什么叫生物学,什么叫生物学父亲

首页 > 经验 > 作者:YD1662023-06-14 22:06:42

酵母分离体群体的基因调控网络

生物分子网络普遍属于一类特殊的网络结构——无标度网络(Scale-free network),特点是“少数节点的连接数远高于平均值”,可以姑且想象成社会中少数权贵连接的资源远远高于平均水平。事实上,无标度网络模型在自然和社会中具有极其普遍的适用性

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无标度网络(Scale-free network)的可视化

无标度网络的结构决定了它能以分形的方式自然地扩张,与生命的演化过程高度一致。另外,这种网络具有很强的鲁棒性,一是因为非核心节点的破坏对于网络的影响较小,二是因为网络具有冗余性,一条通路破坏后,另一条通路启用。

这样的网络也可以表征生物体内的环境调控,即所谓“内稳态”(1929)。内稳态的概念是对还原论指导下生命“碎片化”研究的矫正,也引发了一门新的学科——系统生物学,开始关注生物元件构成的网络及其状态。

网络的连线——化学修饰

生物大分子作为网络中的节点,是生命世界最基本、最主要的元件,那么网络的连接线就是“化学修饰”

化学修饰主要涉及三类蛋白质:“书写器”、“擦除器”、“阅读器”,我们一看名字就知道它们的作用了。这些化学修饰提供了“连接信息”,引导生物大分子之间的互作。

经典生物学通常使用“通路”(Pathway)一词来描述细胞信号的转导,不过这其实反映的是一种“线性思维”。“网络”(Network)概念则更能体现复杂性思维,表示各通路之间相互耦联相互影响,信息流也不是单向的,而是通过反馈形成双向流

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“通路”(Pathway)与“网络”(Network)

讲到这,我们可以顺理成章地理解到,生命活动的调控的两种模式:

如果把元件(生物大分子)理解为“”,把元件之间的互作关系(化学修饰)理解为“”,那么组(“”)在一起后就形成了能够涌现(“”)新性质的复杂网络了。

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生命的不确定性

生命是高度动态的开放系统,具有很大的不确定性,这种不确定性源自——

前面我们说人体约有200种细胞,可是,如果按照细胞基因表达谱来划分,估计有成千上万种了。而且,即使是同类型的细胞,由于微环境的差异,也会有所区别。这也就提醒我们——要以不确定性的角度来认识生命的复杂性

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