基因表达的随机性.pptx

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遗传上相同的细胞,在相同的环境下,可以表现出不同的分子含量及不同的表型特征。这种不同是与基因表达的随机性有关系的。
随机性产生原因:转录和翻译的波动
一般情况下,随机性对细胞功能有不利影响,但也有利影响
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本文主要讨论内容
引起单个基因表达水平波动的理论机制
用来证实理论机制的实验研究
随机性对基因调控网络的影响的实验研究
给出了在同基因细胞群中导致表型不同的随机机制;得到了随机性对疾病的重要性的根据
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随机性的起源和重要性
单个基因的表达模型
表示翻译效率
表示转录效率
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图一提供了一个理论框架,以这个框架为基础理解随机性对原核和真核基因表达的影响
通过比较确定性和随机性模型下获得的细胞内蛋白质的浓度,说明单个基因表达的分子水平上的噪声
在满足一定条件(很大,但比值为常数;很大,但比值为常数)时,确定性模型和随机性模型预测的蛋白质浓度相似(图二a)
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图二
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分子水平噪音怎样影响基因表达
有限数影响和翻译突发
系统规模是产生基因表达随机性的重要因素:
对比图二a和b,当系统规模减小时,噪声增加(有限数影响)
比较图二a和c,c的转录比率相对于a减少100倍,mRNA的表达量减少100倍,但蛋白质表达量不变,相当于翻译比率增加100倍(翻译突发)
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比较三个图:a、c比较,c有较高的翻译比率,和较低的mRNA表达量,出现波动的幅度比较大;而b、c比较,c只比b有较高的翻译比率,c相对于b的波动改变很小。
结论:转录比翻译影响基因表达随机性更强
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翻译突发和噪声强度
一般情况下,用衡量噪声,但有时从定性上考虑用比较难区分,因此有时候也用来说明噪声
但噪声强度增加,不一定噪声增加。当两个基因有相似含量的表达时,只能说明高噪声强度的基因随机性大
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缓慢启动子动力学和转录突发
启动子的转换比率对分子水平噪声也有影响
图三
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