Welche anderen Mechanismen neben doppelten positiven Rückkopplungsschleifen und Chromatinmodifikation können ein Gen in einem Zelltyp für eine bestimmte Umgebung anfällig machen, in einem anderen jedoch nicht?
Dieses Phänomen der Unempfindlichkeit gegenüber bestimmten Schwankungen wird als Robustheit bezeichnet. Bei einem Input-Output-Gerät wie einem Gen, das durch ein Signal aktiviert wird, können die Schwankungen zweierlei Art sein:
Signalfluktuationen können zeitlich sein, aber Parameterfluktuationen sind es nicht (Parameter sollen zeitinvariant sein). Aufgrund von Variationen kann es in einem genotypischen Raum oder einer Zellpopulation zu Parameterfluktuationen kommen.
Einige Motive sind robust gegenüber Signalstörungen, während einige robust gegenüber Parameterschwankungen sind.
Negative Rückkopplungen und inkohärente Vorwärtskopplung können Robustheit verleihen, indem die Ausgangsschwankungen aufgrund von Schwankungen im Eingang korrigiert werden.
Wenn ein Alles-oder-Nichts-Verhalten (binär: ein Zustand muss nicht kleiner sein als der andere) wichtig ist, verleihen positive Rückkopplungen solchen Systemen aufgrund ihrer Eigenschaft der Bistabilität Robustheit.
Ich kann mich an kein bestimmtes Motiv erinnern, das robust gegenüber Parametern ist. Es gibt jedoch bestimmte Fälle ( daran arbeite ich noch!! :P ).
In jedem Fall kann die Umgebung als Input betrachtet werden.
Für Ihre Frage "Welche Mechanismen können ein Gen in einem Zelltyp für eine bestimmte Umgebung anfällig machen, in einem anderen jedoch nicht" :
Es kann eine heterogene Population von Zellen geben, die aufgrund von Bistabilität oder sogar anderweitig aufgrund stochastischer Effekte entstehen kann. Wenn das Gen, das sich in einem der beiden Zustände (Expressionsniveaus) in diesen beiden Subpopulationen von Zellen befindet, und dieses Gen für die Expressionskontrolle verantwortlich ist (das Controller-Gen im Feedback), dann wird eine Subpopulation empfindlich sein die Umwelt, während das andere nicht sein wird.
Weitere Informationen zur biologischen Robustheit finden Sie in diesem Review .