Leptir mašna (biologija)

U biološkim naukama, termin leptir mašna (naziv izabran zbog oblika) je nedavni koncept koji pokušava da pronikne u suštinu nekih operacionih i funkcionalnih struktura uočenih u biološkim organizmima i drugim vrstama kompleksnih i samoorganizujućih sistema. Generalno, arhitekture leptir mašne se odnose na uređene i ponavljajuće strukture koje su često u osnovi kompleksnih tehnoloških ili bioloških sistema, i koje imaju sposobnost da im pruže balans između efikasnosti, robustnosti i evolvibilnosti. Drugim rečima, leptir mašne su sposobne da uzmu u obzir veliku raznovrsnost inputa (koje usmeravaju ka čvoru), i da prikažu da znatno manja raznovrsnost u protokolima i procesima (čvor) može da razradi te impute, i konačno da se formira ekstremno heterogena raznovrsnost izlaza. Ove arhitekture stoga upravljaju velikim opsegom inputa putem srži (čvora) koji se sastoji od ograničenog broja elemenata. U takvim strukturama, inputi se prenose u neku vrstu levka, prema sintetičkoj srži, gde oni bivaju uredno organizovani i obrađeni pomoću protokola, i odakle se zatim propagira mnoštvo izlaza, ili responsa.

Shema opšte arhitekture leptir mašne

Prema Ksetu i Dojlu,[1] leptir mašne imaju sposobnost da optimalno organizuju fluksove mase, energije, signala u sveukupnu strukturu koja se prisilno bavi veoma fluktuirajućim i „neurednim” okruženjem. Sa biološke perspektive, leptir mašna upravlja velikim uplivom stimulusa (inputa), ona sadrži „komprimovano” jezgro, i izražava obrađene unose u vidu velikog broja mogućih fenotipa, i produkata metabolizma. Arhitekture leptir mašne su uočene u strukturnoj organizaciji na različitim skalama živih i evoluirajućih organizama (e.g. u bakterijskim metaboličkim mrežama[1][2][3]) kao i u tehnološkim i dinamičkim sistemima (e.g. Internet[4]). Postoje indikacije da arhitektura leptir mašne ima sposobnost posredovanja u razmeni između robustnosti i efikasnosti, uz istovremeno pružanje mogućnosti sistemu da evoluira. Nasuprot tome, ta ista efikasna arhitektura može da bude podložna i osetljiva na slabosti usled specifičnih promena, perturbacija, i fokusiranih napada usmerenih na temeljni skup modula i protokola. Arhitektura leptir mašne je jedna od nekoliko različitih struktura i funkcionalnih principa koje živa materija primenjuje u ostvarivanju samoorganizacije i efikasne eksploatacije dostupnih resursa.[5]

ReferenceУреди

  1. ^ а б Csete M, Doyle J (2004). „Bow ties, metabolism and disease”. Trends Biotechnol. 22 (9): 446—50. PMID 15331224. doi:10.1016/j.tibtech.2004.07.007. 
  2. ^ Ma HW, Zeng AP (2003). „The connectivity structure, giant strong component and centrality of metabolic networks”. Bioinformatics. 19 (11): 1423—30. PMID 12874056. doi:10.1093/bioinformatics/btg177. 
  3. ^ Zhao J, Yu H, Luo JH, Cao ZW, Li YX (2006). „Hierarchical modularity of nested bow-ties in metabolic networks”. BMC Bioinformatics. 7: 386. PMC 1560398 . PMID 16916470. doi:10.1186/1471-2105-7-386. 
  4. ^ Broder A, Kumar R, Maghoul F, Raghavan P, Rajagopalan S, Stata R, Tomkins A, Wiener J (2000). „Graph structure in the Web”. Computer Networks. 33 (1-6): 309—20. doi:10.1016/S1389-1286(00)00083-9. 
  5. ^ Tieri P, Grignolio A, Zaikin A, Mishto M, Remondini D, Castellani GC, Franceschi C (2010). „Network, degeneracy and bow tie integrating paradigms and architectures to grasp the complexity of the immune system”. Theor Biol Med Model. 7: 32. PMC 2927512 . PMID 20701759. doi:10.1186/1742-4682-7-32.