DNA 结合位点和慢解离动力学在基于滴定振荡器中的作用
生物物理
2016-01-06 v2 分子网络
摘要
遗传振荡器（如生物钟）不断受到来自基因调控中少量分子所产生的分子噪声的扰动。随机性的最强来源之一是由调节蛋白与染色体 DNA 中启动子结合所产生的二元噪声。在本研究中，我们聚焦于两个基于激活剂滴定和抑制剂滴定的最小振荡器，以理解对振荡和克服二元噪声重要的关键参数。我们表明，尽管传统上被认为是一个快速参数，从 DNA 解离的速率需要是缓慢的，以拓宽振荡解的空间。多个独立 DNA 结合位点的增加进一步扩展了抑制剂滴定振荡器的振荡参数空间，并延长了两个振荡器的周期。该效应是由于多个结合位点导致解离动力学有效延迟增加以及特异性于抑制的启动子超敏性增强的组合。我们随后使用随机模拟表明，多个结合位点通过减轻二元噪声增加了振荡的相干性。DNA 解离速率的慢值也由于距分岔点距离增加而有效缓解分子噪声。我们的工作展示了在基因回路的生物物理模型中常被忽略的 DNA 结合位点和慢解离动力学如何对遗传振荡器的时间和随机动力学产生显著影响。
引用
@article{arxiv.1509.07420,
title = {Role of DNA binding sites and slow unbinding kinetics in titration-based oscillators},
author = {Sargis Karapetyan and Nicolas E. Buchler},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.07420},
year = {2016}
}