عنوان

تحلیل ترمودینامیکی پروتئین هتروکروماتین یک(HP1)

شماره

پ۲۴۵۹۵

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

تحلیل ترمودینامیکی پروتئین هتروکروماتین یک(HP1)

نام نخستين پديدآور

آرزو بهزاد

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: فیزیک

تاریخ نشرو بخش و غیره

، ۱۳۹۹

نام خاص و کميت اثر

۱۱۲ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

نظری و اخترفیزیک

زمان اعطا مدرک

۱۳۹۹/۰۶/۲۲

متن يادداشت

در ارگانیسم¬های بزرگ مانند بدن انسان و حیوانات، سلول¬ها ژنوم¬های یكسان دارند اما در هر سلول بیان ژن توسط نوع سلول محدود می¬شود. در فرآیند تقسیم سلول¬ها، سلول دختر نه تنها ژنوم بلكه نوع سلول را نیز به ارث می-برد. این پدیده¬ی جالب با یک سری فرآیندهای مختلف حاصل می¬شود که در مجموع به آنها اپی¬ژنتیک گفته می‏شود. در هستۀ سلول، مولكول خطی و طویل دی‌ان‌ای جهت تشكیل کروموزوم، طی فرایندهای پیچیده¬ای دچار پیچش می¬شود. ناحیه¬ای از کروموزوم را که در آن میزان فشردگی بیشتر است و اغلب ژن‏ها به صورت خاموش هستند، هتروکروماتین می‏گویند.HP1 یک مولكول کلیدی برای تشكیل و نگهداری از هتروکروماتین است و اغلب در نواحی لایزین 9، روی دنبالۀ هیستونیH3 جذب می¬شود. با توجه به اینكه نحوه اتصال HP1از نوع حرارتی و بدون نیاز به یک منبع انرژی است، این مسأله را می¬توان از دیدگاه ترمودینامیكی مورد مطالعه قرار داد. دراین پایان‏نامه مكانیزم تشكیل هتروکروماتین و دینامیک اندرکنش آن از دیدگاه قوانین ترمودینامیک مورد مطالعه قرار گرفت.نتایج حاصل نشان می‏دهد که این اتصال فرآیندی قوی و قابل تکرار برای تجمع هتروکروماتین در نسل¬های متوالی است. تفاوت اندک انرژی اتصالی بین حالت‌های غیرمتیله و سه‏متیله، ثبات و پایداری را ارتقاء می‌دهد و وجود انتقال فاز برای اتصالHP1، آستانه متیلاسیونی در کل این مناطق ایجاد می‌کند که از آن متیلاسیون به بعد، مناطق تبدیل به هتروکروماتین می‏شوند. بررسی اتصال درون‏فیبری و میان‏فیبری نشان می‏دهد که انعطاف‌پذیری دنباله H1 می‌تواند برای HP1 ضروری باشد تا در کل ساختارهای فیبری فشرده تعامل داشته باشند. درنهایت، این مدل، علایم اپی‌ژنتیکی را به یک فرآیند فیزیکی مرتبط می‌سازد که به علت عملکردشان در تراکم فیبرهای کروماتین و تبدیل آنها به هتروکروماتین است. با معرفی روش‏هایی از تحقیقات پیشینیان و روش محاسباتی دیگری که انجام دادیم، خصوصیات ترمودینامیکی دستگاه کروماتین را به دست آوردیم و همچنین با رسم نمودارهای مربوط به احتمال اتصال HP1، رفتار ترمودینامیکی این اتصال را بررسی کردیم و به این نتیجه رسیدیم که روش‏های به کار برده شده با روش‏های قبلی سازگاری کامل دارد.

متن يادداشت

In large organisms such as the human body and animals, cells have the same genomes, but in each cell the gene expression is restricted by the cell type. In the process of cell division, the daughter cell inherits not only the genome but also the cell type. This fascinating phenomenon results from a series of different processes, collectively called epigenetics. In the cell nucleus, linear and elongated DNA molecules twist to form chromosomes through complex processes. Areas of the chromosome where the rate of compression is higher and most of the genes are silenced are called heterochromatin. HP1 is a key molecule for the formation and maintenance of heterochromatin and is often adsorbed on the H3 histone sequence in lysine 9 regions. Since HP1 is thermally coupled without the need for an energy source, this can be studied from a thermodynamic perspective. In this thesis, the mechanism of heterochromatin formation and its interaction dynamics is studied from the perspective of the laws of thermodynamics. We find that this binding can be a robust and repeatable process for heterochromatin assembly in successive generations. The small binding energy difference between the un-methylated and tri-methylated states promote stability, and the presence of a phase transition for HP1binding creates a methylation threshold over which the region will become heterochromatin. Our analyses of intrafiber and interfiber connectivity suggest that H1 tail flexibility may be essential for HP1 to interact across compacted fiber structures. Ultimately, our model connects epigenetic marks to a physical process for their action, the compaction of chromatin fibers into heterochromatin. By introducing methods from the research of our predecessors and other computational methods, we obtained the thermodynamic properties of the chromatin device and also by plotting the probability of HP1 binding, we studied the thermodynamic behavior of this bond and concluded that the methodThe ones used are fully compatible with the previous methods.

عنوان گونه گون

Thermodynamic analysis of heterochromatin protein 1

عنصر شناسه اي

بهزاد ،

ساير عناصر نام

‏ ‏ آرزو

کد نقش

، تهيه کننده

عنصر شناسه اي

‏ رضایی کرامتی ،

عنصر شناسه اي

متولی ،

ساير عناصر نام

مهدی

ساير عناصر نام

حسین

تاريخ

، استاد راهنما

تاريخ

، استاد مشاور

عنصر شناسه اي

‏ تبریز