隨著基因調(diào)控在生物醫(yī)學(xué)研究的深化發(fā)展,基因表達(dá)、轉(zhuǎn)錄、翻譯等相關(guān)研究也引起了數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算機(jī)、物理、化學(xué)等領(lǐng)域的學(xué)者和專家越來(lái)越多的熱切關(guān)注,更成為了現(xiàn)代分子生物學(xué)中的重要熱門(mén)課題。基因表達(dá)的中心法則:DNA指導(dǎo)RNA的生成,RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的生成,主要包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)步驟,每一個(gè)步驟都包含大量的生化反應(yīng),跨越多個(gè)時(shí)間尺度�；蜣D(zhuǎn)錄是所有生命的核心,是基因表達(dá)的第一階段,因此闡明轉(zhuǎn)錄的分子機(jī)制及其調(diào)控原理十分重要。本文討論的問(wèn)題由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng),通過(guò)建立和分析兩路徑模型,研究多條信號(hào)誘導(dǎo)路徑對(duì)基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控,以及同一基因的mRNA分子拷貝數(shù)在單細(xì)胞的質(zhì)量分布。具體內(nèi)容如下:第一章為緒論,概述基因轉(zhuǎn)錄的歷史背景、轉(zhuǎn)錄機(jī)制、研究進(jìn)展和預(yù)備知識(shí),并說(shuō)明本文的主要研究?jī)?nèi)容。理解單細(xì)胞中的基因應(yīng)答環(huán)境變化作出調(diào)控一直是一個(gè)核心問(wèn)題。最近的生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)產(chǎn)生了關(guān)于表達(dá)動(dòng)力學(xué)和噪聲的大量數(shù)據(jù)。為了使理論與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)良好擬合,在基因表達(dá)模型中,常常需要調(diào)節(jié)基因的激活率和失活率,mRNA的合成率等。在經(jīng)典的兩狀態(tài)模型中,活性的mRNA和蛋白質(zhì)以脈沖式爆發(fā)和合成行為被認(rèn)為由在基因開(kāi)啟和基因閉合隨機(jī)切換形... 

【文章來(lái)源】：廣州大學(xué)廣東省

【文章頁(yè)數(shù)】：99 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

基因轉(zhuǎn)錄、翻譯及蛋白質(zhì)的合成同類型的蛋白質(zhì)，每個(gè)蛋白質(zhì)都只對(duì)應(yīng)一個(gè)基因，但反之則不然

第1章緒論圖1-2:基因表達(dá)的中心法則許多轉(zhuǎn)錄在短時(shí)間內(nèi)快速生成，中間有可能有相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有生成物，這進(jìn)一步表明基因的開(kāi)啟或關(guān)閉狀態(tài)持續(xù)時(shí)間[11,21]，以及基因相同細(xì)胞群中mRNA和蛋白質(zhì)拷貝數(shù)的波動(dòng)的是變化的[17,62,63,80]，這說(shuō)明基因在開(kāi)啟狀態(tài)和閉合狀態(tài)隨機(jī)切換時(shí)轉(zhuǎn)錄爆發(fā)的主要原因�；蜣D(zhuǎn)錄的主要步驟通常分為三個(gè)階段：起始、延伸和終止[87]，如圖1-3所示。起始：最初階段，RNA聚合酶（RNApolymerase）識(shí)別啟動(dòng)子，一段時(shí)間后，因子被釋放出來(lái)，幫助聚合酶穩(wěn)定地結(jié)合到啟動(dòng)子上。RNA聚合酶-啟動(dòng)子閉合復(fù)合物形成，DNA堿基對(duì)被破壞，形成單鏈的轉(zhuǎn)錄泡（transcriptionbabble)。斷裂的DNA堿基對(duì)形成堿基鍵，可以被轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)識(shí)別。一旦轉(zhuǎn)錄因子和堿基鍵鏈接，便在編碼區(qū)形成啟動(dòng)子-聚合酶復(fù)合體，并且復(fù)合體的結(jié)構(gòu)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生改變，使得起始過(guò)程繼續(xù)下去。延伸：在RNA聚合酶合成一小段RNA后，轉(zhuǎn)錄泡不斷向前推進(jìn)，前面DNA雙鏈不斷打開(kāi)，后面DNA重新復(fù)制，雙鏈逐漸生成，轉(zhuǎn)錄就進(jìn)入延伸階段。RNA聚合酶隨著模板鏈繼續(xù)移動(dòng)，并且一直停留在啟動(dòng)子處，直到前面9個(gè)核苷酸合成才離開(kāi)。在停留過(guò)程中，多次合成短RNA鏈延長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)期。3

轉(zhuǎn)錄周期的三個(gè)階段：起始，延伸和終止

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]分子系統(tǒng)生物學(xué)的數(shù)學(xué)建模與分析[J]. 周天壽,唐云.  數(shù)學(xué)建模及其應(yīng)用. 2017(01)



本文編號(hào)：3607638