Oscillatory model of mitotic spindle

Митотическое веретено - это сложный механизм, который обеспечивает равномерное распределение генетического материала в двух дочерних клетках. В течение цикла клеточного деления клетки проходят через различные события и фазы. В литературе существуют различные математические модели отдельных событий цикла клеточного деления. Математические модели митотического веретена включают в себя моделирование: раннего удлинения веретена, сборки веретена, моделей поиска и захвата (предполагаемых механизмов, с помощью которых микротрубочки захватывают точную хромосому), направленной нестабильности, позиционирования кинетохор, позиционирования веретена, контрольной точки митотического веретена, моделирование длины метафазного веретена, моделирование электроакустического поведения митотического веретена. Здесь мы собираемся представить колебательная модель митотического веретена, основанную на теории колебаний и рассматривающую митотическое веретено как систему связанных осцилляторов. Модель подходит для изучения движений хромосом во время мета- и анафазы цикла клеточного деления. Она учитывает всю динамику митотического веретена – динамику микротрубочек, центросом и расположения хромосом. Каждый отдельный генератор состоит из сестринской хроматиды, соответствующей микротрубочки и центросомы. Центросомы рассматриваются как кинематические центры колебаний. Вынужденные колебания движущихся хромосом в метафазной пластинке могут быть описаны системой связанных обыкновенных дифференциальных уравнений дробного порядка. В модели изучаются потенциальная, кинетическая и суммарная колебательная энергия одиночного генератора. Будет обсуждаться, как различное колебательное поведение центросом и размер веретена метафазной пластинки влияют на энергию пар гомологических хромосом в системе митотического веретена. Численные результаты обсуждаются в биологическом контексте использования энергии колебаний в качестве физического параметра потенциального эпигенетического кодирования.