Presentation is loading. Please wait.

Presentation is loading. Please wait.

‚Sintezna bioinformatika‘

Similar presentations


Presentation on theme: "‚Sintezna bioinformatika‘"— Presentation transcript:

1 Bioinformatska orodja in modeliranje v sintezni biologiji Izbrani primeri

2 ‚Sintezna bioinformatika‘
Ker sta načrtovanje in izvedba poskusov v laboratoriju povezana z razumevanjem molekularne biologije in DNA-tehnologije, lahko uporabljamo nekatera standardna bioinformatska orodja za: primerjavo / poravnavo zaporedij določanje prisotnosti restrikcijskih mest Razen standardnih orodij se pojavljajo nova, specifična za sintezno biologijo: za načrtovanje bioloških vezij, za modeliranje procesov in za ovrednotenje meritev na delih in . Tudi razvoj ustreznih postopkov načrtovanja vezij in validacije modelov in postopkov nekateri uvrščajo na področje bioinformatike v sintezni biologiji. Nekatera računalniška orodja so podobna tudi v biologiji sistemov. Synthetic Biology, IET vol 1, issue 1.2: (2007)

3 Kategorije aplikacij za SB (Puriney):
Načrtovanje vezij in simulacije Optimizacija vezij Načrtovanje DNA in RNA Načrtovanje proteinov Integracija projektov

4 Računalniška orodja v SB (OWW): za področja načrtovanja vezij, izvedbe simulacij, delo z bazami podatkov, sistemi za upravljanje laboratorijev, avtomatizacijsko programje,…. – niso sistematično urejena po skupinah.

5 Orodja za inženiring poti (Zhao):
za načrtovanje poti, za sestavljanje poti, za optimizacijo poti (optimizacija ravni izražanja genov, optimizacija aktivnosti proteina).

6

7

8

9 ‚zgodovinsko orodje‘, naložimo na lastni računalnik, ni podpore uporabniku

10 Deepak Chandran and Herbert M. Sauro. "Hierarchical Modeling for Synthetic Biology", ACS Synthetic Biology 2012, 1(8), pp Deepak Chandran, Frank T Bergmann and Herbert M Sauro. "TinkerCell: modular CAD tool for synthetic biology". Journal of Biological Engineering 2009, 3:19 Deepak Chandran, Frank T. Bergmann and Herbert M. Sauro. "Computer-aided design of biological circuits using TinkerCell". Bioengineering Bugs 2010, 1:4 pp

11 TinkerCell je sinteznobiološko orodje za računalniško načrtovanje (CAD, computer-aided design).
V SB je potrebno stalno usklajevanje med bazami podatkov, eksperimentalnimi podatki in modeli. Idealni CAD v SB bi naj omogočal, da uporabnik sam nariše biološki sistem in ga nato analizira. Analiza vključuje analizo in optimizacijo nukleotidnih zaporedij, iskanje komponent v bazah podatkov, generiranje več verzij nekega sistema in njihovo primerjavo, matematično analizo nelinearnih sistemov, stohastične simulacije in strukturne analize, napoved sprememb pri usmerjeni evoluciji

12 Idealna zasnova računalniškega orodja za delo v sintezni biologiji

13

14

15

16 Pomen modeliranja v sintezni biologiji
Matematično modeliranje je potrebno dvakrat v inženirske ciklu: pred sestavljanjem sistema in po sestavljanju, v procesu validacije. V prvi fazi želimo zagotoviti predvidljivost obnašanja sistema, izvedemo simulacijo zmogljivosti in preverimo robustnost. Z zamenjevanjem komponent v sistemu poskušamo dobiti tako sestavo sistema, da bo imel čim boljše karakteristike. V končni stopnji modeliranje uporabimo za (matematični) opis novega sistema, za opredelitev njegovega obnašanja v spremenjenih pogojih (tudi takih, ki jih je v laboratoriju težko preizkusiti), hkrati pa to služi kot osnova za načrtovanje izboljšanih verzij sistema. Modeli so lahko različno kompleksni, od modeliranja sekundarnih in terciarnih struktur do predvidevanja pretoka metabolitov v neki sintezni poti. S tem si lahko skrajšamo laboratorijsko delo, saj naredimo manj napak, to pa pomeni tudi manjše stroške razvoja nekega delujočega sistema. Synthetic Biology, IET vol 1, issue 1.2: (2007)


Download ppt "‚Sintezna bioinformatika‘"

Similar presentations


Ads by Google