Галстук-бабочка (биология)
В биологических науках термин «галстук-бабочка» (названный так из-за его формы) — это недавняя концепция, которая пытается уловить суть некоторых операционных и функциональных структур, наблюдаемых в биологических организмах и других видах сложных и самоорганизующихся систем. В общем, архитектура галстука-бабочки 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 способностью к развитию. Другими словами, галстуки-бабочки способны учитывать большое разнообразие входных данных (растекаясь в узел), демонстрируя гораздо меньшее разнообразие протоколов и процессов (узлов ) , способных обрабатывать эти входные данные, и, наконец, чрезвычайно гетерогенную структуру. разнообразие выходов (разветвление галстука-бабочки). Таким образом, эти архитектуры управляют широким спектром входных данных через ядро (узел), состоящий из ограниченного числа элементов. В таких структурах входные данные передаются по своеобразной воронке, ведущей к « синтезу ». « ядро » , где они могут быть должным образом организованы, обработаны и управляемы посредством протоколов [1] и откуда, в свою очередь, распространяются различные выходные данные или ответы.
По мнению Честе и Дойла, [1] галстуки-бабочки способны оптимально организовывать потоки массы, энергии, сигналов в общую структуру, вынужденно работающую в сильно изменчивой и «неаккуратной» среде. С биологической точки зрения галстук-бабочка управляет большим количеством стимулов (входных данных), он составляет «сжатое» ядро и снова выражает большое количество возможных фенотипов , метаболитных продуктов или, в более общем смысле, повторно используемых модулей. . Архитектура галстука-бабочки наблюдалась в структурной организации на разных уровнях живых и развивающихся организмов (например, бактериального метаболизма ). сеть [1] [2] [3] ), а также в технологических и динамических системах (например, Интернет [4] ). Галстуки-бабочки, похоже, способны обеспечить компромисс между надежностью и эффективностью, в то же время гарантируя системе возможность развиваться.И наоборот, одна и та же эффективная архитектура может быть подвержена нестабильности и уязвимости из-за конкретных изменений, возмущений и целенаправленных атак, направленных против основного набора модулей и протоколов.Архитектура галстука-бабочки — одна из нескольких различных структур и принципов функционирования, которые живая материя использует для достижения самоорганизации и эффективного использования доступных ресурсов. [5]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Чете М., Дойл Дж. (2004). «Галстуки-бабочки, обмен веществ и болезни». Тенденции Биотехнологии . 22 (9): 446–50. дои : 10.1016/j.tibtech.2004.07.007 . ПМИД 15331224 .
- ^ Ма Х.В., Цзэн А.П. (2003). «Структура связности, гигантский сильный компонент и центральность метаболических сетей» . Биоинформатика . 19 (11): 1423–30. doi : 10.1093/биоинформатика/btg177 . ПМИД 12874056 .
- ^ Чжао Дж., Ю Х., Луо Дж.Х., Цао З.В., Ли Ю.С. (2006). «Иерархическая модульность вложенных галстуков-бабочек в метаболических сетях» . БМК Биоинформатика . 7 : 386. дои : 10.1186/1471-2105-7-386 . ПМК 1560398 . ПМИД 16916470 .
- ^ Бродер А. , Кумар Р., Маггул Ф., Рагхаван П. , Раджагопалан С., Стата Р. , Томкинс А., Винер Дж. (2000). «Графовая структура в Интернете». Компьютерные сети . 33 (1–6): 309–20. дои : 10.1016/S1389-1286(00)00083-9 .
- ^ Тьери П., Гриньолио А., Заикин А., Мишто М., Ремондини Д., Кастеллани Г.К., Франчески С. (2010). «Сеть, вырождение и галстук-бабочка, объединяющие парадигмы и архитектуры для понимания сложности иммунной системы» . Теория Биол Мед Модель . 7:32 . дои : 10.1186/1742-4682-7-32 . ПМЦ 2927512 . ПМИД 20701759 .