MARC

 008260219s2025        us  ||||||||||||||c||eng  d
■001000017359366
■00520260202105109
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798293893317
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32236833
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a576
■1001  ▼aShalvarjian,  Katharine  Elizabeth.
■24510▼aExploring  the  Microbial  Twilight  Zone:  Adaptations  to  Genetic  Code  Ambiguity  in  Methanosarcina  acetivorans.
■260    ▼a[S.l.]▼bUniversity  of  California,  Berkeley.  ▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a174  p.
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-04,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Nayak,  Dipti  D.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  California,  Berkeley,  2025.
■520    ▼aThe  ability  to  transfer  information  from  DNA  to  RNA  to  protein  is  a  fundamental  characteristic  of  life.  The  flow  of  information  between  biomolecules  was  first  described  using  a  model  termed  the  "central  dogma,"  through  which  genetic  information,  stored  in  the  four  nucleotides  of  DNA,  is  transcribed  to  mRNA,  and  the  resulting  three  base-pair  codons  are  decoded  during  protein  synthesis,  or  translation.  Contemporarily,  the  organization  of  the  central  dogma  is  used  as  a  scaffold  for  the  diverse  and  varied  mechanisms  of  cellular  information  flow  across  the  tree  of  life.  It  follows  that  the  genetic  code  is  fundamental  to  the  central  dogma,  as  it  defines  the  framework  for  how  the  codons  of  mRNA  are  interpreted  and  decoded  into  protein  sequence.  Given  its  universality  and  essentiality  to  protein  synthesis,  the  genetic  code  was  first  proposed  to  be  immutable,  a  "frozen  accident  in  time"  that  was  incapable  of  evolution.  This  is  due  in  part  to  the  diverse  suite  of  translational  machinery-ribosomes,  release  factors,  tRNA's,  and  their  cognate  tRNA  synthetases-that  is  required  to  decode  mRNA.  Any  change  to  the  canonical  encoding  of  twenty  amino  acids  in  sixty-one  sense  codons  would  necessarily  require  compensatory  changes  to  this  translational  machinery,  which  was  initially  thought  to  be  an  insurmountable  evolutionary  challenge.  Yet,  the  discovery  of  over  thirty  alternative  genetic  codes  in  the  years  since  the  genetic  code  was  proposed  1961,  demonstrates  that  it  is  subject  to  the  same  pressures  that  govern  cellular  evolution. An  alternative  genetic  code  encapsulates  myriad  types  of  codon  reassignments,  where  either  a  sense  or  nonsense  (i.e.,  stop)  codon  is  captured  and  assigned  to  a  meaning  that  deviates  from  the  standard  genetic  code.  These  alternative  genetic  codes  are  found  across  all  domains  of  the  tree  of  life  and  can  range  in  complexity.  Most  involve  single  codon  changes,  wherein  the  genetic  code  degeneracy  allows  for  a  sense  codon  to  be  reassigned  to  a  pre-existing  amino  acid,  as  in  the  case  of  certain  fungi,  like  Candida  albicans  and  members  of  Saccharomycotina.  In  other,  more  extreme  cases,  like  the  yeast  mitochondrial  genome,  six  codons  (five  sense  codons  and  one  stop  codon)  have  been  reassigned  to  standard  amino  acids.  The  co-option  of  one  of  the  three  stop  codons  (TAG/UAG,  TGA/UGA,  and  TAA/UAA)  as  a  sense  codon  is  a  common  form  that  alternative  genetic  codes  take  and  is  characteristic  of  several  bacterial,  archaeal,  eukaryotic,  and  even  phage  genetic  codes.  Yet,  in  contrast  to  sense-to-sense  codon  reassignments,  nonsense-to-sense  genetic  codes  present  a  unique  challenge  in  how  cells  adapt  to  complete  or  partial  reassignment  of  one  of  its  stop  codons.  In  the  former,  complete  stop  re-assignment  typically  co-occurs  with  the  gain  of  a  codon-specific  suppressor  tRNA  for  the  given  codon,  and,  sometimes,  loss  of  release  factor  activity.  In  theory,  this  buffers  the  cell  from  the  challenge  of  balancing  between  truncated  and  elongated  protein  forms:  a  conundrum  that  arises  when  partial,  or ambiguous,  codon  reassignment  allows  for  a  nonsense  codon  to  be  interpreted  as  both  a  stop  and  sense  codon. Natural  genetic  code  expansions  represent  a  unique  case  of  nonsense-to-sense  codon  reassignment,  under  which  a  stop  codon  is  co-opted  to  either  conditionally  or  stochastically  encode  an  amino  acid  outside  of  the  standard  twenty.  While  there  are  only  two  known  natural  genetic  code  expansions  to  date-Selenocysteine  (Sec)  and  Pyrrolysine  (Pyl)-these  two  code  expansions  are  emblematic  of  the  molecular  strategies  that  are  used  to  navigate  partial  stop  codon  reassignment.  In  the  former,  charged  Sec-tRNASec  is  formed  through  the  post  transcriptional  modification  of  a  charged  Ser-tRNASec.  Sec's  incorporation  at  UGA  sites  is  contingent  upon  a  proximal  sequence  motif,  the  Sec  insertion  sequence  (SECIS)  and  is  facilitated  by  Sec-tRNASec  binding  by  a  specialized  elongation  factor  called  SelB.  Together,  the  coordination  of  these  two  processes  allows  for  partial  UGA  reassignment  to  Sec  by  splitting  UGA  sites  into  two  pools:  1)  true  stops,  which  lack  the  SECIS  cue,  and  2)  true  Sec  sequences,  which  contain  the  proximal  SECIS  element.  In  contrast,  Pyl  is  freely  biosynthesized  in  the  cell,  and  its  incorporation  at  UAG  sites  is,  to  date,  independent  of  either  sequence  motif  or  specialized  elongation  factor.  Thus,  how  Pyl-encoding  organisms  navigate  ambiguous  interpretation  of  UAG  sites,  as  either  Pyl  or  stop,  remains  largely  unknown.  In  this  dissertation,  I  use  Pyl  as  a  system  to  address  how  ambiguity  in  information  transfer  (i.e.,  ambiguous  UAG  decoding)  is  productively  maintained  in  the  Pyl-encoding,  methane-producing  archaeon  Methanosarcina  acetivorans. Chapter  1  of  this  thesis  discusses  and  reviews  literature  pertaining  to  the  transcriptional  regulation  of  methane  metabolism  in  the  domain  Archaea,  a  class  of  organisms  to.  (Abstract  shortened  by  ProQuest).
■590    ▼aSchool  code:  0028.
■650  4▼aMicrobiology.
■650  4▼aBiology.
■650  4▼aBiochemistry.
■650  4▼aGenetics.
■653    ▼aArchaeal  transcription
■653    ▼aGenetic  code  expansion
■653    ▼aMethanogens
■653    ▼aPyrrolysine
■653    ▼aNucleotides
■690    ▼a0410
■690    ▼a0487
■690    ▼a0306
■690    ▼a0369
■71020▼aUniversity  of  California,  Berkeley▼bMicrobiology.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-04B.
■790    ▼a0028
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17359366▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

미리보기

내보내기

chatGPT토론

Ai 추천 관련 도서