Галстук-бабочка (биология) - Bow tie (biology)

в биологический науки, термин галстук-бабочка (названный так из-за формы) - это недавняя концепция, которая пытается понять сущность некоторых операционных и функциональных структур, наблюдаемых у биологических организмов и других видов сложный и самоорганизующийся системы. В общем, архитектура «галстук-бабочка» относится к упорядоченным и повторяющимся структурам, которые часто лежат в основе сложных технологических или биологических систем и способны обеспечить им баланс между эффективностью, надежностью и эволюционируемостью. Другими словами, галстуки-бабочки могут учитывать большое разнообразие входных данных (разворот в узел), демонстрируя гораздо меньшее разнообразие протоколов и процессов ( морской узел), способный обрабатывать эти входные данные, и, наконец, чрезвычайно неоднородное разнообразие выходных данных (разветвление в виде бабочки). Таким образом, эти архитектуры управляют широким спектром входных данных через ядро (узел), состоящий из ограниченного числа элементов. В таких структурах входные данные передаются в своего рода воронку к "синтез " ядро, где они могут быть должным образом организованы, обработаны и обработаны с помощью протоколов [1], и откуда, в свою очередь, распространяются различные выходные данные или ответы.

схема общей архитектуры галстука-бабочки

По словам Чете и Дойля,[1] Галстуки-бабочки способны оптимально организовать потоки массы, энергии и сигналов в общей структуре, которая вынужденно работает с сильно колеблющейся и «неряшливой» окружающей средой. С биологической точки зрения галстук-бабочка управляет большим веер в стимулов (входных), он составляет «сжатый» ядро, и он снова выражает большой веером возможных фенотипы, метаболит продукты, или, как правило, многоразовые модули. Архитектура галстука-бабочки наблюдалась в структурной организации на разных уровнях жизни и развивающийся микроорганизмы (например, бактериальные метаболизм сеть[1][2][3]) а также в технологических и динамические системы (например, Интернет[4]). Галстуки-бабочки, похоже, могут служить посредником в поиске компромиссов между надежность и эффективность, в то же время гарантируя системе способность развиваться. И наоборот, одна и та же эффективная архитектура может быть уязвимой и уязвимой из-за конкретных изменений, нарушений и целенаправленных атак, направленных против основного набора модулей и протоколов. Архитектура галстука-бабочки - одна из нескольких различных структур и принципов функционирования, которые живая материя нанимает для достижения самоорганизация и эффективное использование имеющихся ресурсов.[5]

Рекомендации

  1. ^ а б Csete M, Doyle J (2004). «Галстуки-бабочки, обмен веществ и болезни». Тенденции биотехнологии. 22 (9): 446–50. Дои:10.1016 / j.tibtech.2004.07.007. PMID  15331224.
  2. ^ Ма Х.В., Цзэн А.П. (2003). «Структура связности, гигантский сильный компонент и центральная роль метаболических сетей». Биоинформатика. 19 (11): 1423–30. Дои:10.1093 / биоинформатика / btg177. PMID  12874056.
  3. ^ Чжао Дж., Ю Х, Ло Дж. Х., Цао З. В., Ли YX (2006). «Иерархическая модульность вложенных бабочек в метаболических сетях». BMC Bioinformatics. 7: 386. Дои:10.1186/1471-2105-7-386. ЧВК  1560398. PMID  16916470.
  4. ^ Бродер А, Кумар Р., Магул Ф, Рагхаван П, Раджагопалан С, Stata R, Томкинс А., Винер Дж. (2000). «Структура графа в сети». Компьютерная сеть. 33 (1–6): 309–20. Дои:10.1016 / S1389-1286 (00) 00083-9.
  5. ^ Тьери П., Гриньолио А., Заикин А., Мишто М., Ремондини Д., Кастеллани Г.К., Франчески С. (2010). «Сеть, вырождение и объединение парадигм и архитектур в виде галстука-бабочки, чтобы понять сложность иммунной системы». Модель Theor Biol Med. 7: 32. Дои:10.1186/1742-4682-7-32. ЧВК  2927512. PMID  20701759.