Modelos matemáticos para problemas en biología: población ...
Modelos ambientales en biología
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Daniela Polo Pena Ángel Prieto Soto Tania Regueiro Suárez Víctor Rodríguez Hermida
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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
