány. S použitím sekvenování nové generace (next-generation sequencing; Hyb-Seq) byla získána dobře podpořená fylogeneze založená na jaderných genech, která prokázala v rodu existenci čtyř cladů (A, B, C, D); clade D, původní rod Elettariopsis, se dále dělí na tři subclady (D1 - D3). Fylogeneze založená na chloroplastové DNA tuto strukturu podpořila, ale doplňující fylogeneze založené na ribosomálním cistronu (rDNA) se od té založené na nukleárních genech odlišovaly; to poukazuje na potenciální nevhodnost často používaného markeru ITS při rekonstrukci hlubších...
|
|
|
Iron-Sulfur cluster assembly in Monocercomonoides exilis
Vacek, Vojtěch ; Hampl, Vladimír (vedoucí práce) ; Balk, Janneke (oponent) ; Tsaousis, Anastasios (oponent)
Při hledání mitochondrií u oxymonád jsme osekvenovali genom Monocercomonoides exilis - oxymonády izolované ze střeva činčily. Sekvenování poskytlo relativně kompletní genom, který byl důkladně prohledán na geny proteinů asociovaých s mitochondriální organelou, ale ani po intenzivním hledání se nám nepodařilo odhalit žádné věrohodné mitochondriální geny. Nepodařilo se nalézt ani geny pro ISC dráhu, která je zodpovědná za syntézu Fe-S center a je považována za esenciální funkci organel mitochondriálního původu (MRO). Namísto ní se nám podařilo najít geny pro SUF dráhu, která ji zřejmě funkčně nahradila. Bližší zkoumání SUF dráhy pomocí heterologních lokalizací naznačilo, že tato dráha je pravděpodobně lokalizována v cytosolu. In silico analýza prokázala, že proteiny SUF dráhy jsou konzervovány na úrovni sekundární a terciální struktury a že většina katalyticky významných aminokyselin a motivů je v nich přítomna. Funkčnost těchto proteinů byla nepřímo prokázána pomocí komplementací v Escherichia coli s mutovanou SUF a ISC drahou. SUF dráhu se podařilo nalézt také v transkriptomech a genomech dalších devíti zástupců skupiny Preaxostyla (anaerobních protist patřících do skupiny Metamonada). U většiny preaxostyl se nám podařilo nalézt alespoň částečnou fúzi genů pro SufD, SufS a SufU. Tato fúze je...
|
|
|
Iron-Sulfur cluster assembly in Monocercomonoides exilis
Vacek, Vojtěch ; Hampl, Vladimír (vedoucí práce) ; Balk, Janneke (oponent) ; Tsaousis, Anastasios (oponent)
Při hledání mitochondrií u oxymonád jsme osekvenovali genom Monocercomonoides exilis - oxymonády izolované ze střeva činčily. Sekvenování poskytlo relativně kompletní genom, který byl důkladně prohledán na geny proteinů asociovaých s mitochondriální organelou, ale ani po intenzivním hledání se nám nepodařilo odhalit žádné věrohodné mitochondriální geny. Nepodařilo se nalézt ani geny pro ISC dráhu, která je zodpovědná za syntézu Fe-S center a je považována za esenciální funkci organel mitochondriálního původu (MRO). Namísto ní se nám podařilo najít geny pro SUF dráhu, která ji zřejmě funkčně nahradila. Bližší zkoumání SUF dráhy pomocí heterologních lokalizací naznačilo, že tato dráha je pravděpodobně lokalizována v cytosolu. In silico analýza prokázala, že proteiny SUF dráhy jsou konzervovány na úrovni sekundární a terciální struktury a že většina katalyticky významných aminokyselin a motivů je v nich přítomna. Funkčnost těchto proteinů byla nepřímo prokázána pomocí komplementací v Escherichia coli s mutovanou SUF a ISC drahou. SUF dráhu se podařilo nalézt také v transkriptomech a genomech dalších devíti zástupců skupiny Preaxostyla (anaerobních protist patřících do skupiny Metamonada). U většiny preaxostyl se nám podařilo nalézt alespoň částečnou fúzi genů pro SufD, SufS a SufU. Tato fúze je...
|
|
|
Anaerobic ciliates as a model group for studying the biodiversity and symbioses in anoxic environments
Rotterová, Johana ; Čepička, Ivan (vedoucí práce) ; Gentekaki, Eleni (oponent) ; Silberman, Jeffrey David (oponent)
6 ABSTRAKT Nálevníci patří k nejrozsáhlejším a nejrozmanitějším skupinám jednobuněčných eukaryot, avšak jejich anaerobní zástupci byli do značné míry zanedbáváni; částečně kvůli kultivačním obtížím. Přestože všechny hlavní linie nálevníků obsahují anaeroby, jejich diverzita a evoluce anaerobiózy jsou zvláště málo studovány a teprve začínají získávat pozornost. Ve skutečnosti je kmen Ciliophora vynikající modelovou skupinou pro studium adaptací na život v anoxii, protože kromě aerobní většiny zahrnuje volně žijící a endobiotické obligátně anaerobní linie, fakultativní anaeroby, mikroaerofily i mikroaerotolerantní druhy. Diverzita řádu Metopida, volně žijících nálevníků ze striktně anaerobní třídy Armophorea, byla v posledních letech částečně revidována a výrazně rozšířena, včetně četných redeskripcí pomocí moderních metod, jakož i popisu nových čeledí Tropidoatractidae a Apometopidae, několika rodů a druhů. Kyslík hraje klíčovou roli při produkci ATP oxidační fosforylací, která se vyskytuje v mitochondrii ve většině známých eukaryot. Nicméně anaerobní nálevníci, mezi mnoha dalšími eukaryoty, kteří se přizpůsobili nízkým koncentracím kyslíku nebo dokonce jeho nepřítomnosti, modifikovali své mitochondrie a energetický metabolismus tak, aby byli schopní produkovat energii i při anoxii. Objev dvou nových tříd...
|
|
|
Vyhodnocení příbuznosti organismů pomocí číslicového zpracování genomických dat
Škutková, Helena ; Tkacz, Ewaryst (oponent) ; Schwarz,, Daniel (oponent) ; Provazník, Ivo (vedoucí práce)
Tato dizertační práce se zabývá alternativními přístupy k analýze genetické informace organismů. V teoretické části práce jsou představeny dva odlišné přístupy vyhodnocení příbuznosti organismů na základě podobnosti jejich genetické informace obsažené v sekvenci DNA. Jedním z nich je dnes standardizovaný postup fylogenetické analýzy znakového zápisu sekvencí DNA. Přestože je tento postup poměrně výpočetně náročný kvůli potřebě mnohonásobného zarovnání DNA sekvencí, umožňuje stanovit podobnost jak globálně celých sekvencí DNA, tak lokalizovat jen konkrétní homologie v nich. Druhým přístupem jsou alternativní techniky klasifikace sekvencí DNA ve formě numerického vektoru reprezentujícího charakteristický rys obsažené genetické informace. Tyto metody označované jako „alignment-free“ umožňují velmi rychlé vyhodnocení globální podobnosti sekvencí DNA, numerickou konverzí však ztrácejí možnost vyhodnotit lokální změny v sekvencích. V praktické části je pak představena nová metoda klasifikace numerických reprezentací DNA kombinující výhody obou uvedených přístupů. Z numerických reprezentací DNA jsou zvoleny jen reprezentace mající 1D signálu podobný charakter, tzn. obsahující specifický trend vyvíjející se podél osy x. Hlavním předpokladem je taxonomická specifičnost těchto genomických signálů. Praktická část práce se zabývá vytvořením vhodných nástrojů pro číslicové zpracování genomických signálů umožňující vyhodnocení vzájemné podobnosti taxonomicky specifických trendů. Na základě vyhodnocené vzájemné podobnosti genomických signálů je provedena klasifikace formou dendrogramu, jež je obdobou fylogenetických stromů využívaných ve standardní fylogenetice.
|
host ::
RSS.