交互式信号路径随机基因表达的定性研究及应用

发布时间：2022-01-25 01:16

　　随着基因调控在生物医学研究的深化发展,基因表达、转录、翻译等相关研究也引起了数学、统计、计算机、物理、化学等领域的学者和专家越来越多的热切关注,更成为了现代分子生物学中的重要热门课题。基因表达的中心法则:DNA指导RNA的生成,RNA指导蛋白质的生成,主要包括转录和翻译两个步骤,每一个步骤都包含大量的生化反应,跨越多个时间尺度。基因转录是所有生命的核心,是基因表达的第一阶段,因此阐明转录的分子机制及其调控原理十分重要。本文讨论的问题由实验数据驱动,通过建立和分析两路径模型,研究多条信号诱导路径对基因转录的调控,以及同一基因的mRNA分子拷贝数在单细胞的质量分布。具体内容如下:第一章为绪论,概述基因转录的历史背景、转录机制、研究进展和预备知识,并说明本文的主要研究内容。理解单细胞中的基因应答环境变化作出调控一直是一个核心问题。最近的生物医学实验已经产生了关于表达动力学和噪声的大量数据。为了使理论与实验数据良好拟合,在基因表达模型中,常常需要调节基因的激活率和失活率,mRNA的合成率等。在经典的两状态模型中,活性的mRNA和蛋白质以脉冲式爆发和合成行为被认为由在基因开启和基因闭合随机切换形... 

【文章来源】：广州大学广东省

【文章页数】：99 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

基因转录、翻译及蛋白质的合成同类型的蛋白质，每个蛋白质都只对应一个基因，但反之则不然

第1章绪论图1-2:基因表达的中心法则许多转录在短时间内快速生成，中间有可能有相对较长时间没有生成物，这进一步表明基因的开启或关闭状态持续时间[11,21]，以及基因相同细胞群中mRNA和蛋白质拷贝数的波动的是变化的[17,62,63,80]，这说明基因在开启状态和闭合状态随机切换时转录爆发的主要原因。基因转录的主要步骤通常分为三个阶段：起始、延伸和终止[87]，如图1-3所示。起始：最初阶段，RNA聚合酶（RNApolymerase）识别启动子，一段时间后，因子被释放出来，帮助聚合酶稳定地结合到启动子上。RNA聚合酶-启动子闭合复合物形成，DNA碱基对被破坏，形成单链的转录泡（transcriptionbabble)。断裂的DNA碱基对形成碱基键，可以被转录因子的结合位点识别。一旦转录因子和碱基键链接，便在编码区形成启动子-聚合酶复合体，并且复合体的结构会在短时间内发生改变，使得起始过程继续下去。延伸：在RNA聚合酶合成一小段RNA后，转录泡不断向前推进，前面DNA双链不断打开，后面DNA重新复制，双链逐渐生成，转录就进入延伸阶段。RNA聚合酶随着模板链继续移动，并且一直停留在启动子处，直到前面9个核苷酸合成才离开。在停留过程中，多次合成短RNA链延长转录启动期。3

转录周期的三个阶段：起始，延伸和终止

【参考文献】：
期刊论文
[1]分子系统生物学的数学建模与分析[J]. 周天寿,唐云.  数学建模及其应用. 2017(01)



本文编号：3607638