Molecular evolution and population genetics of acid resistant pathway glutamate decarboxylase in lactic acid bacteria
Laktik asit bakterilerinde aside dirençli yol glutamat dekarboksilazın moleküler evrimi ve populasyon genetiği
- Tez No: 747393
- Danışmanlar: DOÇ. DR. EFE SEZGİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Genetik, Mikrobiyoloji, Biotechnology, Genetics, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 168
Özet
Glutamat dekarboksilaz (GAD) yolağı (GDY) Laktik asit bakterilerinin (LAB) düşük pH'lı ortamlara adaptasyonunda oldukça önemli olan bir mekanizmadır. Tezde LAB'ların GDY genlerinin yüksek asitli ortamlara adaptasyonunu şekillendiren evrimsel süreçleri anlamak için, GDY genlerinin organizasyonu açısından farklı iki LAB türünün (L. brevis and L. plantarum) moleküler evrimi ve populasyon genetiği incelenmiştir. Çeşitli ortamlardan alınmış L. brevis ve L. plantarum GDY genleri ile yapılan tür içi moleküler popülasyon genetiği analizlerinde, nükleotit çeşitliliğinin esas olarak düşük frekanslı değişiklikler tarafından yönlendirildiği bulundu. Tarafsızlık teslerinden negatif seçilimi işaret eden sıfırdan küçük değerler elde edilmiştir. Benzer şekilde, GDY genlerinde tespit edilen amino asit değişimine yol açan mutasyonların negatif seçilimi işaret eder şekilde proteinlerin aktivitesini ve yapısını etkilemediği gözlenmiştir. Evrimsel açıdan yakın LAB türlerini belirlemek için türler arası filogenetik analizler kullanılmıştır. GDY genleri için oluşturlan gen ağaçlarının LAB tür ağacından topolojik olarak farklı olduğu görülmüştür.GAD geni gen ağacında L. brevis genomunda bulunan ve fonksiyonal olarak aktif iki GAD geninin farklı dallarda bulunmaktadır.Bu durum L. brevis'in ikinci GAD geninin gen duplikasyonu yerine yakın farklı bir türden gen aktarımı yolu ile alınmış olabileceğini göstermiştir. Sonuç olarak, LAB ların sahip olduğu GDY genlerinin organizmaların yüksek asitli ortamlara uyumunu sağlayan dinamik bir moleküler evrimsel geçmişi olduğu ortaya çıkarılmıştır.
Özet (Çeviri)
The Glutamate Decarboxylase(GAD) Pathway (GDP) is a major acid resistance mechanism that allows Lactic acid bacteria (LABs) to survive in low pH food environments. In the thesis, we aimed to study the molecular evolution and population genetics of GDP genes in LABs to understand evolutionary processes shaping adaptation to high acid environments by contrasting species where the GDP genes are organized as an operon structure (Levilactobacillus brevis) versus lack of an operon structure (Lactiplantibacillus plantarum). Intraspecies molecular population genetic analyses with GDP genes of L. brevis and L. plantarum from various environments revealed that synonymous and non-synonymous nucleotide diversity is driven mainly by low-frequency changes. Neutrality tests revealed mostly negative values indicating negative selection against replacement changes. Similarly, molecular structure and amino acid characteristic analyses showed that none of the replacement changes on the GDP genes alter the important residues of the proteins supporting negative selection against non-conservative amino acid changes. Interspecies analyses were used to identify the closely related LABs. Moreover, phylogenetic analyses showed that the GDP gene tree topologies differed from the LAB species tree, indicating divergent evolutionary histories. The functionally preserved two gad copies of the L. brevis grouped separate phylogenetic clades, showing that the origin of the second gad gene might be via horizontal gene transfer from a phylogenetically distant LAB species rather than gene duplication. In conclusion, GDP in LABs exhibits a dynamic molecular evolutionary history that enables organisms to thrive in high acid environments.
Benzer Tezler
- Investigation of cobalt resistance in Rhodobacter sphaeroides at molecular level
Rhodobacter sphaeroides'de kobalt direncinin moleküler düzeyde incelenmesi
GÜNEŞ ATAY
Doktora
İngilizce
2024
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
- Studying genetic and enzymatic constraints driving evolution of antibiotic resistance
Antibiyotik direncinin evrilmesine yol açan genetik ve enzimatik etkenlerin incelenmesi
YUSUF TALHA TAMER
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
BiyomühendislikSabancı ÜniversitesiBiyoloji Bilimleri ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERDAL TOPRAK
- Molecular and physiological investigation of longevity in yeast
Maya hücrelerinde uzun yaşamın moleküler ve fizyolojik yönden incelenmesi
MEVLÜT ARSLAN
Doktora
İngilizce
2017
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
- Catastrophic evolution of trimethoprim resistance
Tri̇metoprim direnci̇ni̇n katasrofi̇k evri̇mi̇
TUĞÇE ALTINUŞAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
BiyolojiSabancı ÜniversitesiBiyoloji Bilimleri ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERDAL TOPRAK
- İminodiasetik asidin In vıtro ve In vıvo anti-alzheimer potansiyelinin değerlendirilmesi
Evaluation of In vitro and In vivo anti-alzheimer potential of iminodiasetic acid
TUĞBA GEZMİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
GenetikErzurum Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN TÜRKEZ