Cellular noise
செல்லுலார் சத்தம் என்பது செல்லுலார் உயிரியலில் எழும் அளவுகளில் சீரற்ற மாறுபாடு ஆகும். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரே திசுவிற்குள் கூட மரபணு ரீதியாக ஒத்திருக்கும் செல்கள், பெரும்பாலும் புரதங்களின் வெவ்வேறு வெளிப்பாடு நிலைகள், வெவ்வேறு அளவுகள் மற்றும் கட்டமைப்புகளைக் கொண்டுள்ளன. இந்த வெளிப்படையான சீரற்ற வேறுபாடுகள் முக்கியமான உயிரியல் மற்றும் மருத்துவ விளைவுகளை ஏற்படுத்தக்கூடும். செல்லுலார் சத்தம் முதலில் இருந்தது, இன்னும் பெரும்பாலும், மரபணு வெளிப்பாடு நிலைகளின் சூழலில் ஆராயப்படுகிறது-உயிரணுக்களுக்குள் மற்றும் இடையில் உள்ள மரபணுக்களின் தயாரிப்புகளின் செறிவு அல்லது நகல் எண். உயிரணுக்களின் உடல் தோற்றம், தூண்டுதல்களுக்கு பதிலளிக்கும் நடத்தை மற்றும் தகவல்களைச் செயலாக்கும் திறன் மற்றும் உள் செயல்முறைகளைக் கட்டுப்படுத்தும் திறன் உள்ளிட்ட செல்லுலார் உயிரியலில் பல அடிப்படை பண்புகளுக்கு மரபணு வெளிப்பாடு நிலைகள் காரணமாக இருப்பதால், மரபணு வெளிப்பாட்டில் சத்தம் இருப்பது செல்லுலார் உயிரியலில் பல செயல்முறைகளுக்கு ஆழமான தாக்கங்களை ஏற்படுத்துகிறது. வரையறைகள் சத்தத்தின் மிகவும் அடிக்கடி நிகழும் அளவு வரையறை மாறுபாட்டின் குணகம் ஆகும்ஃ ஒரு அளவில் சத்தம் எங்கே, அதன் சராசரி மதிப்பு மற்றும் அதன் நிலையான விலகல் ஆகும். இந்த அளவீடு பரிமாணமற்றது, இது முழுமையான சராசரி பற்றிய அறிவை அவசியமாக்காமல், சத்தத்தின் முக்கியத்துவத்தைப் பற்றிய ஒப்பீட்டை அனுமதிக்கிறது. கணித வசதிக்காக பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படும் பிற அளவுகள் ஃபானோ காரணிஃ மற்றும் இயல்பாக்கப்பட்ட மாறுபாடுஃ சோதனை அளவீடு புரோக்கரியோட்டுகளில் மரபணு வெளிப்பாடு சத்தத்தின் முதல் சோதனைக் கணக்கு மற்றும் பகுப்பாய்வு பெஸ்கே & செரானோ மற்றும் அலெக்சாண்டர் வான் அவுடெனார்டனின் ஆய்வகத்திலிருந்து பெறப்பட்டது. யூகாரியோட்டுகளில் மரபணு வெளிப்பாடு சத்தம் பற்றிய முதல் சோதனைக் கணக்கு மற்றும் பகுப்பாய்வு ஜேம்ஸ் ஜே. காலின்ஸின் ஆய்வகத்திலிருந்து பெறப்பட்டது. உட்புற மற்றும் வெளிப்புற சத்தம் செல்லுலார் சத்தம் பெரும்பாலும் உள்ளார்ந்த மற்றும் வெளிப்புற சத்தத்தின் கட்டமைப்பில் ஆராயப்படுகிறது. உட்புற சத்தம் என்பது ஒரு உயிரணுக்குள் ஒரே மாதிரியான ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட அளவுகளில் உள்ள மாறுபாட்டைக் குறிக்கிறதுஃ எடுத்துக்காட்டாக, ஒரே மாதிரியான இரண்டு கட்டுப்படுத்தப்பட்ட மரபணுக்களின் வெளிப்பாடு நிலைகளில் உள்ளக-உயிரணு மாறுபாடு. வெளிப்புற சத்தம் என்பது வெவ்வேறு உயிரணுக்களுக்கு இடையில் ஒரே மாதிரியான ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட அளவுகளில் உள்ள மாறுபாட்டைக் குறிக்கிறதுஃ எடுத்துக்காட்டாக, கொடுக்கப்பட்ட மரபணுவின் வெளிப்பாட்டிலுள்ள உயிரணு-க்கு-உயிரணு மாறுபாடு. உட்புற மற்றும் வெளிப்புற சத்தம் அளவுகள் பெரும்பாலும் இரட்டை நிருபர் ஆய்வுகளில் ஒப்பிடப்படுகின்றன, இதில் இரண்டு ஒரே மாதிரியான ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட மரபணுக்களின் வெளிப்பாடு நிலைகள் (பெரும்பாலும் ஜி. எஃப். பி மற்றும் ஒய். எஃப். பி போன்ற ஃப்ளோரசன்ட் நிருபர்கள்) ஒரு மக்கள்தொகையில் உள்ள ஒவ்வொரு உயிரணுவிற்கும் திட்டமிடப்படுகின்றன. இரட்டை-அறிக்கையாளர் ஆய்வுகளில் பிரதான மூலைவிட்டத்தில் பரவுவதாக வெளிப்புற சத்தத்தின் பொதுவான சித்தரிப்புடன் ஒரு சிக்கல் என்னவென்றால், வெளிப்புற காரணிகள் இரண்டு நிருபர்களிடையே நேர்மறையான வெளிப்பாடு தொடர்புகளை ஏற்படுத்துகின்றன என்ற அனுமானமாகும். உண்மையில், இரண்டு நிருபர்களும் குறைந்த நகல் கட்டுப்பாட்டாளரை பிணைக்க போட்டியிடும்போது, இரண்டு நிருபர்களும் முரண்பாடாக எதிர் தொடர்புடையவர்களாக மாறுகிறார்கள், மேலும் பரவல் முக்கிய மூலைவிட்டத்திற்கு செங்குத்தாக உள்ளது. உண்மையில், வட்ட சமச்சீர்மையிலிருந்து இரட்டை-ரிப்போர்ட்டர் சிதறல் பிளாட்டின் எந்தவொரு விலகலும் வெளிப்புற சத்தத்தைக் குறிக்கிறது. தகவல் கோட்பாடு இந்த ஒழுங்கின்மையைத் தவிர்க்க ஒரு வழியை வழங்குகிறது. ஆதாரங்கள் குறிப்புஃ இந்த பட்டியல்கள் விளக்கமானவை, முழுமையானவை அல்ல, மேலும் சத்தம் மூலங்களை அடையாளம் காண்பது ஒரு செயலில் மற்றும் விரிவடைந்து வரும் ஆராய்ச்சிப் பகுதியாகும். உட்புற சத்தம் குறைந்த நகல்-எண் விளைவுகள் (தனித்துவமான பிறப்பு மற்றும் இறப்பு நிகழ்வுகள் உட்பட): செல்லுலார் கூறுகளின் உற்பத்தி மற்றும் சீரழிவின் சீரற்ற (சீரற்ற) தன்மை என்பது குறைந்த நகல் எண்ணில் உள்ள கூறுகளுக்கு சத்தம் அதிகமாக இருப்பதைக் குறிக்கிறது (ஏனெனில் இந்த சீரற்ற ஏற்ற இறக்கங்களின் அளவு நகல் எண்ணைப் பொறுத்தவரை மிகக் குறைவு அல்ல); பரவலான செல்லுலார் இயக்கவியல்ஃ பல முக்கியமான செல்லுலார் செயல்முறைகள் எதிர்வினைகளுக்கு இடையிலான மோதல்கள் (எடுத்துக்காட்டாக, ஆர். என். ஏ பாலிமரேஸ் மற்றும் டிஎன்ஏ) மற்றும் பிற உடல் அளவுகோல்களை நம்பியுள்ளன, அவை செல்லின் பரவலான மாறும் தன்மையைக் கருத்தில் கொண்டு, சீரற்ற முறையில் நிகழ்கின்றன. சத்தம் பரப்புதல்ஃ குறைந்த நகல்-எண் விளைவுகள் மற்றும் பரவலான இயக்கவியல் ஆகியவை ஒரு செல்லில் உள்ள ஒவ்வொரு உயிர்வேதியியல் எதிர்வினைகளையும் சீரற்ற முறையில் விளைவிக்கின்றன. எதிர்வினைகளின் சீரற்ற தன்மை குறைக்கப்படலாம் அல்லது பெருக்கப்படலாம். நகல் எண்களில் உள்ள உள்ளார்ந்த மாறுபாட்டிற்கு ஒவ்வொரு எதிர்வினையும் செய்யும் பங்களிப்பை வான் காம்பனின் அமைப்பு அளவு விரிவாக்கம் மூலம் அளவிட முடியும். வெளிப்புற சத்தம் செல்லுலார் வயது/செல் சுழற்சி நிலைஃ ஒத்திசைக்கப்படாத பிளவுபடுத்தும் மக்கள்தொகையில் உள்ள செல்கள், கொடுக்கப்பட்ட நேரத்தில், வெவ்வேறு செல் சுழற்சி நிலைகளில், அதனுடன் தொடர்புடைய உயிர்வேதியியல் மற்றும் உடல் வேறுபாடுகளுடன் இருக்கும்; செல் வளர்ச்சிஃ உயிரணுக்களுக்கு இடையிலான செறிவு மாறுபாடுகளுக்கு வழிவகுக்கும் வளர்ச்சி விகிதங்களில் மாறுபாடுகள்; உடல் சூழல் (வெப்பநிலை, அழுத்தம்,): உடல் அளவுகள் மற்றும் வேதியியல் செறிவுகள் (குறிப்பாக செல்-க்கு-செல் சமிக்ஞை விஷயத்தில்) உயிரணுக்களின் எண்ணிக்கையில் இடஞ்சார்ந்த முறையில் மாறுபடலாம், இது நிலையின் செயல்பாடாக வெளிப்புற வேறுபாடுகளைத் தூண்டுகிறது; ஆர்கனெல் விநியோகங்கள்ஃ ஆர்கனெல்ல்களின் அளவு மற்றும் தரத்தில் சீரற்ற காரணிகள் (எடுத்துக்காட்டாக, மைட்டோகாண்ட்ரியாவின் எண்ணிக்கை மற்றும் செயல்பாடு) ஒரு வரம்பில் குறிப்பிடத்தக்க செல்-க்கு-செல் வேறுபாடுகளுக்கு வழிவகுக்கும். கட்டுப்பாட்டு போட்டிஃ கீழ்நிலை விளம்பரதாரர்களை பிணைக்க போட்டியிடும் கட்டுப்பாட்டாளர்கள் எதிர்மறையான தொடர்புகளை ஏற்படுத்தலாம்ஃ ஒரு விளம்பரதாரர் பிணைக்கப்படும்போது மற்றொன்று இல்லை மற்றும் நேர்மாறாகவும் இருக்கும். வெளிப்புற சத்தம், உயிரணுக்களின் உள்ளார்ந்த மைட்டோகாண்ட்ரியல் உள்ளடக்கத்தில் உள்ள வெளிப்புற வேறுபாடுகள், ஏடிபி அளவுகளில் உள்ள வேறுபாடுகள் மூலம், சில உயிரணுக்களுக்கு மற்றவர்களை விட வேகமாக படியெடுத்தல் மூலம், மரபணு வெளிப்பாட்டின் விகிதங்களையும் மக்கள் தொகையில் உள்ள உள்ளார்ந்த சத்தத்தின் அளவையும் பாதிக்கிறது. விளைவுகள் குறிப்புஃ இந்த பட்டியல்கள் விளக்கமானவை, முழுமையானவை அல்ல, மேலும் சத்தம் விளைவுகளை அடையாளம் காண்பது ஒரு செயலில் மற்றும் விரிவடைந்து வரும் ஆராய்ச்சிப் பகுதியாகும். மரபணு வெளிப்பாடு நிலைகள்ஃ மரபணு வெளிப்பாட்டின் சத்தம் உயிரணுக்களின் அடிப்படை பண்புகளில் வேறுபாடுகளை ஏற்படுத்துகிறது, உயிரியல் வேதியியல் ரீதியாக செல்லுலார் இயக்கவியலைக் கட்டுப்படுத்தும் திறனைக் கட்டுப்படுத்துகிறது, மேலும் நேரடியாகவோ அல்லது மறைமுகமாகவோ கீழே உள்ள பல குறிப்பிட்ட விளைவுகளைத் தூண்டுகிறது; ஆற்றல் நிலைகள் மற்றும் டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் விகிதம்ஃ டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் விகிதத்தில் சத்தம், டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனல் வெடிப்பு உள்ளிட்ட மூலங்களிலிருந்து எழுகிறது, இது மரபணுக்களின் வெளிப்பாடு நிலைகளில் குறிப்பிடத்தக்க சத்தத்தின் ஆதாரமாகும். மைட்டோகாண்ட்ரியல் உள்ளடக்கத்தில் உள்ள வெளிப்புற சத்தம் உயிரணுக்களில் உள்ள ஏடிபி செறிவுகள் மற்றும் டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் விகிதங்களில் (இந்த மூன்று அளவுகளுக்கு இடையில் உள்ள செயல்பாட்டு உறவுகளுடன்) உள்ள வேறுபாடுகளுக்கு பரவுவதாக பரிந்துரைக்கப்படுகிறது, இது உயிரணுக்களின் ஆற்றல் திறன் மற்றும் மரபணுக்களை வெளிப்படுத்தும் திறனை பாதிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு பாக்டீரியா நோய்த்தொற்றில், இந்த துணைக்குழு விரைவாக பரவாது, ஆனால் ஆண்டிபயாடிக் சிகிச்சையால் மக்கள் அச்சுறுத்தப்படும்போது மிகவும் வலுவாக இருக்கும்ஃ விரைவாக பிரதிபலிக்கும், தொற்று பாக்டீரியா அமைதியான துணைக்குழுவை விட விரைவாக கொல்லப்படும், இது தொற்றுநோயை மறுதொடக்கம் செய்யும் திறன் கொண்டது. அறிகுறிகள் மறைந்துவிட்டதாகத் தோன்றினாலும் கூட நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளின் படிப்புகள் முடிக்கப்பட வேண்டும்; வளர்ச்சி மற்றும் ஸ்டெம் செல் வேறுபாடுஃ உயிரின வளர்ச்சியின் போது இறுக்கமாக கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டிய உயிர்வேதியியல் செயல்முறைகளில் வளர்ச்சி சத்தம் (எடுத்துக்காட்டாக, வெவ்வேறு உடல் பாகங்களாக உருவாகும் மரபணு வெளிப்பாடு நிலைகளின் வடிவமைப்பு) வியத்தகு விளைவுகளை ஏற்படுத்தலாம், இது வலுவான செல்லுலார் இயந்திரங்களின் பரிணாமத்தை அவசியமாக்குகிறது. பல்வேறு சிறப்பியல்பு மரபணுக்களின் வெளிப்பாட்டு நிலைகளைப் பொறுத்து ஸ்டெம் செல்கள் வெவ்வேறு உயிரணு வகைகளாக வேறுபடுகின்றனஃ மரபணு வெளிப்பாட்டின் சத்தம் இந்த செயல்முறையை தெளிவாகத் தொந்தரவு செய்து பாதிக்கலாம், மேலும் டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் விகிதத்தில் சத்தம் வேறுபாடு ஏற்படும் மாறும் நிலப்பரப்பின் கட்டமைப்பை பாதிக்கலாம். பாக்டீரியாவிலிருந்து பாலூட்டி உயிரணுக்களுக்கு இந்த விளைவுகளை சுருக்கமாகக் கூறும் மதிப்பாய்வு கட்டுரைகள் உள்ளன; மருந்து எதிர்ப்புஃ சத்தம் குறுகிய கால உயிர்வாழ்வையும், உயர் மட்ட மருந்து சிகிச்சையில் மருந்து எதிர்ப்பின் நீண்ட கால பரிணாமத்தையும் மேம்படுத்துகிறது. குறைந்த அளவிலான மருந்து சிகிச்சையில் சத்தம் எதிர் விளைவைக் கொண்டுள்ளது; புற்றுநோய் சிகிச்சைகள்ஃ சமீபத்திய ஆய்வுகள் மரபணு வெளிப்பாட்டு அளவுகளுடன் இணைக்கப்பட்ட வெளிப்புற வேறுபாடுகளைக் கண்டறிந்துள்ளன, புற்றுநோய் எதிர்ப்பு சிகிச்சைகளுக்கு புற்றுநோய் உயிரணுக்களின் பதிலில், மரபணு வெளிப்பாட்டின் சத்தத்துடன் பகுதியளவு கொல்லும் நிகழ்வை (ஒவ்வொரு சிகிச்சையும் சிலரைக் கொல்கிறது, ஆனால் அனைத்து கட்டிகளையும் கொல்லாது) இணைக்கிறது. ஏனெனில் தனிப்பட்ட செல்கள் ஒரு சிகிச்சை முறைக்கு (கீமோதெரபி, இலக்கு முகவர், கதிர்வீச்சு போன்றவை) பதிலளிப்பதில் உள்ள வேறுபாடுகளுடன் தொடர்புடைய நிலைகளுக்கு இடையில் மீண்டும் மீண்டும் மற்றும் அசாதாரணமாக மாற்றங்களைச் செய்ய முடியும். ), சிகிச்சையை அடிக்கடி நிர்வகிக்க வேண்டியிருக்கலாம் (சிகிச்சை-பதிலளிக்கும் நிலைக்குள் நுழைந்த உடனேயே செல்கள் சிகிச்சையளிக்கப்படுவதை உறுதிசெய்ய, அவை சிகிச்சை-எதிர்ப்பு துணை மக்கள்தொகையில் மீண்டும் சேர்ந்து பெருகுவதற்கு முன்பு) மற்றும் நீண்ட காலத்திற்கு (சிகிச்சை-எதிர்ப்பு துணை மக்கள்தொகையின் இறுதி எச்சத்திலிருந்து தாமதமாக வெளிவரும் செல்களுக்கு கூட சிகிச்சையளிக்க). மரபணுவின் பரிணாமம்ஃ மரபணு குரோமாடினால் மூடப்பட்டிருக்கும், அவை தோராயமாக "திறந்த" (யூக்ரோமாட்டின் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன) அல்லது "மூடிய" (ஹெட்டோரோக்ரோமாட்டின் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன) என வகைப்படுத்தப்படலாம். திறந்த குரோமாட்டின் ஹெட்டோரோக்ரோமாட்டினுடன் ஒப்பிடும்போது டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனில் குறைவான சத்தத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. பெரும்பாலும் "வீட்டு பராமரிப்பு" புரதங்கள் (அவை செல்லுலார் உயிர்வாழ்வதற்குத் தேவையான பணிகளைச் செய்யும் புரதங்கள்) பெரிய மல்டி புரோட்டீன் வளாகங்களில் வேலை செய்கின்றன. அத்தகைய வளாகங்களின் புரதங்களில் உள்ள சத்தம் சீர்குலைந்தால், அது பல புரத வளாகங்களின் உற்பத்தியைக் குறைக்க வழிவகுக்கும், இது தீங்கு விளைவிக்கும் விளைவுகளுடன் இருக்கும். சத்தத்தைக் குறைப்பது திறந்த குரோமாடினுக்குள் அத்தியாவசிய மரபணுக்களின் பரிணாமத் தேர்வு இயக்கத்தை வழங்கக்கூடும். தகவல் செயலாக்கம்ஃ செல்லுலார் ஒழுங்குமுறை என்பது சத்தத்திற்கு உட்பட்ட கூறுகளுடன் செய்யப்படுவதால், தகவல்களைச் செயலாக்குவதற்கும் கட்டுப்பாட்டைச் செய்வதற்கும் செல்களின் திறன் அடிப்படையில் உள்ளார்ந்த சத்தம் பகுப்பாய்வு மூலம் மட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. உயிரணுக்களுக்குள் தனித்த நகல் எண்ணில் பல அளவு உயிரணு உயிரியல் ஆர்வம் இருப்பதால் (ஒற்றை டி. என். ஏக்கள், டஜன் கணக்கான எம். ஆர். என். ஏக்கள், நூற்றுக்கணக்கான புரதங்கள்), தனித்துவமான சீரற்ற கணிதத்தின் கருவிகள் பெரும்பாலும் செல்லுலார் சத்தத்தை பகுப்பாய்வு செய்து மாதிரியாக்க பயன்படுத்தப்படுகின்றன. குறிப்பாக, முதன்மை சமன்பாடு சிகிச்சைகள்-ஒரு நேரத்தில் ஒரு நிலையில் ஒரு அமைப்பைக் கவனிப்பதற்கான சாத்தியக்கூறுகள் ODE கள் மூலம் இணைக்கப்பட்டுள்ளன-குறிப்பாக பயனுள்ளதாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளன. டிஎன்ஏ செயல்படுத்தல், டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் மற்றும் மொழிபெயர்ப்பு செயல்முறைகள் அனைத்தும் கொடுக்கப்பட்ட விகிதங்களுடன் பாய்சான் செயல்முறைகளாக குறிப்பிடப்படும் சத்தம் மரபணு வெளிப்பாட்டிற்கான ஒரு நியதி மாதிரி, ஒரு மாஸ்டர் சமன்பாட்டை வழங்குகிறது, இது பல்வேறு அனுமானங்களின் கீழ் சரியாக (செயல்பாடுகளை உருவாக்குவதன் மூலம்) தீர்க்கப்படலாம் அல்லது வான் காம்பனின் அமைப்பு அளவு விரிவாக்கம் போன்ற சீரற்ற கருவிகளால் தோராயமாக மதிப்பிடப்படலாம். எண்ணியல் ரீதியாக, கில்லஸ்பி வழிமுறை அல்லது சீரற்ற உருவகப்படுத்துதல் வழிமுறை பெரும்பாலும் சீரற்ற செல்லுலார் செயல்முறைகளின் உணர்தல்களை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படுகிறது, இதிலிருந்து புள்ளிவிவரங்களை கணக்கிட முடியும். உயிரியல் செயல்முறைகளுக்கான தற்செயலான மாதிரிகளில் (அளவுரு அனுமானம்) அளவுருக்களின் மதிப்புகளை ஊகிப்பதில் உள்ள சிக்கல், பொதுவாக அரிதான மற்றும் சத்தமான சோதனைத் தரவுகளால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது, இது ஒரு செயலில் உள்ள ஆராய்ச்சித் துறையாகும், இதில் பேய்சியன் எம். சி. எம். சி மற்றும் தோராயமான பேய்சியன் கணக்கீடு உள்ளிட்ட முறைகள் தகவமைத்துக்கொள்ளக்கூடியவை மற்றும் வலுவானவை என்பதை நிரூபிக்கின்றன. இரு-நிலை மாதிரியைப் பொறுத்தவரை, எம்ஆர்என்ஏவின் விநியோகங்களிலிருந்து அளவுருக்கள் அனுமானத்திற்கு ஒரு கணம் அடிப்படையிலான முறை விவரிக்கப்பட்டது. குறிப்புகள் உயிரணு உயிரியல் உயிர் இயற்பியல் மூலக்கூறு உயிரியல் உயிரியல் புள்ளியியல் சீரற்ற தன்மை