Codon usage adaptation in prokaryotic genomes

Puigbó Avalos, Pedro

Belongs to TDX:SerieTesis collection

TITLE:

Codon usage adaptation in prokaryotic genomes - TDX:444

Handle:

http://hdl.handle.net/20.500.11797/TDX444

Date:	2007-11-29
Departament/Institute:	Departament de Bioquímica i Biotecnologia Universitat Rovira i Virgili.
Director:	García Vallvé, Santiago
Author:	Puigbó Avalos, Pedro
Title:	Codon usage adaptation in prokaryotic genomes

Description:	This thesis is based in codon usage adaptation in prokaryotic genomes, especially the codon usage adaptation to a high expression. In genomes under translational selection, the group of highly expressed genes has a codon usage adapted to the most abundant tRNA species. We have developed a new iterative algorithm which predicts a group of highly expressed genes in genomes under translational selection by using the Codon Adaptation Index and the group of ribosomal protein genes as a seed. We have developed a new genomic database, called HEG-DB, to store genes that are predicted as highly expressed in prokaryotic complete genomes under strong translational selection. The database is freely available at http://genomes.urv.cat/HEG-DB and it has been published in Nucleic Acids Research. The predicted highly expressed genes are used as an initial filter to reduce the number of false positives of the Horizontal Gene Transfer Database, due to highly expressed genes are usually false positive in predictions of acquired genes. We have developed a new web sever, called OPTIMIZER (http://genomes.urv.cat/OPTIMIZER), which has been published in Nucleic Acids Research, to optimize the codon usage of DNA or RNA sequences. This new web server can be used to predict and optimize the level expression of a gene in heterologous gene expression or to express new genes that confer new metabolic capabilities in a given species. We have also analyzed an especial case of codon usage adaptation, which is called 'amelioration'. The 'amelioration' is the adaptation of foreign genes to a new genome. This is the case of mitochondrial genes encoded in the human nuclear genome and originally encoded in the proto-mitochondria. To test the 'amelioration' process we have developed an expected value of CAI La tesi esta basada en l'adaptació de l'ús de codons a genomes procariotes, especialment l'adaptació de l'ús de codons a una alta expressió. Hi ha un grup de genomes procariotes, els quals estan sota una selecció traduccional, que tenen un grup de gens amb un ús de codons esbiaixat de la resta de gens del genoma i adaptats a l'abundància dels tRNA. Hem desenvolupat un nou algoritme per a avaluar si un genoma esta sota selecció traduccional i predir els gens altament expressat de tots els genomes sota selecció traduccional. Aquestes prediccions són públiques a la base de dades HEG-DB (http://genomes.urv.cat/HEG-DB), la qual s'ha publicat a la revista Nucleic Acids Research. Les prediccions de gens altament expressats s'han fet servir com a filtre en les prediccions de gens adquirits per transferència horitzontal, ja que els gens altament expressats molts cops son predits com a falsos positius en la predicció de gens adquirits. Amb les dades de la predicció de gens altament expressats, també hem desenvolupat una nova eina Bioinformàtica, anomenada OPTIMIZER (http://genomes.urv.cat/OPTIMIZER) i publicada al Nucleic Acids Research, per tal d'optimitzar l'ús de codons d'un gen per a incrementar la seva expressió en experiments d'expressió heteròloga de proteïnes. També hem estudiat un cas particular d'adaptació de l'ús de codons. El cas de l' 'amelioration', que és l'adaptació de l'ús de codons que pateix un gen inserit en un genoma hoste. Aquest cas l'hem estudiat amb els gens mitocondrials que varen saltar al genoma nuclear i varen haver d'adaptar el seu us de codons mitocondrial a l'ús de codons del genoma nuclear. Per tal d'estudiar l''amelioration', hem desenvolupat un nou índex anomenat CAI esperat (eCAI) i una nova eina Bioinformàtica anomenada CAIcal (http://genomes
Type:	info:eu-repo/semantics/publishedVersion info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Contributor:	Departament de Bioquímica i Biotecnologia Universitat Rovira i Virgili.
Títol:	Codon usage adaptation in prokaryotic genomes
Language:	eng
Subject:	577 - Bioquímica. Biologia molecular. Biofísica 573 - Biologia general i teòrica 57 - Biologia
Format:	application/pdf
Creator:	Puigbó Avalos, Pedro
Rights:	info:eu-repo/semantics/openAccess ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al repositori institucional de la Universitat Rovira i Virgili. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a aquest repositori (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.
Date:	2007-11-29
Publisher:	Universitat Rovira i Virgili
Subject:	577 - Bioquímica. Biologia molecular. Biofísica 573 - Biologia general i teòrica 57 - Biologia
Language:	eng
Publisher:	Universitat Rovira i Virgili
Source:	TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
Identifier:	urn:isbn:9788469106532 http://hdl.handle.net/10803/8663
Format:	application/pdf
Keywords:	translational selection highly expressed genes Codon usage adaptation

Search your record at:

Available files
File	Description	Format
Memoria	Memory	application/pdf

All objects of this collection

Information