Ultrasensitivity
મોલેક્યુલર બાયોલોજીમાં, અતિસંવેદનશીલતા એ આઉટપુટ રિસ્પોન્સનું વર્ણન કરે છે જે હાયપરબોલિક માઈકલિસ-મેન્ટન રિસ્પોન્સ કરતાં ઉત્તેજના પરિવર્તન માટે વધુ સંવેદનશીલ હોય છે. અલ્ટ્રાસેન્સિટિવિટી એ કોષ ચક્રમાં બાયોકેમિકલ સ્વીચોમાંનું એક છે અને તે સંખ્યાબંધ મહત્વપૂર્ણ સેલ્યુલર ઘટનાઓમાં સંકળાયેલું છે, જેમાં ઝેનોપસ લેવિસ oocytes માં G2 કોષ ચક્ર ધરપકડમાંથી બહાર નીકળવાનો સમાવેશ થાય છે, એક તબક્કો જેમાં કોષ અથવા જીવતંત્ર પાછા ફરવા માંગતા નથી. અતિસંવેદનશીલતા એ એક સેલ્યુલર સિસ્ટમ છે જે અલગ સેલ્યુલર સ્થિતિમાં પ્રવેશ કરે છે. અતિસંવેદનશીલતા પ્રથમ ઇનપુટ સિગ્નલને નાનો પ્રતિસાદ આપે છે, પરંતુ ઇનપુટ સિગ્નલમાં વધારો ઉચ્ચ અને ઉચ્ચ સ્તરનું આઉટપુટ ઉત્પન્ન કરે છે. આ અવાજને ફિલ્ટર કરવા માટે કાર્ય કરે છે, કારણ કે ટ્રિગર માટે ઉત્તેજનાની નાની ઉત્તેજના અને થ્રેશોલ્ડ સાંદ્રતા (ઇનપુટ સિગ્નલ) જરૂરી છે જે સિસ્ટમને ઝડપથી સક્રિય થવાની મંજૂરી આપે છે. અતિસંવેદનશીલ પ્રતિભાવો સિગ્મોઇડલ આલેખ દ્વારા રજૂ થાય છે, જે સહકારીતા જેવા હોય છે. અતિસંવેદનશીલતાનું પ્રમાણ ઘણીવાર લગભગ હિલ સમીકરણ દ્વારા કરવામાં આવે છેઃ જ્યાં હિલનો ગુણાંક (એન) અતિસંવેદનશીલ પ્રતિક્રિયાના માત્રાત્મક માપને રજૂ કરી શકે છે. ઐતિહાસિક વિકાસ ઝીરો-ઓર્ડર અતિસંવેદનશીલતાને સૌપ્રથમ આલ્બર્ટ ગોલ્ડબીટર અને ડેનિયલ કોશલેન્ડ, જુનિયર દ્વારા 1981 માં પ્રોસિડિંગ્સ ઓફ ધ નેશનલ એકેડેમી ઓફ સાયન્સિસમાં એક પેપરમાં વર્ણવવામાં આવી હતી. તેઓએ ગાણિતિક મોડેલિંગનો ઉપયોગ કરીને દર્શાવ્યું હતું કે પ્રથમ ક્રમના ગતિશાસ્ત્રની બહાર કાર્યરત ઉત્સેચકોમાં ફેરફાર કરવા માટે સુધારેલા પ્રોટીનની માત્રામાં મોટા ફેરફારો કરવા માટે પ્રભાવકની સાંદ્રતામાં માત્ર નાના ફેરફારોની જરૂર પડે છે. આ વિસ્તરણ જૈવિક નિયંત્રણમાં વધારાની સંવેદનશીલતા પ્રદાન કરે છે, અને ઘણી જૈવિક પ્રણાલીઓમાં આનું મહત્વ સૂચવે છે. ઘણી જૈવિક પ્રક્રિયાઓ દ્વિસંગી (ચાલુ-બંધ) હોય છે, જેમ કે કોષના ભાગ્યના નિર્ણયો, ચયાપચયની સ્થિતિઓ અને સંકેત માર્ગો. અતિસંવેદનશીલતા એ એક પરિવર્તન છે જે આવી જૈવિક પ્રક્રિયાઓમાં નિર્ણય લેવામાં મદદ કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, એપોપ્ટોટિક પ્રક્રિયામાં, એક નમૂનાએ દર્શાવ્યું હતું કે એપોપ્ટોસિસના અવરોધકો દ્વારા કેસ્પેઝ 3 (કેસ્પે 3) અને કેસ્પે 9ના અવરોધનો સકારાત્મક પ્રતિસાદ અતિસંવેદનશીલતા (બાયસ્ટેબિલિટી) લાવી શકે છે. આ સકારાત્મક પ્રતિસાદ કેસ્પેઝ સક્રિયકરણ (સ્વીચ ઓન) માં અપરિવર્તનીયતા પેદા કરવા માટે કેસ્પેઝ 9 ના કેસ્પે 3-મધ્યસ્થી પ્રતિસાદ ક્લેવેજ સાથે સહકાર આપે છે, જે સેલ એપોપ્ટોસિસ તરફ દોરી જાય છે. અન્ય એક નમૂનાએ પણ એપોપ્ટોટિક પ્રક્રિયામાં બી. સી. એલ.-2 પરિવારના પ્રોટીનમાં સમાન પરંતુ અલગ હકારાત્મક પ્રતિસાદ નિયંત્રણો દર્શાવ્યા હતા. તાજેતરમાં, જયરામન અને અન્ય. તેમણે પ્રસ્તાવ મૂક્યો છે કે અતિસંવેદનશીલતાની ઘટનાને વધુ ત્રણ પેટા-પ્રણાલીઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે, જે તીવ્ર ઉત્તેજના થ્રેશોલ્ડ મૂલ્યો દ્વારા અલગ પડે છેઃ બંધ, બંધ અને ચાલુ. તેમના મોડેલના આધારે, તેઓએ પ્રસ્તાવ મૂક્યો કે અતિસંવેદનશીલતાની આ પેટા-વ્યવસ્થા, બંધ-પર-બંધ, સ્વીચ જેવા અનુકૂલન જેવી છે જે એન ફોસ્ફોરાયલેશન-ડિફૉસ્ફોરાયલેશન ચક્રને એક દિશામાં જોડીને, કોઈપણ સ્પષ્ટ પ્રતિસાદ લૂપ્સ વિના પૂર્ણ કરી શકાય છે. તાજેતરના અન્ય સંશોધનોએ ભાર મૂક્યો છે કે માત્ર અતિસંવેદનશીલતા પ્રતિક્રિયાઓ બનાવવા માટે નેટવર્કની ટોપોલોજી મહત્વપૂર્ણ નથી, પરંતુ તેમની રચના (ઉત્સેચકો વિરુદ્ધ ટ્રાન્સક્રિપ્શન પરિબળો) મજબૂત અસર કરે છે કે શું તેઓ મજબૂત અતિસંવેદનશીલતા પ્રદર્શિત કરશે. ગાણિતિક મોડેલિંગ નેટવર્ક ટોપોલોજીની વ્યાપક શ્રેણી માટે સૂચવે છે કે ઉત્સેચકો અને અનુલેખન પરિબળોનું સંયોજન સંપૂર્ણપણે અનુલેખન પરિબળોથી બનેલા અથવા સંપૂર્ણપણે ઉત્સેચકોથી બનેલા નેટવર્કમાં જોવા મળે છે તેના કરતા વધુ મજબૂત અતિસંવેદનશીલતા પ્રદાન કરે છે. તંત્ર અતિસંવેદનશીલતા ઘણી પદ્ધતિઓ દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાય છેઃ બહુસ્તરીય પદ્ધતિઓ (ઉદાહરણોઃ સહકારીતા) અને બહુસ્તરીય ફોસ્ફોરાયલેશન બફરિંગ પદ્ધતિઓ (ઉદાહરણોઃ ડીકોય ફોસ્ફોરાયલેશન સાઇટ્સ) અથવા સ્ટોઇકિઓમેટ્રિક અવરોધકો સ્થાનિકીકરણમાં ફેરફારો (જેમ કે પરમાણુ પરબિડીયુંમાં સ્થાનાંતર) સંતૃપ્તિ પદ્ધતિઓ (જેને શૂન્ય-ક્રમની અતિસંવેદનશીલતા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) સકારાત્મક પ્રતિસાદ ઝિલ્લી પ્રોટીનમાં બિન-શૂન્ય-ક્રમની અતિસંવેદનશીલતા પ્રસરણશીલ એલોસ્ટરી બહુસ્તરીય પદ્ધતિઓ બહુસ્તરીય અતિસંવેદનશીલતા ત્યારે થાય છે જ્યારે એક પ્રભાવક કાસ્કેડમાં ઘણા પગલાઓ પર કાર્ય કરે છે. ક્રમિક કાસ્કેડ સંકેતો સિગ્નલમાં અવાજના ઉચ્ચ સ્તરમાં પરિણમી શકે છે જે અંતિમ આઉટપુટમાં દખલ કરી શકે છે. આ ખાસ કરીને મોટા કાસ્કેડ્સ માટે સુસંગત છે, જેમ કે ફ્લેગેલર રેગ્યુલેટરી સિસ્ટમ જેમાં માસ્ટર રેગ્યુલેટર સિગ્નલ ટ્રાન્સક્રિપ્શનને સક્રિય કરતા પહેલા બહુવિધ મધ્યવર્તી નિયમનકારો દ્વારા પ્રસારિત થાય છે. કાસ્કેડ અતિસંવેદનશીલતા અવાજ ઘટાડી શકે છે અને તેથી સક્રિયકરણ માટે ઓછા ઇનપુટની જરૂર પડે છે. વધુમાં, બહુવિધ ફોસ્ફોરાયલેશન ઘટનાઓ અતિસંવેદનશીલતાનું ઉદાહરણ છે. તાજેતરના મોડેલીંગે દર્શાવ્યું છે કે પટલ પ્રોટીન પર બહુવિધ ફોસ્ફોરાયલેશન સાઇટ્સ એન્ઝાઇમ પ્રવૃત્તિને સ્થાનિક રીતે સંતૃપ્ત કરવામાં મદદ કરી શકે છે. કોષરસની સરખામણીમાં પટલ પરના પ્રોટીનની ગતિશીલતામાં ઘણો ઘટાડો થાય છે, આનો અર્થ એ છે કે પટલ પ્રોટીન પર કામ કરતા પટલ સાથે જોડાયેલા ઉત્સેચકને ફેલાવામાં વધુ સમય લાગશે. પટલના સબસ્ટ્રેટ પર બહુવિધ ફોસ્ફોરાયલેશન સાઇટ્સના ઉમેરા સાથે, એન્ઝાઇમ-એન્ઝાઇમની વધેલી સ્થાનિક સાંદ્રતા અને વધેલા સબસ્ટ્રેટ્સના સંયોજન દ્વારા-ઝડપથી સંતૃપ્તિ સુધી પહોંચી શકે છે. બફરિંગ મિકેનિઝમ્સ મોલેક્યુલર ટાઇટ્રેશન જેવી બફરિંગ મિકેનિઝમ્સ અતિસંવેદનશીલતા પેદા કરી શકે છે. ઈન વિટ્રોમાં, આ સરળ પદ્ધતિ માટે જોઇ શકાય છેઃ A + B <=> AB જ્યાં A નું મોનોમેરિક સ્વરૂપ સક્રિય છે અને તેને હેટેરોડાઇમર AB રચવા માટે B ને બાંધીને નિષ્ક્રિય કરી શકાય છે. જ્યારે (= [B] + [AB]) ની સાંદ્રતા તેના કરતા ઘણી વધારે હોય છે, ત્યારે આ પ્રણાલી તેની સાંદ્રતા દ્વારા નિર્ધારિત થ્રેશોલ્ડ દર્શાવે છે. (= [A] + [AB]) ની સાંદ્રતા પર, તેના કરતા ઓછી, B A ને મુક્ત કરવા માટે બફર તરીકે કાર્ય કરે છે અને લગભગ તમામ A એ. બી. તરીકે જોવા મળશે. જો કે, સમાનતા બિંદુ પર, જ્યારે ≈, હવે વધારાને રોકી શકતું નથી, તેથી થોડો વધારો A માં મોટો વધારો કરે છે. ફેરફારો માટે [A] ની અતિસંવેદનશીલતાની તાકાત/દ્વારા નક્કી થાય છે. જ્યારે આ ગુણોત્તર એક કરતા વધારે હોય ત્યારે અતિસંવેદનશીલતા થાય છે અને ગુણોત્તર વધવાની સાથે તેમાં વધારો થાય છે. સમાનતા બિંદુની ઉપર, અને A ફરીથી રેખીય રીતે સંબંધિત છે. વિવોમાં, એ અને બીનું સંશ્લેષણ તેમજ ત્રણેય ઘટકોનું અધઃપતન અતિસંવેદનશીલતાના નિર્માણને જટિલ બનાવે છે. જો A અને B ના સંશ્લેષણ દર સમાન હોય તો આ પ્રણાલી હજુ પણ સમતુલ્યતા બિંદુ પર અતિસંવેદનશીલતા દર્શાવે છે. બફરિંગ મિકેનિઝમનું એક ઉદાહરણ પ્રોટીન સીક્વેસ્ટ્રેશન છે, જે સિગ્નલિંગ અને રેગ્યુલેટરી નેટવર્કમાં જોવા મળતી એક સામાન્ય પદ્ધતિ છે. 2009 માં, બુચલેર અને ક્રોસે એક કૃત્રિમ આનુવંશિક નેટવર્કનું નિર્માણ કર્યું હતું જે પ્રબળ-નકારાત્મક અવરોધક દ્વારા ટ્રાન્સક્રિપ્શનલ એક્ટિવેટરના પ્રોટીન સીક્વેસ્ટ્રેશન દ્વારા નિયંત્રિત કરવામાં આવ્યું હતું. તેઓએ દર્શાવ્યું કે આ પ્રણાલી જનીન અભિવ્યક્તિમાં લવચીક અતિસંવેદનશીલ પ્રતિભાવમાં પરિણમે છે. તે લવચીક છે કારણ કે પ્રબળ-નકારાત્મક અવરોધકના અભિવ્યક્તિ સ્તરને બદલીને અતિસંવેદનશીલતાની માત્રામાં ફેરફાર કરી શકાય છે. તેમના લેખમાં આકૃતિ 1 સમજાવે છે કે કેવી રીતે સક્રિય અનુલેખન પરિબળને અવરોધક દ્વારા નિષ્ક્રિય જટિલ એબીમાં અલગ કરી શકાય છે જે ડીએનએને બાંધવામાં અસમર્થ છે. જ્યારે નિયમનકારી પ્રોટીનની સાંદ્રતા અવરોધકને ઘટાડવાના બિંદુ સુધી વધે છે ત્યારે આ પ્રકારની પદ્ધતિ "બધા-અથવા-કંઈ નહીં" પ્રતિભાવ અથવા અતિસંવેદનશીલતામાં પરિણમે છે. પ્રતિક્રિયા સામે મજબૂત બફરિંગ આ સાંદ્રતા થ્રેશોલ્ડની નીચે અસ્તિત્વ ધરાવે છે, અને જ્યારે તે પહોંચે છે ત્યારે ઇનપુટમાં કોઈપણ નાનો વધારો આઉટપુટમાં મોટા ફેરફારમાં વિસ્તૃત થાય છે. સ્થાનિકીકરણ ટ્રાન્સલોકેશન સિગ્નલ ટ્રાન્સડક્શનમાં ફેરફારો વિવિધ રીતે નિયંત્રિત થાય છે અને તેમાંથી એક રીત ટ્રાન્સલોકેશન છે. નિયંત્રિત સ્થાનાંતરણ મુખ્યત્વે ત્રણ રીતે અતિસંવેદનશીલ પ્રતિસાદ પેદા કરે છેઃ નિયંત્રિત સ્થાનાંતરણ સિગ્નલિંગ પ્રોટીનની સ્થાનિક સાંદ્રતામાં વધારો કરે છે. જ્યારે સિગ્નલિંગ પ્રોટીનની સાંદ્રતા તેને નિષ્ક્રિય કરનારા એન્ઝાઇમને આંશિક રીતે સંતૃપ્ત કરવા માટે પૂરતી વધારે હોય છે, ત્યારે અતિસંવેદનશીલ પ્રતિસાદ પેદા થાય છે. સિગ્નલિંગ કાસ્કેડના બહુવિધ ઘટકોનું સ્થાનાંતર, જ્યાં ઉત્તેજના (ઇનપુટ સિગ્નલ) સિગ્નલિંગ પ્રોટીન અને તેના સક્રિયક બંનેને એક જ ઉપકોષીય ડબ્બામાં સ્થાનાંતરનું કારણ બને છે અને તે રીતે અતિસંવેદનશીલ પ્રતિસાદ પેદા કરે છે જે સિગ્નલની ગતિ અને ચોકસાઈમાં વધારો કરે છે. કમ્પાર્ટમેન્ટમાં ટ્રાન્સલોકેશન જેમાં સ્ટોઇકિઓમેટ્રિક અવરોધકો હોય છે. ટ્રાન્સલોકેશન એ સિગ્નલ ટ્રાન્સડક્શનને નિયંત્રિત કરવાની એક રીત છે, અને તે અતિસંવેદનશીલ સ્વીચ જેવી પ્રતિક્રિયાઓ અથવા મલ્ટીસ્ટેપ-ફીડબેક લૂપ મિકેનિઝમ્સ પેદા કરી શકે છે. જો ટ્રાન્સલોકેશન સિગ્નલિંગ પ્રોટીનની સ્થાનિક સાંદ્રતામાં વધારો કરે તો સ્વીચ જેવી પ્રતિક્રિયા થશે. ઉદાહરણ તરીકે, એપિડર્મલ ગ્રોથ ફેક્ટર (ઇ. જી. એફ.) રીસેપ્ટર્સને ક્લેથ્રિન-ઇન્ડિપેન્ડન્ટ એન્ડોસાયટોસિસ (સી. આઈ. ઈ.) અને/અથવા ક્લેથ્રિન-ડિપેન્ડન્ટ એન્ડોસાયટોસિસ (સી. ડી. ઈ.) દ્વારા લિગાન્ડ એકાગ્રતા-આધારિત રીતે આંતરિક કરી શકાય છે. બે માર્ગોમાં રીસેપ્ટર્સનું વિતરણ ઇ. જી. એફ. સાંદ્રતા-આધારિત હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. ઇ. જી. એફ. ની ઓછી સાંદ્રતાની હાજરીમાં, રીસેપ્ટરને સી. ડી. ઈ. દ્વારા સંપૂર્ણપણે આંતરિક કરવામાં આવ્યું હતું, જ્યારે ઉચ્ચ સાંદ્રતામાં, રીસેપ્ટરને સી. ડી. ઈ. અને સી. આઈ. ઈ. વચ્ચે સમાન રીતે વહેંચવામાં આવ્યા હતા. સેચ્યુરેશન મિકેનિઝમ્સ (ઝીરો-ઓર્ડર અલ્ટ્રાસેન્સિટિવિટી) ઝીરો-ઓર્ડર અલ્ટ્રાસેન્સિટિવિટી સંતૃપ્ત પરિસ્થિતિઓમાં થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, કાઇનેઝ, ફોસ્ફેટેઝ અને સબસ્ટ્રેટ સાથેના ઉત્સેચકીય પગલાને ધ્યાનમાં લો. જ્યારે તમામ ઉપલબ્ધ કાઇનેઝ અને ફોસ્ફેટને સંતૃપ્ત કરવા માટે પૂરતો સબસ્ટ્રેટ હોય ત્યારે ફોસ્ફોરાઇલેટેડ સબસ્ટ્રેટના સ્થિર સ્થિતિ સ્તરમાં અતિસંવેદનશીલ પ્રતિભાવ હોય છે. આ પરિસ્થિતિઓમાં, કાઇનેઝ અને ફોસ્ફેટેઝ પ્રવૃત્તિના ગુણોત્તરમાં નાના ફેરફારો ફોસ્ફોરિલેટેડ સબસ્ટ્રેટની સંખ્યામાં નાટ્યાત્મક રીતે ફેરફાર કરી શકે છે (આ વર્તણૂકને દર્શાવતા આલેખ માટે, જુઓ). સ્થિર સ્થિતિ ફોસ્ફોરિલેટેડ સબસ્ટ્રેટની સંવેદનશીલતા અને કિમીમાં આ વૃદ્ધિ, અથવા કાઇનેઝ અને ફોસ્ફેટેઝ પ્રવૃત્તિના ગુણોત્તરને માઈકલિસ-મેન્ટન ગતિશીલતા દ્વારા વર્ણવવામાં આવેલા પ્રથમ ક્રમના વર્તનથી અલગ પાડવા માટે શૂન્ય ક્રમ કહેવામાં આવે છે, જેમાં સ્થિર સ્થિતિ એકાગ્રતા વધુ ક્રમિક રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે. ગોલ્ડબીટર અને કોશલેન્ડના સંકેતનો ઉપયોગ કરીને, W ને ચોક્કસ સબસ્ટ્રેટ પ્રોટીન માની લો અને W 'ને W નું સહસંયોજક રીતે સુધારેલું સંસ્કરણ માની લો. W થી W' નું રૂપાંતરણ કેટલાક એન્ઝાઇમ E1 દ્વારા ઉત્પ્રેરિત થાય છે અને W 'થી W નું વિપરીત રૂપાંતરણ નીચેના સમીકરણો અનુસાર બીજા એન્ઝાઇમ E2 દ્વારા ઉત્પ્રેરિત થાય છેઃ તમામ જરૂરી ઘટકોની સાંદ્રતા (જેમ કે ATP) સ્થિર હોવાનું માનવામાં આવે છે અને ગતિ સ્થિરાંકોમાં રજૂ થાય છે. ઉપરના રાસાયણિક સમીકરણોનો ઉપયોગ કરીને, દરેક ઘટક માટે પ્રતિક્રિયા દર સમીકરણો આ પ્રમાણે છેઃ દરેક ઘટકની કુલ સાંદ્રતા આના દ્વારા આપવામાં આવે છેઃ શૂન્ય ક્રમ પદ્ધતિ ધારે છે કે અથવા. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, સિસ્ટમ માઈકલિસ-મેન્ટન સ્થિર સ્થિતિમાં છે, જેનો અર્થ થાય છે, સારા અંદાજ માટે, અને સ્થિર છે. આ ગતિશીલ અભિવ્યક્તિઓમાંથી કોઈ પણ વ્યક્તિ સ્થિર સ્થિતિને વ્યાખ્યાયિત કરી શકે છે અને ક્યાં અને ક્યારે તેને દાઢ ગુણોત્તરની સામે ગોઠવવામાં આવે છે અને તે જોઈ શકાય છે કે W થી W 'રૂપાંતર તે પ્રથમ ક્રમ (બિન-સંતૃપ્ત) શરતોની સરખામણીમાં ગુણોત્તરમાં ખૂબ નાના ફેરફાર પર થાય છે, જે અતિસંવેદનશીલતાની કહેવાતી નિશાની છે. સકારાત્મક પ્રતિસાદ હકારાત્મક પ્રતિસાદ લૂપ અતિસંવેદનશીલ પ્રતિક્રિયાઓનું કારણ બની શકે છે. આનું એક ઉદાહરણ અમુક યુકેરીયોટિક જનીનોના અનુલેખનમાં જોવા મળે છે જેમાં બિન-સહકારી અનુલેખન પરિબળ બંધનકર્તા હિસ્ટોન ફેરફારના હકારાત્મક પ્રતિસાદ લૂપ્સને બદલે છે જે અનુલેખનના અતિસંવેદનશીલ સક્રિયકરણમાં પરિણમે છે. ટ્રાન્સક્રિપ્શન પરિબળનું બંધન હિસ્ટોન એસિટિલટ્રાન્સફેરેઝ અને મિથાઈલટ્રાન્સફેરેઝની ભરતી કરે છે. હિસ્ટોન્સનું એસિટિલેશન અને મિથાઇલેશન વધુ એસિટિલટ્રાન્સફેરેઝ અને મિથાઈલટ્રાન્સફેરેઝની ભરતી કરે છે જે હકારાત્મક પ્રતિસાદ લૂપમાં પરિણમે છે. આખરે, આ અનુલેખનના સક્રિયકરણમાં પરિણમે છે. વધુમાં, સકારાત્મક પ્રતિસાદ બે નિયમનકારો Wee1 અને Cdc25C દ્વારા સાયક્લિન B1 માં દ્વિગુણિતતાને પ્રેરિત કરી શકે છે, જે કોષના માઇટોસિસ માટે પ્રતિબદ્ધ થવાના નિર્ણય તરફ દોરી જાય છે. સિસ્ટમ સાયક્લિન બી 1 ના મધ્યવર્તી સ્તરે સ્થિર ન હોઈ શકે, અને જ્યારે સાયક્લિન બી 1 નું સ્તર વધે છે ત્યારે બે સ્થિર સ્થિતિઓ વચ્ચેનું સંક્રમણ અચાનક થાય છે જે સિસ્ટમને નીચી પ્રવૃત્તિથી ઉચ્ચ પ્રવૃત્તિમાં ફેરવે છે. સાયક્લિન બી 1 ના વિવિધ સ્તરો માટે હિસ્ટ્રેસીસ દર્શાવતા, નીચાથી ઉચ્ચ અને ઉચ્ચથી નીચલા સ્થાનોના સ્વીચો બદલાય છે. જો કે, દ્વિસ્તરીય પ્રણાલીનો ઉદભવ તેના પ્રતિસાદ લૂપની સંવેદનશીલતાથી ખૂબ પ્રભાવિત છે. ઝેનોપસ ઇંડાના અર્કમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે Cdc25C હાયપરફોસ્ફોરાયલેશન એ Cdk પ્રવૃત્તિનું અત્યંત અતિસંવેદનશીલ કાર્ય છે, જે હિલ ગુણાંક (આશરે. 11), અને Cdc25C માં Ser 287 નું ડીફોસ્ફોરાયલેશન પગલું (Cdc25C સક્રિયકરણમાં પણ સામેલ છે) વધુ અતિસંવેદનશીલ છે, જે આશરે 32 નો હિલ ગુણાંક પ્રદર્શિત કરે છે. એલ્લોવેલેન્સી એ અતિસંવેદનશીલતાની સૂચિત પદ્ધતિ, જેને એલ્લોવેલેન્સી કહેવાય છે, તે સૂચવે છે કે પ્રવૃત્તિ "એકબીજાથી સ્વતંત્ર રીતે ફરતી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સાઇટ્સની ઊંચી સ્થાનિક સાંદ્રતામાંથી ઉદ્ભવે છે" એલ્લોવેલેન્સી સૌપ્રથમ ત્યારે પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી હતી જ્યારે એવું માનવામાં આવતું હતું કે તે માર્ગમાં થાય છે જેમાં સી. સી. 1, સી. ડી. કે. 1-સી. એલ. બી. (બી-પ્રકારનાં સાયક્લિન્સ) માટે ક્રમમાં અધોગતિ પામે છે જે મિટોસિસમાં પ્રવેશની મંજૂરી આપે છે. એસ. સી. એફ. કોમ્પ્લેક્સના સી. ડી. સી. 4 દ્વારા ઓળખવા અને અધોગતિ પામવા માટે એસ. સી. 1 ને ઘણી વખત ફોસ્ફોરિલેટેડ કરવું આવશ્યક છે. Cdc4 પાસે આ ફોસ્ફોરાયલેટેડ અવશેષો માટે માત્ર એક જ ઓળખ સ્થળ હોવાથી એવું સૂચન કરવામાં આવ્યું હતું કે જેમ જેમ ફોસ્ફોરાયલેશનનું પ્રમાણ વધે છે તેમ તેમ તે Cdc4 દ્વારા Sic1 ઓળખાય અને અધોગતિ પામે તેવી શક્યતા ઝડપથી વધે છે. આ પ્રકારની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કોઈપણ એક સાઇટના નુકસાન માટે પ્રમાણમાં રોગપ્રતિકારક હોવાનું માનવામાં આવતું હતું અને વ્યક્તિગત સાઇટ્સના ગુણધર્મોને સમાયોજિત કરીને કોઈપણ આપેલ થ્રેશોલ્ડમાં સરળતાથી ટ્યુન કરવામાં આવતું હતું. એલોવેલેન્સી મિકેનિઝમ માટેની ધારણાઓ સામાન્ય ગાણિતિક મોડેલ પર આધારિત હતી જે પોલીવેલેન્ટ અવ્યવસ્થિત લિગાન્ડ અને સિંગલ રીસેપ્ટર સાઇટ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને વર્ણવે છે. પાછળથી જાણવા મળ્યું હતું કે Sic1ના અધઃપતન દ્વારા Cdk1 સ્તરોમાં અતિસંવેદનશીલતા હકીકતમાં હકારાત્મક પ્રતિસાદ લૂપને કારણે છે. મેમ્બ્રેન પ્રોટીન મોડેલિંગમાં બિન-શૂન્ય-ઓર્ડર અલ્ટ્રાસેન્સિટિવિટી દુશેક એટ અલ દ્વારા. ઝીરો-ઓર્ડર શાસનની બહાર અતિસંવેદનશીલતા માટે સંભવિત પદ્ધતિની દરખાસ્ત કરે છે. બહુવિધ ઉત્સેચકીય સ્થળો (જેમ કે ટી-સેલ રીસેપ્ટર જેવા ટાયરોસિન-ફોસ્ફોરિલેટેડ રીસેપ્ટર્સ) સાથે પટલ-બાઉન્ડ સબસ્ટ્રેટ્સ પર કામ કરતા પટલ-બાઉન્ડ ઉત્સેચકોના કિસ્સામાં, અતિસંવેદનશીલ પ્રતિક્રિયાઓ જોઈ શકાય છે, જે નિર્ણાયક રીતે ત્રણ પરિબળો પર આધારિત છેઃ 1) પટલમાં મર્યાદિત પ્રસરણ, 2) સબસ્ટ્રેટ પર બહુવિધ બંધનકર્તા સ્થળો, અને 3) ઉત્પ્રેરણ પછી સંક્ષિપ્ત ઉત્સેચકીય નિષ્ક્રિયતા. આ ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં, તેમ છતાં એન્ઝાઇમ સબસ્ટ્રેટ (પ્રથમ ક્રમ શાસન) થી વધુ હોઈ શકે છે, એન્ઝાઇમ અસરકારક રીતે બહુવિધ બંધનકર્તા સાઇટ્સને કારણે સબસ્ટ્રેટ સાથે સ્થાનિક રીતે સંતૃપ્ત થાય છે, જે સ્વીચ જેવી પ્રતિક્રિયાઓ તરફ દોરી જાય છે. અતિસંવેદનશીલતાની આ પદ્ધતિ એન્ઝાઇમની સાંદ્રતાથી સ્વતંત્ર છે, જો કે સબસ્ટ્રેટ પર બંધનકર્તા સ્થળોની સંખ્યાને આધારે સંકેત નોંધપાત્ર રીતે વધારવામાં આવે છે. બંને શરતી પરિબળો (મર્યાદિત પ્રસરણ અને નિષ્ક્રિયતા) શારીરિક રીતે બુદ્ધિગમ્ય છે, પરંતુ હજુ સુધી પ્રાયોગિક રીતે તેની પુષ્ટિ થઈ નથી. દુશેકના મોડેલિંગમાં વધુ સબસ્ટ્રેટ સાઇટ્સ (ફોસ્ફોરાયલેશન સાઇટ્સ) સાથે અને એન્ઝાઇમ અને સબસ્ટ્રેટ વચ્ચે વધુ સ્ટેરિક/ડિફ્યુઝનલ અવરોધ સાથે હિલ કો-ઓપરેટિવિટીની સંખ્યામાં વધારો જોવા મળ્યો હતો. સ્થાનિક ઉત્સેચક સંતૃપ્તિ પર આધારિત અતિસંવેદનશીલતાની આ પદ્ધતિ આંશિક રીતે ધીમા પટલ પ્રસરણના નિષ્ક્રિય ગુણધર્મોમાંથી ઉદ્ભવે છે, અને તેથી તે સામાન્ય રીતે લાગુ થઈ શકે છે. ડિસિપેટિવ એલોસ્ટરી બેક્ટેરિયલ ફ્લેજેલર મોટરને ડિસિપેટિવ એલોસ્ટેરિક મોડેલને અનુસરવાની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે, જ્યાં અલ્ટ્રાસેન્સિટિવિટી પ્રોટોન બંધનકર્તા આકર્ષણ અને પ્રોટોન પ્રેરક બળમાંથી ઊર્જા યોગદાનના સંયોજન તરીકે આવે છે (નીચે ફ્લેજેલર મોટર્સ અને કેમોટેક્સિસ જુઓ). મોડ્યુલની અતિસંવેદનશીલતા પર અપસ્ટ્રીમ અને ડાઉનસ્ટ્રીમ ઘટકોની અસર જીવંત કોષમાં, અતિસંવેદનશીલ મોડ્યુલો અપસ્ટ્રીમ અને ડાઉનસ્ટ્રીમ ઘટકો સાથે મોટા નેટવર્કમાં જડિત હોય છે. આ ઘટકો ઇનપુટની શ્રેણીને મર્યાદિત કરી શકે છે જે મોડ્યુલ પ્રાપ્ત કરશે તેમજ મોડ્યુલના આઉટપુટની શ્રેણી કે જે નેટવર્ક શોધી શકશે. અલ્ટ્સઝીલર એટ અલ. (2014) આ પ્રતિબંધો દ્વારા મોડ્યુલર સિસ્ટમની અસરકારક અતિસંવેદનશીલતા કેવી રીતે પ્રભાવિત થાય છે તેનો અભ્યાસ કર્યો. તેમને કેટલાક અતિસંવેદનશીલ મોટિફ્સ માટે જાણવા મળ્યું કે ડાઉનસ્ટ્રીમ ઘટકો દ્વારા લાદવામાં આવેલી ગતિશીલ શ્રેણીની મર્યાદાઓ અસરકારક સંવેદનશીલતા પેદા કરી શકે છે જે મૂળ મોડ્યુલ કરતા ઘણી મોટી હોય છે જ્યારે તેને અલગ ગણવામાં આવે છે. હિલ ગુણાંક અતિસંવેદનશીલ વર્તન સામાન્ય રીતે સિગ્મોઇડલ વળાંક દ્વારા રજૂ થાય છે, કારણ કે ઉત્તેજનામાં નાના ફેરફારો પ્રતિભાવમાં મોટા ફેરફારોને ટ્રિગર કરી શકે છે. આવો જ એક સંબંધ હિલ સમીકરણ છેઃ હિલ ગુણાંક ક્યાં છે જે સિગ્મોઇડલ ઉત્તેજના-પ્રતિભાવ વળાંકની તીવ્રતાને માપે છે અને તેથી તે એક સંવેદનશીલતા પરિમાણ છે. તેનો ઉપયોગ ઘણીવાર પ્રણાલીની સહકારીતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે થાય છે. એક કરતા મોટો હિલ ગુણાંક હકારાત્મક સહકારીતાનું સૂચક છે અને આમ, સિસ્ટમ અતિસંવેદનશીલતા દર્શાવે છે. 1 ના હિલ ગુણાંક ધરાવતી પ્રણાલીઓ બિનસહકારી હોય છે અને શાસ્ત્રીય માઈકલિસ-મેન્ટન ગતિશાસ્ત્રને અનુસરે છે. સહકારી (અતિસંવેદનશીલ) ઉત્સેચકો માટે સિગ્મોઇડલ વળાંકની સરખામણીમાં બિન-સહકારી પ્રવૃત્તિ દર્શાવતા ઉત્સેચકો હાયપરબોલિક ઉત્તેજના/પ્રતિક્રિયા વળાંક દ્વારા રજૂ થાય છે. માઈટોજેન-એક્ટિવેટેડ પ્રોટીન કિનેઝ (એમએપીકે) સિગ્નલિંગમાં (નીચેનું ઉદાહરણ જુઓ), સિગ્નલિંગની અતિસંવેદનશીલતા સિગ્મોઇડલ ઉત્તેજના/પ્રતિક્રિયા વળાંક દ્વારા સમર્થિત છે જે 4.0-5.0 ના હિલ ગુણાંકવાળા એન્ઝાઇમ સાથે તુલનાત્મક છે. આ હિમોગ્લોબિનની સહકારી બંધનકર્તા પ્રવૃત્તિ માટે વધુ અતિસંવેદનશીલ છે, જેનો હિલ ગુણાંક 2.8 છે. ગણતરી કાર્યાત્મક દ્રષ્ટિકોણથી પર્વતીય ગુણાંકની ગણતરી આ રીતે કરી શકાય છેઃ જ્યાં અનુક્રમે મહત્તમ પ્રતિક્રિયાના 10 ટકા અને 90 ટકા ઉત્પન્ન કરવા માટે જરૂરી ઇનપુટ મૂલ્યો ઇસી90 અને ઇસી10 છે. પ્રતિક્રિયા ગુણાંક હિલ ગુણાંક જેવા વૈશ્વિક સંવેદનશીલતા પગલાં એસ-આકારના વળાંકની સ્થાનિક વર્તણૂકોને લાક્ષણિકતા આપતા નથી. તેના બદલે, આ લાક્ષણિકતાઓ પ્રતિક્રિયા ગુણાંક માપ દ્વારા સારી રીતે પકડવામાં આવે છે જેને આ રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છેઃ પ્રણાલીઓના જીવવિજ્ઞાનમાં, આવા પ્રણાલી પ્રતિસાદોને નિયંત્રણ ગુણાંક તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ખાસ કરીને, સાંદ્રતા નિયંત્રણ ગુણાંક આપેલ ઇનપુટમાં ફેરફારો માટે સાંદ્રતાના પ્રતિભાવને માપે છે. વધુમાં, વધુ સામાન્ય બાયોકેમિકલ નિયંત્રણ વિશ્લેષણના માળખામાં, આવા પ્રતિસાદોને વ્યક્તિગત સ્થાનિક પ્રતિસાદોના સંદર્ભમાં વર્ણવી શકાય છે, જેને સ્થિતિસ્થાપકતા કહેવાય છે. હિલ કોએફિસિએંટ અને રિસ્પોન્સ કોએફિસિએંટ Altszyler et al વચ્ચેની કડી. (2017) એ દર્શાવ્યું છે કે આ અતિસંવેદનશીલતાના પગલાંને નીચેના સમીકરણ દ્વારા જોડી શકાય છેઃ જ્યાં [a, b] શ્રેણી પર ચલ x નું સરેરાશ મૂલ્ય સૂચવવામાં આવે છે. કાર્ય રચનામાં અતિસંવેદનશીલતા સ્તરો વચ્ચે પરમાણુ ઘટકોના વિભાજનની અસરોને અવગણીને, બે જોડીદાર અતિસંવેદનશીલ મોડ્યુલો ધ્યાનમાં લો. આ કિસ્સામાં, સિસ્ટમના માત્રા-પ્રતિભાવ વળાંક માટેની અભિવ્યક્તિ, કાર્યોની ગાણિતિક રચનાનું પરિણામ છે, જે અલગ મોડ્યુલોના ઇનપુટ/આઉટપુટ સંબંધનું વર્ણન કરે છેઃ બ્રાઉન એટ અલ. (1997) એ દર્શાવ્યું છે કે વિવિધ સ્તરોની સ્થાનિક અતિસંવેદનશીલતા ગુણાકારમાં જોડાય છેઃ આ પરિણામના સંબંધમાં, ફેરેલ એટ અલ. (1997) એ હિલ-ટાઇપ મોડ્યુલો માટે દર્શાવ્યું હતું કે એકંદર કાસ્કેડ વૈશ્વિક અતિસંવેદનશીલતા દરેક કાસ્કેડના સ્તરના વૈશ્વિક અતિસંવેદનશીલતાના અંદાજોના ઉત્પાદન કરતાં ઓછી અથવા સમાન હોવી જોઈએ, જ્યાં અને અનુક્રમે મોડ્યુલો 1 અને 2 નો હિલ ગુણાંક છે. અલ્ટ્સઝીલર એટ અલ. (2017) એ દર્શાવ્યું છે કે કાસ્કેડની વૈશ્વિક અતિસંવેદનશીલતાની વિશ્લેષણાત્મક રીતે ગણતરી કરી શકાય છેઃ જ્યાં અને હિલ ઇનપુટની સંયુક્ત પ્રણાલીની કાર્યકારી શ્રેણીને મર્યાદિત કરે છે, એટલે કે. i-સ્તર માટે ઇનપુટ મૂલ્યો જેથી છેલ્લું સ્તર (આ કિસ્સામાં અનુરૂપ) તેના મહત્તમ આઉટપુટ સ્તરના 10 ટકા અને 90 ટકા સુધી પહોંચે. તે આ સમીકરણને અનુસરે છે કે સિસ્ટમના હિલ ગુણાંકને બે પરિબળોના ગુણાકાર તરીકે લખી શકાય છે, અને, જે દરેક સ્તર માટે સંબંધિત ઇનપુટ ક્ષેત્ર પર સ્થાનિક સરેરાશ સંવેદનશીલતાને દર્શાવે છેઃ, આ કિસ્સામાં. મોડ્યુલોના કાસ્કેડના વધુ સામાન્ય કેસ માટે, હિલ ગુણાંકને આ રીતે વ્યક્ત કરી શકાય છેઃ, સુપ્રામુલ્ટિપ્લિકેટિવિટી કેટલાક લેખકોએ સિગ્નલિંગ કાસ્કેડમાં સુપ્રામુલ્ટિપ્લિકેટિવ વર્તણૂકના અસ્તિત્વની જાણ કરી છે (એટલે કે. સ્તરોના સંયોજનની અતિસંવેદનશીલતા વ્યક્તિગત અતિસંવેદનશીલતાના ઉત્પાદન કરતાં વધારે હોય છે), પરંતુ ઘણા કિસ્સાઓમાં અતિગુણાત્મકતાનું અંતિમ મૂળ પ્રપંચી રહ્યું હતું. અલ્ટ્સઝીલર એટ અલ. (2017) માળખાએ સ્વાભાવિક રીતે એક સામાન્ય દૃશ્ય સૂચવ્યું હતું જ્યાં સુપરમલ્ટિપ્લિકેટિવ વર્તન થઈ શકે છે. આ ત્યારે થઈ શકે છે જ્યારે, આપેલ મોડ્યુલ માટે, અનુરૂપ હિલની ઇનપુટ કાર્યકારી શ્રેણી સંબંધિત માત્રા-પ્રતિભાવ વળાંકની વૈશ્વિક અતિસંવેદનશીલતા કરતાં વધુ સ્થાનિક અતિસંવેદનશીલતા સાથે ઇનપુટ પ્રદેશમાં સ્થિત હતી. સેલ્યુલર પ્રક્રિયાઓમાં ભૂમિકા એમએપી કિનેઝ સિગ્નલિંગ કાસ્કેડ એક સર્વવ્યાપક સિગ્નલિંગ મોટિફ જે અતિસંવેદનશીલતા દર્શાવે છે તે એમએપીકે (મિટોજેન-એક્ટિવેટેડ પ્રોટીન કિનેઝ) કાસ્કેડ છે, જે ગ્રેડેડ ઇનપુટ સિગ્નલ લઈ શકે છે અને જનીન ટ્રાન્સક્રિપ્શન અથવા કોષ ચક્ર પ્રગતિ જેવા સ્વીચ જેવા આઉટપુટ ઉત્પન્ન કરી શકે છે. આ સામાન્ય રચનામાં, એમએપીકે કાસ્કેડમાં અગાઉના કિનેઝ દ્વારા સક્રિય થાય છે, જેને એમએપીકે કિનેઝ અથવા એમએપીકેકે કહેવાય છે. એ જ રીતે, MAPKK એ MAPKK કિનેઝ અથવા MAPKKK દ્વારા સક્રિય થાય છે. જ્યારે MAPKKK સક્રિય થાય છે ત્યારે આ કાઇનેઝ ક્રમિક રીતે ફોસ્ફોરિલેટેડ થાય છે, સામાન્ય રીતે પટલ-બાઉન્ડ રીસેપ્ટર પ્રોટીન દ્વારા પ્રાપ્ત સિગ્નલ દ્વારા. MAPKKK MAPKK ને સક્રિય કરે છે અને MAPKK MAPK ને સક્રિય કરે છે. આ પ્રણાલીમાં ઘણી લાક્ષણિકતાઓને કારણે અતિસંવેદનશીલતા ઊભી થાય છેઃ એમએપીકે અને એમએપીકેકે બંનેને સક્રિય કરવા માટે બે અલગ-અલગ ફોસ્ફોરાયલેશન ઘટનાઓની જરૂર પડે છે. ચોક્કસ ફોસ્ફેટેસ દ્વારા એમ. એ. પી. કે. ફોસ્ફોરાયલેશનના રિવર્સલ માટે સમાન તીવ્રતાના ઉત્પાદનને પ્રાપ્ત કરવા માટે દરેક અગાઉના કિનેઝમાંથી સક્રિયકરણ સંકેતોની વધતી સાંદ્રતાની જરૂર પડે છે. એમ. એ. પી. કે. કે. તેના ચોક્કસ ફોસ્ફેટેઝ માટે કે. એમ. યુ. થી ઉપરની સાંદ્રતા પર છે અને એમ. એ. પી. કે. કે. માટે એમ. એ. પી. કે. કે. એમ. યુ. થી ઉપરની સાંદ્રતા પર છે. એમએપીકે કાસ્કેડ ઉપરાંત, સ્નાયુ ગ્લાયકોલિસિસમાં, આઇસોસિટ્રેટ ડિહાઇડ્રોજનેઝના ફોસ્ફોરાયલેશનમાં અને કેલ્મોડ્યુલિન-આધારિત પ્રોટીન કિનેઝ II (સીએએમકેઆઈઆઈ) ના સક્રિયકરણમાં પણ અતિસંવેદનશીલતાની જાણ કરવામાં આવી છે. સ્વયં અવરોધક અને સહકારી ગુણધર્મો ધરાવતા એકથી પાંચ એસએચ3 ક્રિયાપ્રતિક્રિયા મોડ્યુલો સાથે સરળ રેખીય સંકેત પ્રોટીન (એન-ડબ્લ્યુએએસપી) ને જોડીને અતિસંવેદનશીલ સ્વીચ તૈયાર કરવામાં આવી છે. એકલ SH3 મોડ્યુલના ઉમેરાએ એક સ્વીચ બનાવ્યું જે બાહ્ય SH3-બંધનકર્તા પેપ્ટાઇડ દ્વારા રેખીય રીતે સક્રિય થયું હતું. ક્ષેત્રોની વધતી સંખ્યાએ અતિસંવેદનશીલતામાં વધારો કર્યો છે. ત્રણ SH3 મોડ્યુલો સાથેનું બાંધકામ 2.7 ના સ્પષ્ટ હિલ ગુણાંક સાથે સક્રિય કરવામાં આવ્યું હતું અને પાંચ SH3 મોડ્યુલ સાથેનું બાંધકામ 3.9 ના સ્પષ્ટ હિલ ગુણાંક સાથે સક્રિય કરવામાં આવ્યું હતું. સ્થાનાંતરણ કોષ ચક્રના G2 તબક્કા દરમિયાન, Cdk1 અને સાયક્લિન B1 એક જટિલ બનાવે છે અને પરિપક્વતા પ્રોત્સાહન પરિબળ (MPF) બનાવે છે. બહુવિધ સ્થળોએ સાયક્લિન બી 1 ના ફોસ્ફોરાયલેશનને કારણે સંકુલ ન્યુક્લિયસમાં એકઠા થાય છે, જે સંકુલની પરમાણુ નિકાસને અટકાવે છે. વી 1 અને એમવાયટી 1 દ્વારા સી. ડી. કે. 1 ના થ્રી 19 અને ટાયર 15 અવશેષોનું ફોસ્ફોરાયલેશન જટિલને નિષ્ક્રિય રાખે છે અને માઇટોસિસમાં પ્રવેશ અટકાવે છે જ્યારે થ્રી 19 અને ટાયર 15 અવશેષો પર સીડીસી 25 સી ફોસ્ફેટેઝ દ્વારા સીડીકે 1 નું ડીફોસ્ફોરાયલેશન, જટિલને સક્રિય કરે છે જે માઇટોસિસમાં પ્રવેશવા માટે જરૂરી છે. Cdc25C ફોસ્ફેટેઝ કોષરસમાં હાજર હોય છે અને G2 તબક્કાના અંતમાં તે PIK1, PIK3 જેવા સંકેતો દ્વારા કેન્દ્રકમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે. ન્યુક્લિયસમાં બહુવિધ જરૂરી સિગ્નલિંગ કાસ્કેડ ઘટકો, એમ. પી. એફ. અને તેના સક્રિયક સી. ડી. સી. 25 નું નિયંત્રિત સ્થાનાંતરણ અને સંચય, એમ. પી. એફ. નું કાર્યક્ષમ સક્રિયકરણ પેદા કરે છે અને મિટોસિસમાં સ્વીચ જેવા, અતિસંવેદનશીલ પ્રવેશ ઉત્પન્ન કરે છે. આ આંકડો વિવિધ સંભવિત પદ્ધતિઓ દર્શાવે છે કે કેવી રીતે ઉત્તેજના (ઇનપુટ સિગ્નલ) દ્વારા સિગ્નલિંગ ઘટકોના સ્થાનિકીકરણના વધેલા નિયમનથી આઉટપુટ માઈકલિયન પ્રતિસાદથી અતિસંવેદનશીલ પ્રતિભાવમાં બદલાય છે. જ્યારે ઉત્તેજના માત્ર સી. ડી. કે. 1-સાયક્લિન બી. 1 પરમાણુ નિકાસના અવરોધને નિયંત્રિત કરે છે, ત્યારે પરિણામ માઇકલિયન પ્રતિસાદ છે, આકૃતિ (એ). પરંતુ જો ઉત્તેજના સિગ્નલિંગ કાસ્કેડના બહુવિધ ઘટકોના સ્થાનિકીકરણને નિયંત્રિત કરી શકે છે, એટલે કે. સી. ડી. કે. 1-સાયક્લિન બી. 1 પરમાણુ નિકાસનો અવરોધ અને સી. ડી. સી. 25સી. નું ન્યુક્લિયસમાં સ્થળાંતર, પછી પરિણામ અતિસંવેદનશીલ પ્રતિસાદ છે, આકૃતિ (બી). સિગ્નલિંગ કાસ્કેડના વધુ ઘટકો ઉત્તેજના દ્વારા નિયંત્રિત અને સ્થાનિકકૃત થાય છે-એટલે કે. સી. ડી. કે. 1-સાયક્લિન બી. 1 પરમાણુ નિકાસનો અવરોધ, સી. ડી. સી. 25સી. નું ન્યુક્લિયસમાં સ્થળાંતર અને સી. ડી. સી. 25સી. નું સક્રિયકરણ-આઉટપુટ પ્રતિસાદ વધુને વધુ અતિસંવેદનશીલ બને છે, આકૃતિ (સી). માઇટોસિસ દરમિયાન બફરિંગ (ડીકોય), અનુગામી કોષના ભાવિ નિર્ધારણ માટે ક્લેવેજ ફ્યુરોવિંગનું સ્થળ અને પુત્રી કોષોની સ્થિતિ નક્કી કરવા માટે માઇટોટિક સ્પિન્ડલ ઓરિએન્ટેશન જરૂરી છે. આ અભિગમ કોર્ટિકલ પરિબળોના ધ્રુવીકરણ અને ધ્રુવીયતા અક્ષ સાથે સ્પિન્ડલની ઝડપી ગોઠવણી દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે. ફ્રૂટ ફ્લાય્સમાં, સ્પિન્ડલની સ્થિતિને નિયંત્રિત કરવા માટે ત્રણ કોર્ટિકલ પરિબળો જોવા મળ્યા છેઃ હેટેરોટ્રિમેરિક G પ્રોટીન α સબ્યુનિટ (Gαi), પાર્ટનર ઓફ ઇન્સ્યુટબલ (પિન), અને મશરૂમ બોડી ડિફેક્ટ (કાદવ). Gαi પિનની ભરતી કરવા માટે એપિકલ કોર્ટેક્સમાં સ્થાનિકીકરણ કરે છે. જીડીપી-બાઉન્ડ Gαi સાથે બંધન કર્યા પછી, પિન સક્રિય થાય છે અને કોર્ટિકલ પરિબળોનું ધ્રુવીકૃત વિતરણ પ્રાપ્ત કરવા માટે કાદવની ભરતી કરે છે. પિનમાં એન-ટર્મિનલ ટેટ્રાટ્રિકોપેપ્ટાઇડ રિપીટ્સ (ટી. પી. આર.) કાદવ માટે બંધનકર્તા પ્રદેશ છે, પરંતુ જી. એ. આઈ. ની ગેરહાજરીમાં આંતરિક સી-ટર્મિનલ ગોલોકો ડોમેન્સ (જી. એલ.) દ્વારા સ્વયંપ્રેરિત છે. Gαi દ્વારા GLs સાથે જોડાયેલી પિનનું સક્રિયકરણ અત્યંત અતિસંવેદનશીલ છે અને તે નીચેની ડિકોય પદ્ધતિ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છેઃ GLs 1 અને 2 ડિકોય ડોમેન્સ તરીકે કાર્ય કરે છે, જે Gαi ઇનપુટ્સ માટે નિયમનકારી ડોમેન, GL3 સાથે સ્પર્ધા કરે છે. આ ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર ડીકોય મિકેનિઝમ પિનને અલગ Gαi સાંદ્રતાના જવાબમાં તેની થ્રેશોલ્ડ અને સ્થિરતા સ્થાપિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. નીચા Gαi ઇનપુટ્સ પર, ડીકોય GLs 1 અને 2 પ્રાધાન્યમાં બંધાયેલા હોય છે. મધ્યવર્તી Gαi સાંદ્રતા પર, ડિકોય લગભગ સંતૃપ્ત થાય છે, અને GL3 વસવાટ કરવાનું શરૂ કરે છે. ઉચ્ચ Gαi સાંદ્રતા પર, ડિકોય સંપૂર્ણપણે સંતૃપ્ત થાય છે અને Gαi GL3 સાથે જોડાય છે, જે પિન સક્રિયકરણ તરફ દોરી જાય છે. જી. એ. આઈ. ના જવાબમાં પિનની અતિસંવેદનશીલતા એ સુનિશ્ચિત કરે છે કે પિન માત્ર એપિકલ કોર્ટેક્સ પર સક્રિય થાય છે જ્યાં જી. એ. આઈ. ની સાંદ્રતા થ્રેશોલ્ડથી ઉપર હોય છે, જે મહત્તમ કાદવની ભરતી માટે પરવાનગી આપે છે. જી. ટી. પી. એસ. નું બદલાતું વર્તન જી. ટી. પી. એસ. એ ગ્વાનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફેટ (જી. ટી. પી.) ને બાંધવા અને હાઇડ્રોલાઇઝ કરવા માટે સક્ષમ ઉત્સેચકો છે. નાના જી. ટી. પી., જેમ કે રન અને રાસ, ક્યાં તો જી. ટી. પી.-બાઉન્ડ સ્વરૂપ (સક્રિય) અથવા જી. ડી. પી.-બાઉન્ડ સ્વરૂપ (નિષ્ક્રિય) માં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, અને આ બે સ્વરૂપો વચ્ચેનું રૂપાંતરણ તેમને સ્વીચ જેવી વર્તણૂક આપે છે. જેમ કે, નાના જી. ટી. પી. એસ. પરમાણુ સ્થાનાંતરણ અને સંકેત સહિત બહુવિધ સેલ્યુલર ઘટનાઓમાં સામેલ છે. સક્રિય અને નિષ્ક્રિય અવસ્થાઓ વચ્ચેનું સંક્રમણ ગુઆનાઇન ન્યુક્લિયોટાઇડ વિનિમય પરિબળો (જીઇએફ) અને જીટીપેઝ સક્રિય પ્રોટીન (જીએપી) દ્વારા સરળ બને છે. જી. ટી. પી. એસ. ના સ્વિચિંગ વર્તણૂક પરના કોમ્પ્યુટેશનલ અભ્યાસોએ જાહેર કર્યું છે કે જી. ટી. પી. એસ.-જી. એ. પી.-જી. ઇ. એફ. સિસ્ટમ અતિસંવેદનશીલતા દર્શાવે છે. તેમના અભ્યાસમાં, લિપશ્ટાટ એટ અલ. સક્રિય α2-એડ્રેનર્જિક (α2R) રીસેપ્ટર્સના સંકેતોના જવાબમાં રૅપ સક્રિયકરણ સિગ્નલિંગ નેટવર્ક પર GEF અને GAP સક્રિયકરણના સ્તરોની અસરોનું અનુકરણ કર્યું, જે સક્રિય રૅપ GAPના અધઃપતન તરફ દોરી જાય છે. તેમને જાણવા મળ્યું કે રૅપ સક્રિયકરણની સ્વિચિંગ વર્તણૂક એકાગ્રતામાં ફેરફારો માટે અતિસંવેદનશીલ હતી (એટલે કે. કંપનવિસ્તાર) અને α2R સંકેતનો સમયગાળો, જે અનુક્રમે nH = 2.9 અને nH = 1.7 ના પર્વતીય ગુણાંક આપે છે (nH = 1 કરતા મોટો પર્વતીય ગુણાંક એ અતિસંવેદનશીલતાની લાક્ષણિકતા છે). લેખકોએ એચયુ-210 સાથે ન્યુરોબ્લાસ્ટ્સની સારવાર કરીને પ્રાયોગિક રીતે આની પુષ્ટિ કરી હતી, જે રૅપ જીએપીના અધઃપતન દ્વારા આરએપીને સક્રિય કરે છે. એક નિશ્ચિત સમય માટે વિવિધ એચયુ-210 સાંદ્રતા ધરાવતા કોષોની સારવાર કરીને, અને વિવિધ સમય દરમિયાન નિશ્ચિત એચયુ-210 સાંદ્રતા ધરાવતા કોષોની સારવાર કરીને, સમયગાળો-આધારિત રીતે (એન. એચ. = 8.6 ± 0.8), બંને રીતે માત્રા-આધારિત રીતે (એન. એચ. = 5 ± 0.2) અતિસંવેદનશીલતા જોવા મળી હતી. વધુ અભ્યાસ પ્રણાલી દ્વારા, લેખકોએ નક્કી કર્યું કે (પ્રતિભાવ અને અતિસંવેદનશીલતાની માત્રા) બે પરિમાણો પર ભારે આધાર રાખે છેઃ નો પ્રારંભિક ગુણોત્તર, જ્યાં k સક્રિય GAP અથવા GEF ની સાંદ્રતા અને તેમના અનુરૂપ ગતિ દર બંનેનો સમાવેશ કરે છે; અને સંકેત અસર, જે સક્રિય GAP ના અધોગતિ દર અને સંકેત કંપનવિસ્તાર અથવા સંકેત અવધિનું ઉત્પાદન છે. આ પરિમાણ જી. ટી. પીઝ સ્વીચની બે સ્થિતિઓમાંથી સંક્રમણની તીવ્રતાને અસર કરે છે, જેમાં ઉચ્ચ મૂલ્યો (~ 10) અતિસંવેદનશીલતા તરફ દોરી જાય છે. સિગ્નલની અસર સ્વિચિંગ પોઇન્ટને અસર કરે છે. તેથી, વ્યક્તિગત સાંદ્રતાને બદલે સાંદ્રતાના ગુણોત્તર પર આધાર રાખીને, સિસ્ટમની સ્વીચ જેવી વર્તણૂક શૂન્ય-ક્રમ શાસનની બહાર પણ પ્રદર્શિત કરી શકાય છે. ન્યુરોનલ સિનેપ્સ પર અતિસંવેદનશીલતા અને ન્યુરોનલ પોટેન્શિયેશન સતત ઉત્તેજના પોસ્ટ-સિનેપ્ટિક ચેતાકોષ માટે નોંધપાત્ર રીતે અલગ પરિણામો તરફ દોરી શકે છે. વિસ્તૃત નબળા સંકેત લાંબા ગાળાના હતાશા (એલ. ટી. ડી.) માં પરિણમી શકે છે, જેમાં પોસ્ટ-સિનેપ્ટિક ચેતાકોષના સક્રિયકરણ માટે એલ. ટી. ડી. ની શરૂઆત પહેલા કરતા વધુ મજબૂત સંકેતની જરૂર પડે છે. તેનાથી વિપરીત, લાંબા ગાળાનું પોટેન્શિયેશન (એલ. ટી. પી.) ત્યારે થાય છે જ્યારે પોસ્ટ-સિનેપ્ટિક ચેતાકોષ મજબૂત ઉત્તેજનાને આધિન હોય છે, અને આ ન્યુરલ સિનેપ્સને મજબૂત કરવામાં પરિણમે છે (એટલે કે, સક્રિયકરણ માટે ઓછા ચેતાપ્રેષકોના સંકેતની જરૂર પડે છે). હિપ્પોકેમ્પસના સી. એ. 1 પ્રદેશમાં, એલ. ટી. ડી. અને એલ. ટી. પી. વચ્ચેના નિર્ણયની મધ્યસ્થી માત્ર પોસ્ટ-સિનેપ્ટિક ડેંડ્રાઇટિક સ્પાઇન પર ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર સ્ક્રિપ્ટસ્ટાઇલ સી. એ. 2 + ના સ્તર દ્વારા કરવામાં આવે છે. નિમ્ન સ્તરની સ્ક્રિપ્ટસ્ટાઇલ Ca2 + (નિમ્ન સ્તરના ઉત્તેજનાના પરિણામે) પ્રોટીન ફોસ્ફેટેઝ કેલ્સિન્યુરિનને સક્રિય કરે છે, જે LTD ને પ્રેરિત કરે છે. ઉચ્ચ સ્તરની સ્ક્રિપ્ટસ્ટાઇલ Ca2 + કેલ્મોડ્યુલિન-આધારિત પ્રોટીન કિનેઝ II (CaMCII) ના સક્રિયકરણમાં પરિણમે છે, જે LTP તરફ દોરી જાય છે. કોષને એલ. ટી. પી. થી પસાર થવા માટે જરૂરી Ca2 + સાંદ્રતામાં તફાવત એલ. ટી. ડી. કરતા થોડો વધારે છે, અને કારણ કે ચેતાકોષો સતત ઉત્તેજનાને પગલે દ્વિસ્તરીયતા (એલ. ટી. પી. અથવા એલ. ટી. ડી.) દર્શાવે છે, આ સૂચવે છે કે પ્રણાલીના એક અથવા વધુ ઘટકો સ્વીચ જેવી અથવા અતિસંવેદનશીલ રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે. બ્રેડશો એટ અલ. દર્શાવ્યું હતું કે સી. એ. એમ. કે. આઈ. આઈ. (એલ. ટી. પી. પ્રેરક) અંતઃકોશિકીય કેલ્શિયમના સ્તરને અતિસંવેદનશીલ રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે, 1 યુ. એમ. પર <10 ટકા પ્રવૃત્તિ અને 1.5 યુ. એમ. પર <આઇ. ડી. 1> પ્રવૃત્તિ સાથે, પરિણામે ~ 8નો હિલ ગુણાંક મળે છે. વધુ પ્રયોગો દર્શાવે છે કે આ અતિસંવેદનશીલતાને કેલ્મોડ્યુલિન (સી. એ. એમ.) ના બે અણુઓ દ્વારા સી. એ. એમ. કે. આઈ. આઈ. ના સહકારી બંધન અને સક્રિય સી. એ. એમ. કે. આઈ. આઈ. ના ઓટોફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા મધ્યસ્થી કરવામાં આવી હતી જે હકારાત્મક પ્રતિસાદ લૂપ તરફ દોરી જાય છે. આ રીતે, અંતઃકોશિકીય કેલ્શિયમ નીચલા સ્તરે કેલ્સિન્યુરિનના ક્રમિક, બિન-અતિસંવેદનશીલ સક્રિયકરણને પ્રેરિત કરી શકે છે, જે એલ. ટી. ડી. તરફ દોરી જાય છે, જ્યારે કે. એ. એમ. કે. આઈ. આઈ. ના અતિસંવેદનશીલ સક્રિયકરણના પરિણામે થ્રેશોલ્ડ અંતઃકોશિકીય કેલ્શિયમ સ્તર ઉત્પન્ન થાય છે જે હકારાત્મક પ્રતિસાદ લૂપ પેદા કરે છે જે સંકેતને વિસ્તૃત કરે છે અને વિપરીત સેલ્યુલર પરિણામ તરફ દોરી જાય છેઃ એલ. ટી. પી. આમ, વિવિધ સંવેદનશીલતાઓ સાથે બહુવિધ ઉત્સેચકો સાથે એક જ સબસ્ટ્રેટનું બંધન કોષને એલ. ટી. ડી. અથવા એલ. ટી. પી. માંથી પસાર થવા માટે દ્વિધામાં નિર્ણય લેવાની સુવિધા આપે છે. વિકાસમાં અતિસંવેદનશીલતા એવું સૂચવવામાં આવ્યું છે કે શૂન્ય-ક્રમની અતિસંવેદનશીલતા વિકાસ દરમિયાન થ્રેશોલ્ડ પેદા કરી શકે છે જે ગ્રેડેડ મોર્ફોજેન ઇનપુટને દ્વિસંગી સ્વીચ જેવા પ્રતિભાવમાં રૂપાંતરિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. મેલેન એટ અલ. (2005) ડ્રોસોફિલા એમ્બ્રયોનિક વેન્ટ્રલ એક્ટોડર્મની પેટર્નમાં આવી પ્રણાલીના પુરાવા મળ્યા છે. આ પ્રણાલીમાં, ગ્રેડેડ મિટોજેન એક્ટિવેટેડ પ્રોટીન કિનેઝ (એમએપીકે) પ્રવૃત્તિને દ્વિસંગી ઉત્પાદનમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે, જે યાન ટ્રાન્સક્રિપ્શનલ રિપ્રેસરનું સંપૂર્ણ અથવા શૂન્ય અધઃપતન છે. તેમને જાણવા મળ્યું કે યાનનું એમએપીકે ફોસ્ફોરાયલેશન યાનના અધઃપતન માટે આવશ્યક અને પૂરતું બંને છે. શૂન્ય-ક્રમની અતિસંવેદનશીલતા સાથે સુસંગત યાન પ્રોટીનમાં વધારાએ અધોગતિ માટે જરૂરી સમય લંબાવ્યો પરંતુ ગર્ભના વિકાસમાં યાન અધોગતિના સીમા પર તેની કોઈ અસર થઈ નહીં. તેમના પરિણામો એવી પરિસ્થિતિ સાથે સુસંગત છે કે જ્યાં યાનનો મોટો પૂલ સંપૂર્ણપણે અધોગતિ પામે છે અથવા જાળવવામાં આવે છે. દરેક કોષનો ચોક્કસ પ્રતિસાદ એ વાત પર નિર્ભર કરે છે કે એમએપીકે દ્વારા ઉલટાવી શકાય તેવા યાન ફોસ્ફોરાયલેશનનો દર ડીફોસ્ફોરાયલેશન કરતા વધારે કે ઓછો છે કે નહીં. આમ, એમએપીકે ફોસ્ફોરાયલેશનમાં થોડો વધારો તેને કોષમાં પ્રબળ પ્રક્રિયા બનાવી શકે છે અને યાનના સંપૂર્ણ અધઃપતન તરફ દોરી શકે છે. મલ્ટીસ્ટેપ-ફીડબેક લૂપ મિકેનિઝમ પણ અલ્ટ્રાસેન્સિટિવિટી તરફ દોરી જાય છે મલ્ટીસ્ટેપ-ફીડબેક લૂપ મિકેનિઝમ પણ અલ્ટ્રાસેન્સિટિવિટી તરફ દોરી જાય છે. મોડેલ સિસ્ટમ તરીકે યીસ્ટ મેટિંગ મિટોજેન-એક્ટિવેટેડ પ્રોટીન (એમએપી) કિનેઝ પાથવેનો ઉપયોગ કરીને એન્જિનિયરિંગ સિન્થેટિક ફીડબેક લૂપ્સની રજૂઆત કરતું પેપર છે. યીસ્ટના સમાગમના માર્ગમાંઃ આલ્ફા-પરિબળ રીસેપ્ટર, સ્ટે 2 અને સ્ટે 4 ને સક્રિય કરે છે અને સક્રિય સ્ટે 4 સ્ટે 5 સંકુલને પટલમાં ભરતી કરે છે, જે પી. એ. કે. જેવા કિનેઝ સ્ટે 20 (પટલ-સ્થાનિક) ને એમ. એ. પી. કે. કે. કે. સ્ટે 11 ને સક્રિય કરવાની મંજૂરી આપે છે. સ્ટે 11 અને ડાઉનસ્ટ્રીમ કિનેઝ, સ્ટે 7 (એમએપીકેકે) અને ફ્યુસ 3 (એમએપીકે), સ્કેફોલ્ડ પર કોલોકલાઇઝ્ડ છે અને કાસ્કેડની સક્રિયકરણ ટ્રાન્સક્રિપ્શનલ પ્રોગ્રામ તરફ દોરી જાય છે. તેઓએ કોર કાસ્કેડની બહાર પાથવે મોડ્યુલેટરનો ઉપયોગ કર્યો, સ્ટે 50 સ્ટે 20 દ્વારા સ્ટે 11ના સક્રિયકરણને પ્રોત્સાહન આપે છે; એમએસજી 5 (નકારાત્મક, લાલ) એ એમએપીકે ફોસ્ફેટેઝ છે જે ફ્યુસ 3 (Fig.2A) ને નિષ્ક્રિય કરે છે. તેઓએ જે બનાવ્યું તે નકારાત્મક મોડ્યુલેટરને રચનાત્મક રીતે વ્યક્ત કરીને ઉન્નત અતિસંવેદનશીલ સ્વીચ વર્તન સાથે સર્કિટ હતું, એમ. એસ. જી. 5 જે એમએપીકે ફોસ્ફેટેઝમાંનું એક છે અને સકારાત્મક મોડ્યુલેટર, સ્ટે 50 જે કોર કાસ્કેડ (Fig.2B) ની બહાર પાથવે મોડ્યુલેટર છે. આ ભરતી-આધારિત ઇજનેરી વ્યૂહરચનાની સફળતા સૂચવે છે કે સેલ્યુલર પ્રતિસાદોને ઉચ્ચ ચોકસાઇ સાથે ફરીથી પ્રોગ્રામ કરવું શક્ય છે. ફ્લેગેલર મોટર્સ અને કેમોટેક્સિસ ઇ. કોલીની ફરતી દિશા ફ્લેગેલર મોટર સ્વીચ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. રોટરની આસપાસ 34 એફ. એલ. આઇ. એમ. પ્રોટીનની વીંટી ચે. વાય. ને જોડે છે, જેની ફોસ્ફોરાયલેશન સ્થિતિ નક્કી કરે છે કે મોટર ઘડિયાળની દિશામાં અથવા ઘડિયાળની વિરુદ્ધ દિશામાં ફરે છે કે કેમ. ઝડપી સ્વિચિંગ મિકેનિઝમ અતિસંવેદનશીલ પ્રતિભાવને આભારી છે, જેનો હિલ ગુણાંક ~ 10 છે. આ પ્રણાલીને ડિસિપેટિવ એલોસ્ટેરિક મોડેલને અનુસરવાની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે, જેમાં રોટેશનલ સ્વિચિંગ એ પ્રોટોન પ્રેરક બળમાંથી ચેવાય બંધન અને ઊર્જા વપરાશ બંનેનું પરિણામ છે, જે ફ્લેજેલર પરિભ્રમણને પણ શક્તિ આપે છે. સિન્થેટિક અલ્ટ્રાસેન્સિટિવ સિગ્નલિંગ પાથવેનો વિકાસ તાજેતરમાં એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે માઈકલિયન સિગ્નલિંગ પાથવેને બે પોઝિટિવ ફીડબેક લૂપ્સની રજૂઆત દ્વારા અલ્ટ્રાસેન્સિટિવ સિગ્નલિંગ પાથવેમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. આ કૃત્રિમ જીવવિજ્ઞાન અભિગમમાં, પલાની અને સરકારે એક રેખીય, શ્રેણીબદ્ધ પ્રતિભાવ માર્ગ સાથે શરૂઆત કરી હતી, જે એક એવો માર્ગ હતો જેણે ચોક્કસ શ્રેણીના ઇનપુટ્સ પર સિગ્નલ ઇનપુટની માત્રાની તુલનામાં સિગ્નલ આઉટપુટમાં પ્રમાણસર વધારો દર્શાવ્યો હતો. આ સરળ માર્ગ પટલ રીસેપ્ટર, કિનેઝ અને ટ્રાન્સક્રિપ્શન પરિબળથી બનેલો હતો. સક્રિય થયા પછી પટલ રીસેપ્ટર ફોસ્ફોરિલેટ્સ કિનેઝ, જે ન્યુક્લિયસમાં જાય છે અને ફોસ્ફોરિલેટ્સ ટ્રાન્સક્રિપ્શન પરિબળ, જે જનીન અભિવ્યક્તિને ચાલુ કરે છે. આ ગ્રેડેડ રિસ્પોન્સ સિસ્ટમને અતિસંવેદનશીલ અથવા સ્વિચ જેવા સિગ્નલિંગ પાથવેમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે, તપાસકર્તાઓએ બે સકારાત્મક પ્રતિસાદ લૂપ્સ બનાવ્યા. એન્જિનિયર્ડ સિસ્ટમમાં, પટલ રીસેપ્ટરના સક્રિયકરણને પરિણામે રીસેપ્ટર અને ટ્રાન્સક્રિપ્શન પરિબળ બંનેની અભિવ્યક્તિમાં વધારો થયો. બંને જનીનોના ઉપરના ભાગમાં આ ટ્રાન્સક્રિપ્શન પરિબળ માટે ચોક્કસ પ્રમોટર મૂકીને આ પરિપૂર્ણ કરવામાં આવ્યું હતું. લેખકો દર્શાવવા સક્ષમ હતા કે કૃત્રિમ માર્ગ ઉચ્ચ અતિસંવેદનશીલતા અને દ્વિગુણિતતા દર્શાવે છે. અતિસંવેદનશીલ પ્રતિક્રિયાની હાજરી પર સિગ્નલિંગ પ્રોટીનની સાંદ્રતાની અસરોનું તાજેતરનું કોમ્પ્યુટેશનલ વિશ્લેષણ અતિસંવેદનશીલ પ્રતિક્રિયાના ક્રમિક પ્રતિક્રિયાના રૂપાંતરણ પર સિગ્નલિંગ પ્રોટીનની સાંદ્રતાના પ્રભાવ વિશે પૂરક તારણો પર આવ્યું છે. હકારાત્મક પ્રતિસાદ દ્વારા સિગ્નલિંગ પ્રોટીનની પેઢી પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવાને બદલે, અભ્યાસમાં તેના પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવામાં આવ્યું હતું કે કેવી રીતે સિસ્ટમમાંથી સિગ્નલિંગ પ્રોટીનની બહાર નીકળવાની ગતિશીલતા પ્રતિસાદને પ્રભાવિત કરે છે. સોયેર, કુવાહારા અને સિસિકાઝ-નાગીએ પ્રોટીન (પી) નો બનેલો સંકેત માર્ગ તૈયાર કર્યો હતો જેમાં બે સંભવિત સ્થિતિઓ (બિનપરિવર્તિત પી અથવા સંશોધિત પી *) હોય છે અને તેને આવતા ઉત્તેજના ઇ દ્વારા સુધારી શકાય છે. વધુમાં, જ્યારે બિનપરિવર્તિત સ્વરૂપ, પી, ને પ્રણાલીમાં પ્રવેશવાની અથવા છોડવાની મંજૂરી છે, ત્યારે પી * ને માત્ર છોડવાની મંજૂરી છે (એટલે કે. તે અન્યત્ર ઉત્પન્ન થતું નથી). આ પ્રણાલીના પરિમાણોમાં ફેરફાર કર્યા પછી, સંશોધકોએ શોધ્યું કે પી થી પી * નો ફેરફાર એકબીજાના સંબંધમાં પી અને પી * ના બહાર નીકળવાના દરમાં ફેરફાર દ્વારા ક્રમિક પ્રતિસાદ અને અતિસંવેદનશીલ પ્રતિસાદ વચ્ચે બદલાઈ શકે છે. ઇ તરફના અતિસંવેદનશીલ પ્રતિભાવમાંથી સંક્રમણ અને ઇ તરફનો ક્રમિક પ્રતિસાદ ત્યારે પેદા થયો હતો જ્યારે પી થી પી * માં રૂપાંતરની ગતિશાસ્ત્રને ધ્યાનમાં લીધા વિના, બે દર અત્યંત સમાનથી અત્યંત અસમાન તરફ ગયા હતા. આ તારણ ઓછામાં ઓછી બે બાબતો સૂચવે છેઃ 1) પ્રણાલીમાં સંકેતન અણુઓનું સ્તર સ્થિર રહે છે તેવી સરળ ધારણા અતિસંવેદનશીલતાની જટિલતાની સમજણને ગંભીર રીતે મર્યાદિત કરી શકે છે; અને 2) રસની પ્રણાલી પર કબજો ધરાવતા સંકેતન અણુઓના પ્રવેશ અને બહાર નીકળવાના દરને નિયંત્રિત કરીને કૃત્રિમ રીતે અતિસંવેદનશીલતાને પ્રેરિત કરવી અથવા અટકાવવી શક્ય બની શકે છે. મોડ્યુલરિટીમાં મર્યાદાઓ એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે અપસ્ટ્રીમ અને ડાઉનસ્ટ્રીમ ઘટકો સાથે આપેલ કૃત્રિમ અતિસંવેદનશીલ મોડ્યુલનું એકીકરણ ઘણીવાર તેની માહિતી-પ્રક્રિયા ક્ષમતાઓમાં ફેરફાર કરે છે. ડિઝાઇન પ્રક્રિયામાં આ અસરોને ધ્યાનમાં લેવી આવશ્યક છે. લોજિસ્ટિક ફંક્શન હેવિસાઇડ સ્ટેપ ફંક્શન સ્ટિમ્યુલસ (ફિઝિયોલોજી) હિલ સમીકરણ (બાયોકેમિસ્ટ્રી) સંદર્ભો મોલેક્યુલર બાયોલોજી પણ જુઓ.