Bakgrund: Kraftdistributioner förekommer i många biologiska, fysiska och andra sammanhang, som verkar vara fundamentalt annorlunda. I biologin har maktlagar hävdats beskriva fördelningen av kopplingarna av enzymer och metaboliter i metabola nätverk, antalet interaktioner partners av ett givet protein, antalet medlemmar i paraloga familjer, och andra mängder. Vid nätanalys innebär kraftlagarna utveckling av nätet med företrädesfäste, dvs. En större sannolikhet för att noder läggs till befintliga nav. Utforskning av olika typer av evolutionära modeller i ett försök att avgöra vilka av dem som leder till maktlagsdistributioner har potential att avslöja icke-triviala aspekter av genomutveckling. Resultat: En enkel modell för utveckling av domänsammansättningen av proteomer utvecklades, med följande elementära processer: i) domänfödelse (duplicering med divergens), ii) död (inaktivering och/eller radering) och iii) innovation (förekomst från icke-kodande eller icke-globulära sekvenser eller förvärv via horisontell genöverföring). Denna formalism kan beskrivas som en födelse-, död- och innovationsmodell (BDIM). Formlerna för jämviktsfrekvenser för domänfamiljer av olika storlek och det totala antalet familjer vid jämvikt härleds för en allmän BDIM. Alla asymptotiker av jämviktsfrekvenser för domänfamiljer som är möjliga för den givna typen av modeller hittas och deras utseende beroende på modellparametrar undersöks. Det bevisas att maktlagens asymptotik framträder om, och endast om, modellen är balanserad, d.v.s. Frekvenserna för dubblering och radering av domäner är asymptotiskt lika med den andra ordningen. Det är vidare bevisat att någon makt asymptotic med graden inte lika med -1 kan visas endast om hypotesen om oberoende av duplicering / förskjutning hastigheter på storleken på en domän familj avvisas. Särskilda fall av BDIM, nämligen enkla, linjära, polynomiska och rationella modeller, beaktas i detalj och fördelningen av jämviktsfrekvenserna för domänfamiljer av olika storlek bestäms för varje fall. Vi tillämpar BDIM-formalismen på analysen av domänernas storleksfördelning i prokaryotiska och eukaryotiska proteomer och visar en utmärkt passform mellan dessa empiriska data och en viss form av modellen, den andra ordningens balanserade linjära BDIM. Beräkning av
Karev m.fl. REF visar i sitt dokument att beroende på relativ duplicering och död i områden i familjer (dessa nivåer beror på familjens storlek och är konstanta i tiden) får man olika jämviktsfördelningar, inklusive logaritmisk och makträtt.
Birth and death of protein domains: A simple model of evolution explains power law behavior
{'venue': 'BMC Evolutionary Biology', 'journal': 'BMC Evolutionary Biology', 'mag_field_of_study': ['Biology', 'Medicine']}