如果从定量的角度去研究细胞的时候，尽管细胞的遗传背景是相同的，即便是在同一个组织中，细胞内蛋白质表达水平、细胞的大小和胞内结构是不尽相同的，因此，这种随机的可变性被称为细胞内噪声。这些明显的随机差异有着重要的生物学和医学意义。细胞内噪声通常描述在基因的表达层面，比如细胞内或者细胞间某些基因产物的浓度或者拷贝数。因为基因表达水平对细胞的很多特征具有重要的作用，包括细胞的物理特征、对刺激的响应和处理信息的能力等等，基因表达存在差异这种特性已经被证明对细胞具有重要的意义。
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