Sniffers, buzzers, toggles and blinkers: dynamics of regulatory
and signaling pathways in the cell Журнал и т.п. | |
|
Recent advances by
theoretical biologists have demonstrated that molecular
regulatory networks can be accurately modeled in
mathematical terms. These models shed light on the design
principles of biological control systems and make predictions
that have been verified experimentally.
|
Когда информация о случаях переключение лизис-лизгению вирусов,
хемотаксис у бактерий, цикл деления ДНК у дрожжей, паттерны сегментации у плодовых мушек и пути сигнальной трансдукции в клетках млекопитающих отображается в графической форме (http://discover.nci.nih.gov/kohnk/interaction_maps.html;
http://www.csa.ru:82/Inst/gorb_dep/inbios/genet/s0ntwk.htm; http://www.biocarta.com/genes/index.asp), то выявляемые молекулярные сети выглядят чрезвычайно сходно с диаграммами современных электронных устройств. Вместо резисторов, накопителей и транзисторов, связанных вместе проводами, мы увидим гены, белки и метаболиты, связанные вместе химическими реакциями и межмолекулярными взаимодействиями. Можно ли в таком случае физиологические регуторные системы понять в терминах математики. Предварительные попытки такого рода были сделаны. Необходимо точное математическое описание молекулярных circuitry и некоторых интуитивных предположений о динамических свойствах регуляторных сетей. Сложные молекулярные сети подобно электрическим circuits, по-видимому, конструируются из простейших модулей: наборов взаимодействующих генов и белков, которые предназначены для специфических целей и м.б. связаны вместе стандартными связями.
В данном обзоре показано, как простые сигнальные пути м.б. вставлены в сети, используя позитивные и негативные петли обратной связи, чтобы генерировать более сложные поведенческие структуры (behaviors) — рычаги переключения и осцилляторы — которыя являются базовыми строительными блоками экзотического, динамического поведния, обнаруживаемого с помощью нелинейных контрольных систем. Задачей является точные обозначения (vocabulary) для описания этого феномена и некоторые примеры.
Linear and hyperbolic signal-response curves Начнем сдвух простых примеров линейной динамики синтеза и деградации:
(Рис. 1a), а также фосфорилирования и дефосфорилированияn (Рис. 1b). Используя закон действия масс (mass action) м. написать уравнение этих двух механизмов как следующие:..
Всех интересующихся отсылаю к pfd-тексту |
Сайт создан в системе uCoz