Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

В биологических науках термин « галстук-бабочка» (названный так из-за его формы) - это недавняя концепция, которая пытается уловить сущность некоторых операционных и функциональных структур, наблюдаемых в биологических организмах и других видах сложных и самоорганизующихся систем. 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 способны учитывать большое разнообразие входов (развеивание в узел), демонстрируя гораздо меньшее разнообразие протоколов и процессов ( узел), способный обрабатывать эти входные данные, и, наконец, чрезвычайно неоднородное разнообразие выходных данных (разветвление в виде бабочки). Таким образом, эти архитектуры управляют широким диапазоном входных данных через ядро (узел), состоящее из ограниченного числа элементов. В таких структурах входные данные передаются в своего рода воронку, к ядру « синтеза » , где они могут быть должным образом организованы, обработаны и управляются с помощью протоколов [1] , и откуда, в свою очередь, различные выходы, или ответы, распространяется.

схема общей архитектуры галстука-бабочки

Согласно Чете и Дойлю [1] галстуки-бабочки способны оптимально организовать потоки массы, энергии и сигналов в общей структуре, которая вынужденно имеет дело с сильно колеблющейся и «неряшливой» окружающей средой. В биологической точке зрения, галстук - бабочка управляет большим веером стимулов (вход), она составляет «сжатое» ядро , и он вновь выражает большой вентилятор из возможных фенотипов , метаболит продуктов или -более вообще - многоразовые модули . Архитектура галстука-бабочки наблюдалась в структурной организации на разных уровнях живых и развивающихся организмов (например, сеть метаболизма бактерий[1] [2] [3] ), а также в технологических и динамических системах (например, Интернет [4] ). Галстуки-бабочки, кажется, могут быть посредником между надежностью и эффективностью, в то же время гарантируя системе способность к развитию. И наоборот, одна и та же эффективная архитектура может быть подвержена уязвимости из-за определенных изменений, нарушений и целенаправленных атак, направленных против основного набора модулей и протоколов. Архитектура галстука-бабочки - одна из нескольких различных структур и принципов функционирования, которые использует живое вещество для достижения самоорганизации и эффективного использования доступных ресурсов. [5]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Csete M, Doyle J (2004). «Галстуки-бабочки, обмен веществ и болезни». Trends Biotechnol . 22 (9): 446–50. DOI : 10.1016 / j.tibtech.2004.07.007 . PMID  15331224 .
  2. ^ Ма HW, Цзэн AP (2003). «Структура связности, гигантский сильный компонент и центральное место в метаболических сетях» . Биоинформатика . 19 (11): 1423–30. DOI : 10.1093 / биоинформатики / btg177 . PMID 12874056 . 
  3. Перейти ↑ Zhao J, Yu H, Luo JH, Cao ZW, Li YX (2006). «Иерархическая модульность вложенных бабочек в метаболических сетях» . BMC Bioinformatics . 7 : 386. DOI : 10,1186 / 1471-2105-7-386 . PMC 1560398 . PMID 16916470 .  
  4. ^ Бродер , Кумар Р, Р Maghoul, Рагаван Р , Раджагопалан S, Стат R , Томкинс А, Винер J (2000). «Структура графа в сети». Компьютерные сети . 33 (1–6): 309–20. DOI : 10.1016 / S1389-1286 (00) 00083-9 .
  5. ^ Тиери Р, Grignolio А, Заикин А, Mishto М, Ремондини Д, Кастеллань ГЙ, Франческа С (2010). «Сеть, вырождение и интеграция парадигм и архитектуры галстука-бабочки, чтобы понять сложность иммунной системы» . Модель Theor Biol Med . 7 : 32. DOI : 10,1186 / 1742-4682-7-32 . PMC 2927512 . PMID 20701759 .