Praca doktorska
Licencja
Korzystanie z tego materiału możliwe jest zgodnie z właściwymi przepisami o dozwolonym użytku lub o innych wyjątkach przewidzianych w przepisach prawa. Korzystanie w szerszym zakresie wymaga uzyskania zgody uprawnionego.Modelling the evolution of mobile genetic elements
| dc.abstract.en | This thesis studies the long-standing question about the role of transposable elements in host genomes. We put forward and study a hypothesis that transposable elements may act as evolutionary helpers, hastening the adaptation of the host organism to a new environment, while remaining inactive during periods of environmental stability.This hypothesis is analyzed by a modelling approach: we construct and study a computational model of transposable element proliferation, in conditions of environmental stress, then we show that environmental stress causes a burst of transposable element activity, increasing mutability of the organisms, and assisting adaptation.Next, we analyze a mathematical model of transposable element proliferation, deriving closed-form formulas for selection-mutation equilibrium in organisms with certain kinds of transposable elements.The study is augmented by empirical experiments, tying the models to real-world phenomena: by analyzing the role of LINE elements in mediating Nonallelic Homologous Recombination we prove that even inactive transposable elements may exert a significant mutagenic effect on the genome.Finally, we conclude by presenting two tools for mining transposable elements in genomic sequences which we have developed over the course of experiments: TRANScendence, and TIRfinder. |
| dc.abstract.pl | W ramach tej rozprawy zostały przeprowadzone badania nad znanym pytaniem dotyczącym roli elementów transpozonowych w genomach organizmów. Przedkładamy tutaj, i analizujemy hipotezę mówiącą o tym, że elementy transpozonowe mogą działać jako czynnik wspomagający ewolucję organizmu gospodarza, pozwalając mu szybciej dostosować się do nowych warunków środowiskowych, pozostając jednocześnie nieaktywnymi w okresach stabilności środowiska.Hipoteza ta jest analizowana poprzez stworzenie modeli aktywności elementów transpozonowych: w ramach tej pracy zaproponowany został stochastyczny, obliczeniowy model proliferacji elementów transpozonowych w warunkach stresu środowiskowego. Następnie przy jego pomocy pokazane zostało, że stres środowiskowy powoduje wybuch aktywności elementów transpozonowych, zwiększając szybkość mutacji organizmów, i wspomagając je w adaptacji.Dodatkowo, sformułowany i przeanalizowany został matematyczny model proliferacji elementów transpozonowych, oraz wyprowadzone zostały zamknięte formuły opisujące stan równowagi pomiędzy mutacjami i selekcją w organizmach zawierających pewne typy elementów transpozonowych.Badania te zostały poparte wynikami eksperymentalnymi, które wiążą nasze modele z rzeczywistymi zjawiskami: analizujemy rolę elementów LINE w mediowaniu nieallelicznej homologicznej rekombinacji, pokazując że nawet nieaktywne elementy transpozonowe mogą wywierać znaczący mutagenny wpływ na organizm gospodarza. Wreszcie na końcu przedstawione są dwa narzędzia, służące do wykrywania elementów transpozonowych w zsekwencjonowanych genomach: TRANScendence oraz TIRfinder. |
| dc.affiliation.department | Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki |
| dc.contributor.author | Startek, Michał |
| dc.date.available | 2024-01-18T11:40:33Z |
| dc.date.defence | 2015-03-19 |
| dc.date.issued | 2014-10-09 |
| dc.description.osid | 48383 |
| dc.description.promoter | Gambin, Anna |
| dc.description.promoter | Grzebelus, Dariusz |
| dc.identifier.apd | 16879 |
| dc.identifier.uri | https://repozytorium.uw.edu.pl//handle/item/1026 |
| dc.language.iso | en |
| dc.rights | FairUse |
| dc.subject.en | Transposable elements |
| dc.subject.en | Fisher's geometric model |
| dc.subject.en | moving phenotypic optimum |
| dc.subject.en | gaussian mutations |
| dc.subject.en | Hidden Markov Model |
| dc.subject.en | mutation-selection equilibrium |
| dc.subject.pl | Elementy transpozonowe |
| dc.subject.pl | model geometryczny Fischer'a |
| dc.subject.pl | zmienne optimum fenotypowe |
| dc.subject.pl | mutacje gaussowskie |
| dc.subject.pl | Ukryty Model Markova |
| dc.subject.pl | równowaga między selekcją a mutacjami |
| dc.title | Modelling the evolution of mobile genetic elements |
| dc.title.alternative | Modelowanie ewolucji ruchomych elementów genetycznych |
| dc.type | DoctoralThesis |
| dspace.entity.type | Publication |