等基因遗传和渠化的介观生化基础：随机性、非线性和涌现景观
亚细胞过程
2012-05-15 v1 生物物理
摘要
介观体积中的生化反应系统，在持续的环境化学梯度下，可以具有多个随机吸引子。已知其起源有两种不同的机制：(a) 随机单分子事件，如基因表达，具有缓慢的基因开关动力学；(b) 具有反馈的非线性网络。这两种机制对吸引子的逗留时间产生不同的体积依赖性。如同经典的Arrhenius理论中温度依赖的跃迁速率，景观视角为系统行为提供了自然框架。然而，由于开放化学系统的非平衡性质，景观及其所代表的吸引子本身都是复杂介观动力学的涌现性质。在景观方面，我们展示了Kramers方法的推广是可能的，以提供速率理论。吸引子的涌现是介观系统中自组织的一种形式；生化系统（如基因调控和细胞信号传导）中的随机吸引子通过细胞分裂自然可遗传。因此，Delbrück-Gillespie的介观反应系统理论为自发等基因转换和渠化提供了生化基础。
引用
@article{arxiv.1202.4550,
title = {Mesoscopic Biochemical Basis of Isogenetic Inheritance and Canalization: Stochasticity, Nonlinearity, and Emergent Landscape},
author = {Hong Qian and Hao Ge},
journal= {arXiv preprint arXiv:1202.4550},
year = {2012}
}
备注
24 pages, 6 figures