基因转录调控系统基因开关与随机共振的研究

论文摘要

本学位论文用随机模拟的方法研究了有界噪声和时间延迟的存在对基因转录调控系统及其随机共振现象的影响。首先,对基因转录调控模型研究的背景和意义以及研究现状进行了介绍。其次,深入地研究了有界噪声和时间延迟作用下的基因转录控制系统的性质,得到了一系列研究成果。通过对转录因子浓度的稳态分布和稳态平均值的数值模拟,研究了含有交叉关联sine-Wiener噪声和线性项时间延迟的基因转录调控系统模型。结果表明:（i）无关联无延迟,乘性噪声强度（B）增强时,出现基因开关过程（on→off）;（ii）有关联无延迟,乘性噪声强度、加性噪声强度（A）以及噪声关联强度（λ）的强度变化都可以诱导基因开关过程的出现;（iii）强关联无延迟,随乘性噪声强度和加性噪声强度的增大,都可以诱导二次开关过程（on→off→om）的出现;（iv）线性项延迟（τ）增强时,出现基因开关过程（on→off）并且在关联强度与线性项时间延迟协同作用时浓度平均值存在一敏感区域即快速开关过程区域。上述结果表明外部摄动和延迟可以加强或者抑制基因转录过程,对基因转录过程的调控提供一种理论上的可能性。通过对存在sine-Wiener噪声、线性项延迟以及周期信号基因转录调控系统的功率谱增益的数值模拟。在合理的噪声强度范围内,适当的周期信号的存在可以激发随机共振现象的出现。数值模拟的结果显示:（i）共振强度（η）对乘性噪声的敏感度比加性噪声的更高;（ii）共振强度与关联强度为正相关且影响为全局性;（iii）线性项延迟对共振强度无影响;（iv）共振强度与周期信号强度（C）为负相关且影响为全局性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
•   1.1 研究背景
•   1.2 基因调控模型
•   1.3 随机共振
•   1.4 本论文的研究内容
•   1.5 本论文的结构安排
• 第二章 有界噪声驱动与时间延迟驱动的基因开关现象
•   2.1 sine-Wiener噪声驱动的基因调控模型
•     2.1.1 噪声驱动的基因调控模型及基因开关现象
•     2.1.2 sine-Wiener噪声与数值模拟
•   2.2 sine-Wiener噪声驱动的基因开关现象
•     2.2.1 非相关噪声
•     2.2.2 相关噪声
•   2.3 时间延迟对转录因子浓度分布的影响
•     2.3.1 时间延迟
•     2.3.2 数值模拟结果与分析
•   2.4 小结
• 第三章 基因转录调控系统的随机共振现象
•   3.1 周期信号驱动下的数值模拟
•   3.2 数值模拟结果与分析
•     3.2.1 乘性噪声诱导的随机共振
•     3.2.2 加性噪声诱导的随机共振
•     3.2.3 噪声强度、关联强度、周期信号强度与随机共振的关系
•   3.3 小结
• 第四章 总结与展望
•   4.1 总结
•   4.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表相关文章列表
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 郭棣

导师: 梅冬成

关键词: 基因转录,噪声,基因开关过程,时间延迟,随机共振

来源: 云南大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 力学,生物学

单位: 云南大学

分类号: Q78;O321

总页数: 66

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