Математическая модель нелинейной кинетики молекулы ДНК и ее применение для анализа клеточной динамики
19 сентября 2020 года
07:24
Математическая модель нелинейной кинетики молекулы ДНК и ее применение для анализа клеточной динамики
Текст новости:
и степень ее разработанности. В настоящее время обращается особое внимание на то, что формирование и наследование определенных признаков (фенотипа) клетки можно рассматривать как влияние некоторого «аттрактора», характеризующего динамическое состояние системы на молекулярном уровне. Концепция аттрактора предполагает, что система эволюционирует к предпочтительному (минимальному по энергии) состоянию, являющемуся компактным подмножеством фазового пространства динамической системы. Наличие аттракторов системы, соответствующих определенным фенотипам клетки, означает, что существует некое «энергетическое поле», описывающее процесс реализации генома в тот или иной фенотип и представляющее собой множество метастабильных «притягивающих» состояний системы. В 1942 году К. Уоддингтон предложил образное представление данного энергетического поля, названное им эпигенетическим ландшафтом. Эпигенетический ландшафт определяет воздействие генов на развитие фенотипа клетки и может быть интерпретирован как профиль энергии молекулы ДНК, определяющий феногенез клетки. Одной из первых работ, в которой было предложено теоретическое описание изменения энергии ДНК, является исследование А.В. Инглэндера с соавторами, посвященное исследованию природы открытых состояний в длинных полинуклеотидных двойных спиралях. В работе был предложен нелинейный гамильтониан и впервые получено решение в виде автосолитона, имитирующее локальное расплетание двойной спирали. Дальнейшее развитие исследований в данном направлении получило в работах С. Ямосу, С. Такено и С. Хомма, Дж.А. Крумхансла с соавторами, В.К. Федянина с соавторами, Л.В. Якушевич, Ч.-Т. Жанга, Е.В. Проховского, В. Муто с соавторами, Л.Л. Ван Зандта, М. Пейрара, Т. Даоксиса, Г. Гаету, М. Салерно, А.А. Боголюбского и И.Л. Боголюбской, В. Хаи, Дж.А. Гонзализа и М. Мартина-Ландрова. Отличительной чертой результатов, полученных этой группой авторов, является учет структурнодинамических параметров применительно к изучению функциональных свойств молекулы ДНК. В работах М. Пейрара отмечается, что исследования статической структуры и динамических свойств молекулы ДНК без учета температурных эффектов недостаточны для понимания процессов инициации и поддержания феногенеза клетки. Это связано с тем, что термические флуктуации играют важную роль при устойчивых и наследуемых изменениях экспрессии генов. Поэтому для описания изменения энергии молекулы ДНК целесообразным представляется использование концепции свободной энергии системы, а для изучения процессов формирования и развития фенотипа клетки – применение этой концепции в рамках статистической механики. Статистикотермодинамический подход к описанию ДНК применялся многими 3

Текст со страницы (автоматическое получение):
ПРИЕМНАЯ
ВЫСШАЯ АТТЕСТАЦИОННАЯ КОМИССИЯ
при Министерстве науки и высшего образования Российской Федерации
Высшая аттестационная комиссия при Министерстве науки и высшего образования Российской Федерации создана в целях обеспечения государственной научной аттестации
ВЫСШАЯ АТТЕСТАЦИОННАЯ КОМИССИЯ
Автоматическая система мониторинга и отбора информации
Источник
Другие материалы рубрики