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dc.contributor.advisorRuiz Rejón, Carmelo 
dc.contributor.authorGarcía Zea, Jerson Alexander
dc.contributor.otherUniversidad de Granada. Programa de Doctorado en Biología Fundamental y de Sistemases_ES
dc.date.accessioned2022-06-13T10:44:39Z
dc.date.available2022-06-13T10:44:39Z
dc.date.issued2022
dc.date.submitted2022-06-03
dc.identifier.citationGarcía Zea, Jerson Alexander. Estudios genómicos y dinámica evolutiva en Helicobacter pylori. Granada: Universidad de Granada, 2022. [http://hdl.handle.net/10481/75451]es_ES
dc.identifier.isbn9788411173643
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10481/75451
dc.description.abstractEn esta tesis hemos llevado a cabo un análisis genómico, poblacional y evolutivo de la bacteria H. pylori junto a varias especies del mismo género. H. pylori es reconocida como uno de los patógenos obligados humanos más comunes que coloniza el estómago y el duodeno en la mitad de la población humana, causando inflamación que puede desarrollar úlceras y cáncer gástrico. Esta especie presenta un comportamiento poblacional panmíctico, con frecuente recombinación homóloga mutua y mostrando una gran diversidad en términos de estructura del genoma y composición de genes, así como una alta variación en secuencia de nucleótidos debido a la elevada tasa de mutación y recombinación. Como hemos podido comprobar, el genoma de esta bacteria presenta una longitud media de 1.621.671+- 43.785 bp con un contenido medio de G/C del 40% por lo que se encuadraría dentro del grupo de genomas bacterianos pequeños de ∼2 Mb. Esta reducción en el tamaño está en concordancia con otras bacterias patógenas de vida libre en ambientes extremos. Igualmente, el contenido génico también es bajo, teniendo una media de 1.551+- 42 genes por genoma y un genoma central constituido por 802 genes. Ambos valores obtenidos en esta Tesis son más bajos que en otros estudios previos de esta misma especie. Estas diferencias podrían ser debidas a varias causas entre ellas: el diferente número de cepas incluido en cada análisis, el programa de cálculo y los respectivos filtros de significación del genoma central usado, así como la inclusión en alguno de estos estudios de genes parálogos y ortólogos conjuntamente. Sin embargo, podemos señalar que el tamaño de 802 genes para el genoma central no es extraordinario ya que, por ejemplo, las Actinobacteria de vida libre presentan un genoma de aproximadamente 800 genes. Sin embargo, a pesar del reducido tamaño de su genoma en nucleótidos y en genes esta bacteria presenta una enorme variabilidad lo que se manifiesta en la gran cantidad de SNPs que presentan los genes del genoma central en el conjunto de las 53 cepas analizadas. Esta gran variabilidad permite clasificar en un número cada vez mayor las diferentes subpoblaciones geográficas al inicialmente propuesto en función del análisis para solo siete genes del genoma. Esta observación de tan alta variabilidad no es excepcional para H. pylori ya que la secuenciación de un gran número de genomas procarióticos y la comparación de secuencias de especies estrechamente relacionadas han puesto de manifiesto una alta frecuencia en un gran repertorio de variaciones genómicas, que pueden ir desde variaciones de un solo nucleótido hasta eventos de inserción-deleción de grandes bloques cromosómicos. El origen de esta gran cantidad de variabilidad puede tener varias explicaciones, ninguna de ellas mutuamente excluyentes. Entre estos podemos señalar: I) estilo de vida II) subproductos de recombinación ilegítima (recombinación homóloga) III) mecanismo de reparación no homólogo impreciso durante la replicación aberrante del ADN para reparar horquillas de replicación rotas y IV) presencia de elementos repetidos en su genoma. Como resultado de los procesos erróneos de recombinación hemos podido comprobar que las inversiones son la mutación cromosómica más frecuente, existiendo inversiones características de cada región, existiendo subgrupos dentro de ellas que han podido producirse por procesos de deriva genética. Esta misma asociación se produce cuando se realiza un análisis estructural y filogenético en base a los SNPs detectados, ya que podemos observar un patrón geográfico en el que es posible, en general, asignar cada cepa según su origen. También identificamos hasta seis cepas híbridas, cuatro de ellas por primera vez en este trabajo y cuyo genoma es el resultado de la recombinación de, al menos, tres genomas de origen geográfico diferente. En este sentido también hemos comprobado la gran influencia que el flujo génico tiene en la estructura poblacional de esta especie, produciendo una gran cantidad de mezcla entre distintas regiones geográficas, existiendo regiones donadoras y otras receptoras. También hemos podido comprobar que, además de los mecanismos mencionados que contribuyen a la conformación del genoma, en H. pylori la evolución concertada y la selección juegan un papel importante en su dinámica evolutiva. Así, para siete genes duplicados, encontramos pruebas de evolución concertada es decir, de homogenización de secuencias intergénicas para aquellas regiones del gen en las que se pudo comprobar que ocurría recombinación. Para poder tener una visión más amplia de la evolución de esta especie y su relación con otras especies del género Helicobacter, hemos llevado a cabo un análisis comparativo de H. pylori con siete especies del género. De estos análisis, podemos deducir que las cepas africanas de H. pylori son las más relacionadas con H. acinonychis especie también de ambiente gástrico. Por último, hemos realizado un estudio sobre los distintos sistemas inmunes que presenta el género. Hemos comprobado que presentan una gran diversidad de sistemas en el conjunto de especies y que casi todas las especies presentan más de tres sistemas inmunitarios, lo que les permite una mejor defensa ante los ataques de fagos.es_ES
dc.description.abstractIn this thesis we have carried out a genomic, population and evolutionary analysis of the H. pylori bacteria together with several species of the same genus. H. pylori is recognized as one of the most common human obligate pathogens that colonizes the stomach and duodenum in half the human population, causing inflammation that can lead to ulcers and gastric cancer. This species presents a panmictic population behavior, with frequent mutual homologous recombination and showing great diversity in terms of genome structure and gene composition, as well as high variation in nucleotide sequence due to the high rate of mutation and recombination. As we have been able to verify, the genome of this bacterium has an average length of 1,621,671 + - 43,785 bp with an average G / C content of 40%, which is why it falls within the group of small bacterial genomes of ∼2 Mb. This reduction in size is in concordance with other free-living pathogenic bacteria in extreme environments. Likewise, the gene content is also low, having an average of 1,551 + - 42 genes per genome and a central genome made up of 802 genes. Both values obtained in this Thesis are lower than in other previous studies of this same species. These differences could be due to several causes including: the different number of strains included in each analysis, the calculation program and the respective significance filters of the central genome used, as well as the inclusion in some of these studies of paralogue and orthologous genes. jointly. However, we can point out that the size of 802 genes for the central genome is not extraordinary since, for example, the free-living Actinobacteria have a genome of approximately 800 genes. However, despite the small size of its genome in nucleotides and genes, this bacterium shows enormous variability, which is manifested in the large number of SNPs that the genes of the central genome present in the set of 53 strains analyzed. This great variability makes it possible to classify the different geographic subpopulations in an increasing number than the one initially proposed based on the analysis for only seven genes of the genome. This observation of such high variability is not exceptional for H. pylori since the sequencing of a large number of prokaryotic genomes and the comparison of sequences of closely related species have revealed a high frequency in a large repertoire of genomic variations, which can ranging from single nucleotide variations to large chromosome block insertion-deletion events. The origin of this large amount of variability can have several explanations, none of them mutually exclusive. Among these we can point out: I) lifestyle II) illegitimate recombination by-products (homologous recombination) III) imprecise non-homologous repair mechanism during aberrant DNA replication to repair broken replication forks and IV) presence of repeated elements in its genome. As a result of the erroneous recombination processes, we have been able to verify that inversions are the most frequent chromosomal mutation, existing inversions characteristic of each region, and there are subgroups within them that could have been produced by genetic drift processes. This same association occurs when a structural and phylogenetic analysis is carried out based on the SNPs detected, since we can observe a geographical pattern in which it is possible, in general, to assign each strain according to its origin. We also identified up to six hybrid strains, four of them for the first time in this work and whose genome is the result of the recombination of at least three genomes of different geographical origin. In this sense, we have also verified the great influence that gene flow has on the population structure of this species, producing a large amount of mix between different geographic regions, with donor and other recipient regions. We have also been able to verify that, in addition to the aforementioned mechanisms that contribute to the conformation of the genome, in H. pylori concerted evolution and selection play an important role in its evolutionary dynamics. Thus, for seven duplicated genes, we found evidence of concerted evolution, that is, of homogenization of intergenic sequences for those regions of the gene in which it was possible to verify that recombination occurred. In order to have a broader vision of the evolution of this species and its relationship with other species of the genus Helicobacter, we have carried out a comparative analysis of H. pylori with seven species of the genus. From these analyzes, we can deduce that the African strains of H. pylori are the most related to H. acinonychis species also from the gastric environment. Finally, we have carried out a study on the different immune systems that the genus presents. We have verified that they present a great diversity of systems in the set of species and that almost all species have more than three immune systems, which allows them a better defense against phage attacks.es_ES
dc.description.sponsorshipTesis Univ. Granada.es_ES
dc.format.mimetypeapplication/pdfen_US
dc.language.isospaes_ES
dc.publisherUniversidad de Granadaes_ES
dc.rightsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 España*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/*
dc.subjectHelicobacter pylories_ES
dc.subjectGenomaes_ES
dc.titleEstudios genómicos y dinámica evolutiva en Helicobacter pylories_ES
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesises_ES
europeana.typeTEXTen_US
europeana.dataProviderUniversidad de Granada. España.es_ES
europeana.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/en_US
dc.rights.accessRightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesses_ES
dc.type.hasVersioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersiones_ES


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