Modelos ambientales en biología

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Daniela Polo Pena

Ángel Prieto Soto

Tania Regueiro Suárez

Víctor Rodríguez Hermida

1. Introducción y conceptos.

2. Modelos en biología:

a.Ecuaciones de reacción difusión

b.Modelos implementados

a)Modelo de Gierer-Meinhardt

b) Modelo de Schnakenberg

c) Modelo de Glucólisis

d) Modelo de quimiotaxis

c. Ciclos biogeoquímicos

1. Modelos y software. Ejemplo en la web.a. PySB

b. FASTA

c. EMBOSS

d. L.systems + ejemplo

2. Bibliografía.

Las características que determinan la esencia del mundo

biológico son:

- La complejidad.

- La evolución.

La evolución conduce a un comportamiento complejo y

dinámico en el tiempo y en el espacio.

Modelización biológica

Vía de la simulación

Vía experimental

Modelo: es una representación simplificada

de la realidad.

Biología: es la ciencia que tiene como objeto

de estudio a los seres vivos.

Sistema biológico: es un conjunto

de órganos y estructuras similares que

trabajan en conjunto para cumplir

alguna función fisiológica en un ser vivo.

Se usa para modelar el movimiento de una

densidad de individuos en un entorno

cualquiera, desde partículas físicas

fundamentales hasta plantas o animales.

Epidemias.

Existen diferentes modelos biológicos que

permiten obtener una descripción matemática

de fenómenos complejos presentes en la

naturaleza. Tipos:

Gierer-Meinhardt

Schnakenberg

Modelo de glucólisis

Modelos de quimiotaxis

Se usa para modelizar las reacciones cinéticas de

las sustancias químicas.

• Modelo sencillo .

• Explica el comportamiento de un químico activador en

presencia de un químico inhibidor.

Se utiliza para modelizar el proceso de la glucólisis.

Se utiliza para modelizar el movimiento celular.

Principalmente nos ayudará a entender el funcionamiento de

parte del planeta, de ahí su importancia como modelo.

1.Hacer un uso sostenible de

este recurso natural.

2.Gestión inteligente.

3.Entender en parte la

evolución de nuestro

planeta, e incluso nos está

llevando a entender la de

otros como puede ser en la

actualidad el caso de Marte.

4.Nos permite medir la

capacidad de autodepuración del

océano o de los ríos, o por otro

lado, la estancia de

contaminantes como el carbono

en las mismas.

El ciclo del carbono es

esencial para la vida

en la tierra.

1. Comprender los

intercambios de carbono

entre los seres vivos y la

atmósfera

2. Comprender los intercambios

de carbono entre la atmósfera y la

litosfera (océanos y suelo).

3. Hacer un seguimiento

exhaustivo del carbono.

1. PySB

- Basado en el lenguaje Phyton.

- Describe interacciones entre

biomoléculas, como las

proteínas.

- Permite el desarrollo de

documentación, test y

proyectos varios.

2. FASTA

- Programa para alineamiento de

secuencias de ADN y proteínas.

- Cada secuencia se compone de

una descripción, seguida de

todos los datos necesarios.

3. EMBOSS

- European Molecular Biology Open

Software Suite.

- Principales aplicaciones:

- Alineamiento de secuencias

- Búsqueda de patrones en bases de

datos.

- Análisis de patrones para identificar

cambios o repeticiones.

- Análisis de codones para genomas

reducidos.

4. L-Systems

-Plataforma de renderizado

para la simulación del

crecimiento de las

estructuras vegetales.

- Se basa en la introducción

de ecuaciones breves,

aunque complejas.

- Nos permite generar

estructuras arboladas o

incluso fractales.

Imágenes generadas aleatoriamente:

http://fasta.bioch.virginia.edu/fasta_www2/fasta_list2.shtml

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/blastcgihelp.shtml

http://pysb.org/

http://www.nature.com/msb/journal/v9/n1/full/msb20131.html

http://emboss.sourceforge.net/what/#Overview

http://www.kevs3d.co.uk/dev/lsystems

http://www.nahee.com/spanky/www/fractint/lsys/plants.html

http://solea.quim.ucm.es/fmoran/publications/librobiofisica/chap5.pdf

http://www.scielo.cl/pdf/ingeniare/v17n2/art07.pdf