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操纵子对基因表达的调控及局部建模框架。 (英语) Zbl 1409.92086

Robeva,Raina(ed.)等人,《代数与组合计算生物学》。阿姆斯特丹:爱思唯尔/学术出版社。数学。科学。英国,89-146(2019年)。
摘要:为了使细胞保持体内平衡,基因表达必须被仔细调控。在原核生物中,基因通常聚集在一起并共同转录,这意味着控制特定细胞功能的一小群基因要么全部“开启”,要么全部“关闭”。这样一组基因被称为操纵子,它们有四种基本类型。操作子可以是可诱导的,也可以是抑制的,这取决于它们默认是开还是关。此外,调控方法可以是阳性还是阴性,取决于抑制蛋白是阻止转录还是激活蛋白刺激转录。经典地说,数学生物学家用从质量作用动力学定律导出的微分方程来模拟操纵子。最近,他们已经用离散的方法,如布尔网络和逻辑网络来建模。在这一章中,我们介绍了有限集上的局部模型的概念,它基本上是一个函数的集合,而没有具体说明任何关于动力学或它们是如何组成的。这将布尔网络和逻辑网络统一到一个框架中。给定一个局部模型,函数可以同步更新,定义一个有限动力系统(FDS),也可以异步更新,就像逻辑模型经常做的那样。当然,还有其他更新方案,但我们将在本章中只考虑这两个基本方案。在比较了局部模型的同步和异步“状态空间”之后,我们将证明局部模型、同步状态空间和异步状态空间之间的双向映射。在本章中,我们还将介绍模型生物体中的两个基本操作子大肠杆菌:乳糖(lac)和阿拉伯糖(ara)操纵子。我们将展示如何将这些基因调控网络建模为局部模型,以及如何使用计算代数和免费提供的软件工具进行分析。具体来说,我们将使用Macaulay2计算代数软件、基因交互网络模拟(GINsim)和一个新的在线众包平台TURING:有限动力系统计算算法。
整个系列请参见[Zbl 1404.92006].

理学硕士:

92C40型 生物化学、分子生物学
92D10型 遗传学和表观遗传学
92-08年 生物学问题的计算方法
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全文: 内政部