细菌类核形成的分相分离情景
生物物理
2018-09-20 v1 软凝聚态物质
生物大分子
摘要
导致细菌基因组DNA在称为类核的结构内压缩的机制是一个长期存在但仍激烈争论的问题。最令人困惑的是，类核仅占据细胞的很小一部分，尽管它并未被任何膜与细胞质其余部分分隔，且在细胞外将占据约大一千倍的体积。在此，通过粗粒化模型的数值模拟，我们详述了一种猜想：类核的形成可能源于由DNA线圈与细胞质中存在的非结合球状大分子（推测为功能性核糖体）的脱混所驱动的分相分离机制。采用球形、哑铃形或八面体几何形状的拥挤物进行的模拟，凸显了DNA压缩水平对DNA/DNA、DNA/拥挤物及拥挤物/拥挤物排斥相互作用不对称性敏感依赖，从而支持分相分离情景。模拟还一致预测在堵塞阈值附近DNA压缩显著增强。此外，采用不同尺寸拥挤物进行的模拟表明，各物种的最终密度分布源于热力学力与空间位阻之间的竞争，因此较大的拥挤物仅在中等总拥挤物浓度下被选择性排出类核。本工作得出若干预测，或可最终通过实验检验。
引用
@article{arxiv.1809.07154,
title = {Segregative phase separation scenario of the formation of the bacterial nucleoid},
author = {Marc Joyeux},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.07154},
year = {2018}
}