双稳态:细胞体积、蛋白质扩散和热力学的要求

摘要:生物体内普遍存在双稳态现象,对于酶诱导、赌注投资和表观遗传转换等方面非常有用。然而,对于这种现象的描述大多数基于确定性动力学模型或混合均匀的随机模型。在本研究中,我们使用分析计算和随机时空模拟将已知的生物双稳态系统映射到已被充分研究的生化Schloegl模型。除了网络结构和强烈的热力学偏离平衡外,我们还展示了双稳态需要朝小细胞体积(或区域)和快速蛋白质扩散(混合均匀)的细调。因此,双稳态是脆弱的,可能仅限于小型细菌和真核细胞核,并在细胞周期中通过体积变化触发转换。对于大体积,单个细胞通常失去双稳态转换的能力,而是经历一级相变。

作者:Robert G. Endres

论文ID:1503.01997

分类:Subcellular Processes

分类简称:q-bio.SC

提交时间:2017-02-08

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