Teoria dels sistemes bioquímics

La teoria dels sistemes bioquímics és un marc de treball matemàtic per a sistemes bioquímics, basat en equacions diferencials comunes (ODE, per les seues sigles en anglés), en el qual els processos bioquímics es representen utilisant expansions de la llei potencial en les variables del sistema.

Este marc de treball, que va devindre conegut com a Teoria dels Sistemes Bioquímics, ha segut desenrollat des de la década de 1960 per Michael Savageau i uns atres en anàlisis de sistemes en processos bioquímics.^[1] D'acort a Cornish-Bowden (2007) ells han "considerat a esta teoria com una teoria general de control metabòlic, en la qual s'inclouen tant l'anàlisis del control metabòlic i la teoria de fluix orientat com a casos especials".^[2]

Història

La dinàmica d'una espècie és representada per una equació diferencial en la següent estructura:

\frac{d X_{i}}{d t} = \sum_{j} μ_{i j} \cdot γ_{j} \prod_{k} X_{k}^{f_{j k}}

a on X_i representa una de les n_d variables del model (concentracions d'un metabòlit, concentracions de proteïnes o nivells d'expressió d'un gen). j representa els n_f processos bioquímics que afecten la dinàmica de l'espècia. Per un atre costat, $μ$ _ij (coeficient estequiomètric), $γ$ _j (constants de velocitat) i f_jk (órdens cinètics) són dos tipos de paràmetros que definixen la dinàmica del sistema.

La principal diferència dels models matemàtics de llei potencial sobre atres models EDO utilisats en sistemes bioquímics, és que els órdens cinètics poden ser números no sancers. Un orde cinètic pugues inclús assumir valors negatius quan es modula l'inhibició. En esta forma, els models de llei potencial posseïxen una major flexibilitat per a reproduir la no linealidad dels sistemes bioquímics.

Els models que fan us d'expansions de la llei potencial han segut utilisats durant els últims 35 anys per a modelar i analisar diversos tipos de sistemes bioquímics, incloent rets metabòliques, rets genètiques i recentment, en senyalisació celular.

Llectures adicionals

(1976) Biochemical systems analysis: a study of function and design in molecular biology, Reading, MA: Addison–Wesley.

(1991) E.O. Voit (ed.). Canonical Nonlinear Modeling. S-System Approach to Understanding Complexity, NY: Van Nostrand Reinhold.

(2000) E.O. Voit (ed.). Computational Analysis of Biochemical Systems. A Practical Guide for Biochemists and Molecular Biologists, Cambridge, U.K.: Cambridge University Press.

(2002) Pathway Analysis and Optimization in Metabolic Engineering, Cambridge, U.K.: Cambridge University Press.

(1969).J. Theor. Biol..25

365–369.

M.A. Savageau(1998).Biosystems.47(1-2)

9–36.

(2003).Cell.113

597–607.

(2005).Nature.433(7024)

425–30.

(2007).Cellular Signalling.doi:10.1016/j.cellsig.2007.01.029.

Eberhart O. Voit (2006). Applications of Biochemical Systems Theory.

Referències

↑ Biochemical Systems Theory, an introduction.
↑ Athel Cornish-Bowden, Metabolic control analysis FAQ [1] archivat en Wayback Machine., website 18 April 2007.

Este artícul conté una traducció derivada de «Teoría de los sistemas bioquímicos» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.

[1] Biochemical Systems Theory, an introduction.

[2] Athel Cornish-Bowden, Metabolic control analysis FAQ [1] archivat en Wayback Machine., website 18 April 2007.

[1]

[2]