基因調控的隨機分歧行為(I)

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Title:	基因調控的隨機分歧行為(I)
Other Titles:	Stochastic Bifurcation in Genetic Regulation(I)
Authors:	曾文哲
Contributors:	淡江大學物理學系
Date:	2005
Issue Date:	2009-03-16 12:05:49 (UTC+8)
Abstract:	在基因調控的網絡中，基因活動的控制是藉由分子信號來決定該基因的轉錄與相應蛋白質的合成之時機與頻繁程度。轉錄調控系統要發揮功能，就必須能夠在二個以上的表現狀態間轉換，而且能夠"記得"由瞬時調控信號所設定的狀態。過去許多對轉錄調控所做的數學模型是將基因產物的製造過程以確定性的方程式來描述(由定性的推理便可推斷此系統至少有兩種穩定的不變態，所以演進的方程組不可能是線性的)，在這些模型中對於基因產物的濃度和控制轉錄速率的操縱子的化學狀態均是以連續化來處理。然而，基因調控和基因的表現本質上是種隨機程序，最明顯的例子就是在相同環境條件下同源細胞族群可以產生不一致的表現。這種隨機行為的起源，可以歸結到在離散的操縱子狀態(處於自由態或是與一些特定蛋白質鍵結的狀態)間的隨機躍遷，以及在調控單元(細胞、細菌或病毒)中所包含的DNA及一些重要的調控分子等成分之個數很少所造成的高變異性。最近的一些實驗也顯示在轉錄調控的過程中有相當的隨機性，相關的實驗結果也支持對誘導信號的回應造成的基因啟動的確是一種隨機過程，這些內在的隨機性對於基因調控網絡的行為必然有定量和定性的影響。此結果顯示在基因調控的領域內仍有許多基本而重要的問題值得深入探討，於是我們便決定要朝將這些確定性分歧行為做自然的隨機推廣並分類的方向做研究，並探討一些受雜訊影響的簡單基因開關的分歧架構。
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