Analyse du réseau métabolique

Les biologistes sont confrontés à deux questions fondamentales sur les systèmes vivants. Premièrement, si chaque molécule d'une cellule est remplacée au fil du temps, c'est toujours la même cellule? Deuxièmement, si chaque cellule d'un organisme est remplacée au fil du temps, est-ce toujours le même organisme? Les technologies à haut débit ont considérablement progressé et nous avons une compréhension des "schémas de câblage" des systèmes vivants. En cours, vous en apprendrez davantage sur les besoins énergétiques des cellules vivantes dans la biosynthèse, le transport des nutriments et la maintenance des cellules. Découvrez les trois points cardinaux de la bioénergétique, qui mettent en évidence l'importance de l'ATP (adénosine triphosphate) dans la synthèse des biocombustibles, l'entretien cellulaire, la motilité microbienne et la resynthèse des macromolécules. Étudier le processus de formation de l'ATP à partir de la chaîne de transport des électrons (également connue sous le nom de phosphorylation), et les systèmes par lesquels les cellules surmontent la pénurie d'énergie dans des conditions anaérobies. De même, vous examinez la loi de l'action de masse, ainsi que les modèles d'induction et de répression de la régulation des gènes. Apprenez à faire la distinction entre les annotations unidimensionnelles et bidimensionnelles de séquences génomiques: la différence vous aidera à identifier les cadres de lecture ouverts (ORF), les fonctions des produits géniques et les modèles mathématiques (matrice stoechiométrique) pour représenter les interactions entre les composants. Saviez-vous que la mesure des flux métaboliques (c'est-à-dire le phénotype de la cellule) est un problème de biologie systémique? Apprenez comment les ingénieurs du métabolisme adoptent des méthodologies d'ingénierie système pour identifier l'évolution des fonctions biologiques et les propriétés émergentes des cellules et des communautés à partir de séquences génétiques.

Ensuite, vous découvrirez le "sens de l'objectif" de chaque cellule microbienne, ainsi que les états fonctionnels et les propriétés des réseaux biologiques. Considérez que vous disposez de nombreuses options pour imprimer les documents que vous avez enregistrés dans votre système informatique. Comme pour les options équivalentes dans l'impression d'un document, les nombreuses façons dont une cellule peut exécuter ses diverses fonctions seront décrites. Vous comparez et contrastez les deux types de modèles de réseaux biologiques pour découvrir la force et les faiblesses des deux approches. Le module sur les réseaux de réglementation transcriptionnelle couvrira les trois types de données fondamentales, les problèmes associés à chaque système de réglementation et leur importance dans le comportement cellulaire. Étudier le processus de reconstruction du réseau et les effets du métabolisme intermédiaire, qui élabore leurs structures de régulation. De plus, vous apprendrez de nouvelles méthodes qui vous aideront à conceptualiser correctement les quatre niveaux vitaux des fonctions réseau. Le module sur la reconstruction du modèle métabolique à l'échelle du génome examine les annotations génomiques, les procédures d'identification des données biochimiques et physiologiques et l'analyse quantitative. Familiarisez-vous avec les étapes de l'annotation du génome et consultez les nombreuses bases de données où les données du réseau peuvent être réduites et étendues.

Enfin, la représentation mathématique des réseaux reconstruits répond à des questions clés telles que: "Quelles sont les caractéristiques des cadres pour les réactions chimiques dans les réseaux remodelés?" et "Que dit la formulation mathématique sur l'état des réseaux biologiques et chimiques?". Discern les caractéristiques de base de la matrice stoechiométrique et son interconnectivité avec les coefficients stœchiométriques. Vous en apprendrez également sur les limites du réseau, sur les cartes réseau et sur la façon d'utiliser les données multiomiques par biotransformation pour générer des informations à partir de la base de données. Voyez comment vous pouvez différencier les systèmes déterminés et sous-déterminés. Ensuite, les contraintes qui affectent toutes les cellules vivantes, ainsi que les concepts de l'espace limité de la matrice stoechiométrique, ainsi que les domaines dans des cycles thermodynamiquement infaisables seront discutés. En outre, considérons les quatre méthodes d'optimisation pour la reconstruction et l'analyse par contraintes (COBRA) des réseaux métaboliques. On explique les systèmes de l'outil de recherche de couplage de flux, ainsi que les modèles de l'analyse de l'équilibre dynamique des flux (DFBA) et de l'algorithme de suppression des gènes. Les aspects complexes et très techniques de ce cours ont été très simplifiés pour le rendre plus excitant et enrichissant pour vous lorsque vous avez relevé le défi. Enrol dans ce cours aujourd'hui !