النموذج الخلوي للخلية

النموذج الخلوي لقد كان إنشاء نموذج خلوي مهمة صعبة بشكل خاص لبيولوجيا الأنظمة وعلم الأحياء الرياضي. وهي تنطوي على تطوير خوارزميات فعالة وهياكل البيانات وأدوات التصور والاتصال لتنظيم تكامل كميات كبيرة من البيانات البيولوجية بهدف النمذجة الحاسوبية. كما أنه مرتبط مباشرة بالمعلوماتية الحيوية والبيولوجيا الحسابية والحياة الاصطناعية. وهي تنطوي على استخدام محاكاة الكمبيوتر للعديد من الأنظمة الفرعية الخلوية مثل شبكات المستقلبات والإنزيمات التي تشمل التمثيل الغذائي ومسارات تحويل الإشارة والشبكات التنظيمية الجينية لتحليل وتصور الروابط المعقدة لهذه العمليات الخلوية. تجعل الشبكة المعقدة لعمليات التفاعل / النقل البيوكيميائي وتنظيمها المكاني من تطوير نموذج تنبؤي للخلية الحية تحديًا كبيرًا للقرن الحادي والعشرين.

نظرة عامة

دورة النواة الخلوية معقدة للغاية وهي واحدة من أكثر المواضيع التي تمت دراستها، لأن سوء تنظيمها يؤدي إلى السرطان. من المحتمل أن يكون مثالًا جيدًا للنموذج الرياضي لأنه يتعامل مع الحصاة الكلوية البسيطة ولكنه يعطي نتائج صحيحة. أنتجت مجموعتان بحثيتان[1][2] عدة نماذج لدورة الخلية تحاكي العديد من الكائنات الحية. لقد أنتجوا مؤخرًا نموذجًا عامًا لدورة نواة الخلية يمكن أن يمثل نوعًا حقيقيًا من النوى اعتمادًا على قيم المعلمات، مما يدل على أن خصوصية دورات الخلايا الفردية ترجع إلى تركيزات البروتين المختلفة والترابط، في حين يتم الحفاظ على الآليات الأساسية (Csikasz-Nagy et al، 2006). من خلال نظام المعادلات التفاضلية العادية، تظهر هذه النماذج التغيير في الوقت (النظام الديناميكي) للبروتين داخل خلية نموذجية واحدة؛ يُسمى هذا النوع من النماذج عملية حتمية (في حين يُطلق على النموذج الذي يصف التوزيع الإحصائي لتركيزات البروتين في مجموعة من الخلايا عملية عشوائية). للحصول على هذه المعادلات، يجب القيام بسلسلة تكرارية من الخطوات: أولاً، يتم الجمع بين النماذج والملاحظات العديدة لتشكيل رسم بياني توافقي ويتم اختيار القوانين الحركية المناسبة لكتابة المعادلات التفاضلية لتفاعلات الإنزيم والركيزة ولعوامل النسخ فائقة الحساسية، وبعد ذلك يجب تركيب معلمات المعادلات (ثوابت المعدل، معاملات كفاءة الإنزيم وثوابت Michaelis) لتتناسب مع الملاحظات؛ عندما لا يمكن تركيبها يتم تعديل المعادلة الحركية وعندما لا يكون ذلك ممكنا يتم تعديل مخطط الأسلاك. يتم تجهيز المعلمات والتحقق منها باستخدام ملاحظات لكل من النوع البري والطفرات، مثل نصف عمر البروتين وحجم الخلية. من أجل ملاءمة المعلمات، يجب دراسة المعادلات التفاضلية. يمكن القيام بذلك إما عن طريق التحفيز أو عن طريق التحليل. في المحاكاة، بالنظر إلى متجه البداية (قائمة قيم المتغيرات)، يتم حساب تقدم النظام عن طريق حل المعادلات في كل إطار زمني بزيادات صغيرة. في التحليل، يتم استخدام خصائص المعادلات للتحقق من سلوك النظام اعتمادًا على قيم المعلمات والمتغيرات. يمكن تمثيل نظام المعادلات التفاضلية كحقل متجه، حيث يصف كل متجه التغيير (بتركيز بروتينين أو أكثر) يحدد أين وكيف يتجه المسار (المحاكاة). يمكن أن تحتوي حقول المتجه على عدة نقاط خاصة: نقطة ثابتة، تسمى بالوعة، تجذب في جميع الاتجاهات (مما يجبر التركيزات على أن تكون عند قيمة معينة)، نقطة غير مستقرة، إما مصدر أو نقطة سرج تتنافر (مما يجبر التركيزات للتغيير بعيدًا عن قيمة معينة)، ودورة حدية، مسار مغلق تتجه نحوه عدة مسارات.   يسمى التمثيل الأفضل الذي يمكن أن يعالج عددًا كبيرًا من المتغيرات والمعلمات مخطط التشعب (نظرية التشعب): يتم تمثيل وجود نقاط الحالة الثابتة الخاصة عند قيم معينة للمعلمة (مثل الكتلة) بنقطة ومرة واحدة تمر المعلمة بقيمة معينة، يحدث تغير نوعي، مع عواقب عميقة لتركيزات البروتين: دورة الخلية لها أطوار (تتطابق جزئيًا مع G1 و G2) حيث الكتلة، عبر نقطة مستقرة، تتحكم في مستويات cyclin ، ومراحل (مراحل S و M) حيث تتغير التركيزات بشكل مستقل، ولكن بمجرد تغير المرحلة في حدث التشعب (نقطة فحص دورة الخلية)، لا يمكن للنظام العودة إلى المستويات السابقة منذ ذلك الحين تختلف الكتلة الحالية للمجال المتجه بشكل عميق ولا يمكن عكس الكتلة مرة أخرى من خلال حدث التشعب، مما يجعل نقطة التفتيش لا رجعة فيها. على وجه الخصوص، يتم تنظيم نقاط التفتيش S و M عن طريق التشعبات الخاصة التي تسمى تشعبات هوبف وتفرع فترة لا نهائية.

المحاكاة على المستوى الجزيئي

الخلية الجماعية[3] هي برمجيات التي تمكن المرء من تخزين البيانات البيولوجية الديناميكية، وبناء النماذج الحسابية، وتحفيز، وكسر، وإعادة إنشاء النماذج. يقود هذا التطوير توماس هيليكار[4] ، الباحث في مجال علم الأحياء الحسابي. وهي مصممة لعلماء الأحياء والطلاب الذين يتعلمون عن علم الأحياء الحسابي والمعلمين الذين يركزون على تدريس علوم الحياة والباحثين في مجال علوم الحياة. يتم دمج تعقيدات الرياضيات وعلوم الكمبيوتر في الواجهة الخلفية ويمكن للمرء أن يتعلم عن الأساليب المستخدمة لنمذجة الأنواع البيولوجية، ولكن معادلات الرياضيات المعقدة والخوارزميات والبرمجة ليست مطلوبة وبالتالي لن تعوق بناء النموذج. يعتمد الإطار الرياضي وراء الخلية الجماعية على تقنية نمذجة نوعية (منفصلة) مشتركة حيث يتم وصف الآلية التنظيمية لكل عقدة بوظيفة منطقية [لمزيد من المعلومات الشاملة عن النمذجة المنطقية. التحقق من صحة النموذج تم بناء النموذج باستخدام المعلومات المحلية (مثل تفاعل البروتين). بمعنى آخر، خلال مرحلة بناء النموذج، لم تكن هناك محاولة لتحديد التفاعلات المحلية بناءً على أي أنماط أو ظواهر أكبر. ومع ذلك، بعد اكتمال النموذج، تضمن التحقق من دقة النموذج اختباره من أجل القدرة على إعادة إنتاج ظواهر المدخلات والمخرجات المعقدة التي تمت ملاحظتها في المختبر. للقيام بذلك، تمت محاكاة نموذج الخلايا التائية في ظل العديد من الحالات الخلوية وتم تحليلها من حيث منحنيات جرعة المدخلات والمخرجات والاستجابة لتحديد ما إذا كان النموذج يتصرف كما هو متوقع، بما في ذلك تأثيرات المصب المختلفة نتيجة لتنشيط TCR ، مستقبلات G- بروتين، سيتوكين، ومسارات الإندرين. يهدف مشروع الخلية الإلكترونية إلى «جعل محاكاة الخلايا الكاملة الدقيقة على المستوى الجزيئي ممكنة». . قدمت CytoSolve - التي طورها V. A. Shiva Ayyadurai و C. Forbes Dewey Jr. من قسم الهندسة البيولوجية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا - طريقة لنمذجة الخلية بأكملها من خلال دمج نماذج متعددة للمسارات الجزيئية ديناميكيًا. . "[5][6]]. في عدد يوليو 2012 من الخلية، نشر فريق بقيادة ماركوس كوفيرت في ستانفورد النموذج الحسابي الأكثر اكتمالاً للخلية حتى الآن. يحتوي نموذج الأعضاء التناسلية للميكوبلازما البالغ 500 جين تقريبًا على 28 مكونًا مستقلًا خوارزميًا يتضمن عملًا من أكثر من 900 مصدر. وهو يفسر تفاعلات الجينوم الكامل، و transcriptome ، والبروتين، والتمثيل الغذائي للكائن الحي، مما يمثل تقدمًا كبيرًا لهذا المجال. ركزت معظم محاولات نمذجة عمليات دورة الخلية على التفاعلات الجزيئية الواسعة والمعقدة للعديد من المواد الكيميائية المختلفة، بما في ذلك العديد من جزيئات كيناز التي تعتمد على cyclin و cyclin لأنها تتوافق مع مراحل S و M و G1 و G2 من دورة الخلية. في مقال نشر عام 2014 في علم الأحياء الحسابي PLOS ، أنتج المتعاونون في جامعة أكسفورد، فيرجينيا للتكنولوجيا ومعهد Génétique et Développement de Rennes نموذجًا مبسطًا لدورة الخلية باستخدام تفاعل cyclin / CDK واحد فقط. أظهر هذا النموذج القدرة على التحكم في انقسام الخلايا الوظيفية تمامًا من خلال التنظيم والتعامل مع التفاعل الوحيد، بل سمح للباحثين بتخطي المراحل من خلال تغيير تركيز CDK. يمكن أن يساعد هذا النموذج في فهم كيفية ترجمة التفاعلات البسيطة نسبيًا لمادة كيميائية واحدة إلى نموذج من المستوى الخلوي لتقسيم الخلية.

المراجع

  1. ^ "The JJ Tyson Lab". جامعة فرجينيا للتقنية. مؤرشف من الأصل في 2019-12-10. اطلع عليه بتاريخ 2011-07-20.
  2. ^ "The Molecular Network Dynamics Research Group". جامعة بودابست للتكنولوجيا والاقتصاد. مؤرشف من الأصل في 2019-10-30.
  3. ^ "Interactive Modeling of Biological Networks". مؤرشف من الأصل في 2019-12-04.
  4. ^ "Helikar Lab - Members". مؤرشف من الأصل في 19 أكتوبر 2019. اطلع عليه بتاريخ أغسطس 2020. {{استشهاد ويب}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ الوصول= (مساعدة)
  5. ^ Morris MK, Saez-Rodriguez J, Sorger PK, Lauffenburger DA.. Logic-based models for the analysis of cell signaling networks. Biochemistry (2010) 49(15):3216–24.10.1021/bi902202q
  6. ^ Helikar T, Kowal B, Madrahimov A, Shrestha M, Pedersen J, Limbu K, et al. Bio-Logic Builder: a nontechnical tool for building dynamical, qualitative models. PLoS One (2012) 7(10):e46417.10.1371/journal.pone.0046417

Read other articles:

Madagascar en los Juegos Olímpicos Bandera de MadagascarCódigo COI MADCON Comité Olímpico MalgacheJuegos Olímpicos de Londres 2012Deportistas 7 en 5 deportesAbanderado Fetra RatsimizivaMedallas 0 0 0 0 Historia olímpicaJuegos de verano 1964 • 1968 • 1972 • 1976 • 1980 • 1984 • 1988 • 1992 • 1996 • 2000 • 2004 • 2008 • 2012 • 2016 •...

 

قرية دانيمورا   الإحداثيات 44°43′15″N 73°43′08″W / 44.7208°N 73.7189°W / 44.7208; -73.7189  [1] تقسيم إداري  البلد الولايات المتحدة[2]  التقسيم الأعلى مقاطعة كلينتون، نيويورك  خصائص جغرافية  المساحة 3.127197 كيلومتر مربع2.972604 كيلومتر مربع (1 أبريل 2010)  ارتفاع 431 م�...

 

This article does not cite any sources. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: List of Turkish films of 1972 – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (January 2021) (Learn how and when to remove this template message) Cinema of Turkey (A–Z) of Turkish films List of Turkish films 1910s 19141915 1916 1917 1918 1919 1920s 1920 1921 1922 1923 19241925 1...

Orang PesisirUghang Pasisi Feisal Tanjung Akbar Tanjung Zainul Arifin Pohan Chairul Tanjung Daerah dengan populasi signifikanTapanuli Tengah, Sumatera UtaraBahasaPesisirIndonesiaAgamaIslamKelompok etnik terkaitMinangkabau • Batak • Aceh Suku Pesisir (bahasa Pesisir: Ughang Pasisi) adalah sebuah kelompok etnis yang tersebar di pesisir barat Sumatera Utara. Suku Pesisir merupakan keturunan dari orang Minangkabau yang bermigrasi ke Tapanuli sejak abad ke-14 dan telah bercampur deng...

 

Статус американської англійської мови у США.    Офіційна мова    одна з двох чи декількох офіційних мов    фактично офіційна мова (Офіційна мова відсутня)    одна з декількох офіційних фактично мов (Офіційна мова відсутня) Американська англійська (англ. A...

 

American boxing coach This article relies largely or entirely on a single source. Relevant discussion may be found on the talk page. Please help improve this article by introducing citations to additional sources.Find sources: Joe E. Martin – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (July 2017) Joe E. MartinMartin in 1960BornJoe Elsby Martin(1916-01-16)January 16, 1916Louisville, Kentucky, U.S.DiedSeptember 14, 1996(1996-09-14) (aged 80)Louisvi...

Logo van Radio Nacional de España Radio Nacional de España is de publieke radio-omroep van Spanje. Het bedrijf maakt deel uit van het staatsbedrijf RTVE. Het beheert 6 radiokanalen: 4 nationale radiokanalen, 1 Catalaans kanaal en een internationaal kanaal dat alleen buiten Spanje te ontvangen is. De slogan van het bedrijf is: Cien por cien Radio Nacional ('Honderd procent de nationale radio'). · · Zenders van Radiotelevisión Española Televisión Española (TVE):La 1 · La 2 · Teledepor...

 

American football player (1920–2008) This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Val Jansante – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (October 2010) (Learn how and when to remove this template message) Val JansanteJansante on a 1950 Bowman football cardBorn:(1920-09-27)September 27, 1920La Belle,...

 

Oncogene  Singkatan (ISO)OncogeneDisiplin ilmuBiologi kankerBahasaInggrisDisunting olehDouglas R GreenDetail publikasiPenerbitNature Publishing GroupSejarah penerbitan1987-sekarangFrekuensi50/tahunFaktor dampak8.459 (2014)PengindeksanISSN0950-9232 (print)1476-5594 (web)CODENONCNESOCLC15797680 Pranala Journal homepage Arsip daring Oncogene adalah jurnal ilmiah yang ditelaah sejawat yang diterbitkan oleh Nature Publishing Group dan membahas tentang genetika kanker sel dan st...

Celldweller discographyKlayton / Celldweller in 2014Studio albums8Live albums1Compilation albums6Music videos8EPs11Singles16Remix albums22Remixes12Collaborations11Scores1Other material12DJ Mixes4 This is the discography of Celldweller, an American electronic rock project created by multi-instrumentalist artist Klayton.[1] Celldweller often releases his primary studio albums in chapters/parts over a period of time. Wish Upon a Blackstar was released after 5 chapters,[2] Soundtr...

 

Overview of paramedics in Germany German paramedic (right) and prehospital physician (left) assess a patient. Paramedics in Germany are the main providers of emergency care in emergency medical services in Germany. There exist two professional levels regulated by federal law, the Rettungsassistent (two year education, effective 1989 until 2013) and the Notfallsanitäter (three year education, starting 2014). Both are able to provide the first level of pre-hospital emergency care. Additionally...

 

Wang Ganchang王淦昌Wang GanchangLahir28 Mei 1907Changshu, Jiangsu, Dinasti QingMeninggal10 Desember 1998(1998-12-10) (umur 91)Beijing, TiongkokAlmamaterUniversitas TsinghuaUniversitas BerlinDikenal atasMenemukan partikel hiperon minus anti-sigmaPenghargaanJINR Prize (1961)State Natural Science Award (1982)State Science and Technology Progress Award (1985)Penghargaan Dua Bom, Satu Satelit (1999)Karier ilmiahBidangFisika nuklirInstitusiUniversitas ShandongUniversitas ZhejiangInstitute o...

1914 poem by Carl Sandburg First publication Chicago is a poem by Carl Sandburg about the city of Chicago that became his adopted home. It first appeared in Poetry, March 1914, the first of nine poems collectively titled Chicago Poems. It was republished in 1916 in Sandburg's first mainstream collection of poems, also titled Chicago Poems. Sandburg moved to Chicago in 1912 after living in Milwaukee, where he had served as secretary to Emil Seidel, Milwaukee's Socialist mayor. Harriet Monroe, ...

 

Это статья об извлечении корней. См. также Корень уравнения и Корень многочлена. Корень n {\displaystyle n} -й степени из числа a {\displaystyle a} определяется[1] как такое число b {\displaystyle b} , что b n = a . {\displaystyle b^{n}=a.} Здесь n {\displaystyle n}  — натуральное число, называемое показателем корня (�...

 

Kalong Mauritius kecil Spesimen di Museum national d'histoire naturelle, Paris Status konservasi Punah  (1864–1873) (IUCN 3.1)[1] Klasifikasi ilmiah Kerajaan: Animalia Filum: Chordata Subfilum: Vertebrata Kelas: Mammalia Ordo: Chiroptera Famili: Pteropodidae Subfamili: Pteropodinae Genus: Pteropus Spesies: † P. subniger Nama binomial Pteropus subnigerKerr, 1792 Bekas wilayah persebaran (merah) Kalong Mauritius kecil atau kalong hitam (Pteropus subniger, dikenal seba...

Surname Saswad from the Sangameshwar temple in 1813 by British artist Robert Melville Grindlay. The Purandare palace can be seen in the background.Purandare is prominent Indian family of Nobles, Sardars, Patil, Jagirdars during Maratha Empire. They belong to Deshastha Rigvedi Brahmin (DRB) community.[1] Dhondo Malhar Purandare, a member of purandare family held the patilki watan of Vadule, a village in present day Shevgaon taluka in Ahmednagar district.[2] Purandare wada (pala...

 

Suburb of Newcastle upon Tyne, England For the places in Australia and Canada, see Jesmond, New South Wales and Jesmond, British Columbia. Human settlement in EnglandJesmondJesmond seen from the Town MoorJesmondLocation within Tyne and WearOS grid referenceNZ253654• London242 miles (389 km)Metropolitan boroughNewcastle upon TyneMetropolitan countyTyne and WearRegionNorth EastCountryEnglandSovereign stateUnited KingdomPost townNEWCASTLE UPON TYNEPostcode...

 

This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: List of tallest structures – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (January 2012) (Learn how and when to remove this template message) Map all coordinates using: OpenStreetMap Download coordinates as: KML GPX (all coordinates) GPX (primary coordinates) GP...

98th season in the Australian Football League Hawthorn Football Club2022 seasonPresidentJeff KennettCoachSam MitchellCaptain(s)Ben McEvoyHome groundMelbourne Cricket Ground University of Tasmania StadiumRecord8–14 (13th)Best and FairestJames SicilyLeading goalkickerLuke Breust (40) ← 2021 2023 → The 2022 Hawthorn Football Club season was the club's 98th season in the Australian Football League and 121st overall, the 23rd season playing home games at the Melbourne Cricket Ground,...

 

Союз союзівТип професійна спілкаЗасновано 1905Країна  Російська імперія Союз союзів — ліберальне об'єднання професійно-політичних союзів, що діяло під час революції 1905, лідером якого був П. М. Мілюков. Історія Рух зі створення професійно-політичних спілок зародився ...

 

Strategi Solo vs Squad di Free Fire: Cara Menang Mudah!