IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 IV107 Bioinformatika I Přednáška 12 Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petři ho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí Katedra informačních technologií Masarykova Univerzita Brno Jaro 2019 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. EVROPSKÁ UNIE INVESTICE DO ROZVOJE VZDELÁVANÍ Předchozí týden IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petři ho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí ► Získávání proteomických dat ► 2-Dgely ► izolace skvrn ► štěpení enzymy (např. trypsin) ► hmotnostní spektrometrie (MS) ► proteinový čip ► MS ► MALDI-TOF ► tandemová MS Systémová biologie IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petři ho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí ► IV109 - Modelování a simulace ► PA054 - Formální modely v SB ► PB051 - Výpočetní metody v bioinformatice a SB □ rS1 Outline Co je systémová biologie IV107 Bioinformatika I Přednáška 12 Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petři ho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí Soustavy diferenciálních rovnic Petriho sítě Brané calculus Algoritmy pro hledání pod sekvencí Pokus o definici IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 ► Systém - množina interagujících prvků, ale nestačí pouhý výčet součástí ► Vlastnosti komponentů - poloha v prostoru a čase, interakce, funkce celku, které nejsou funkcemi žádné z částí ► Je protipólem molekulární biologie a různých "-omik" ► mol.biologie = redukcionisticky ► syst. biologie = integrativně Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petři ho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí Redukcionizmus a integrace IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 Co je systémová biologie ► atom Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic ► molekula Petři ho sítě Brané calculus ► makromolekula Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí ► gen ► protein ► komplex ► organela ► buňka ► tkáně ► orgán ► organismus ► populace ► ekosystém "Emergent properties"- vlastnosti, které není možné přiřknout komponentům, nýbrž systému IV107 Bioinformatika I Přednáška 12 Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petri ho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 Co je systémová biologie Data Integration Building a profile of the Human System Hpjlth StatuVDtwateW features Epidemiological features Clinkil Dita features Sifliul/image Analysts features Omm Oati Features Spectrum j I 1 ! g 1 P i 9 S é. a 5 5 Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petři ho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petři ho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí _š = -0 0,0 Outline IV107 Bioinformatika I Přednáška 12 Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petři ho sítě Brané calculus Příště ŕ~^f\ i q f>x ffttAmAi / ó h\ i /"\ I /"\i Q Algoritmy pro hledání pod sekvencí Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petriho sítě Brané calculus Algoritmy pro hledání pod sekvencí Metody a nástroje systémové biologie IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petři ho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí ► Jazyky pro popis systémů ► Grafy a sítě ► Modelování a simulace IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 Appiy knovlídge oF fflicrabiol (uncli&iitil Protcirtí pcffflfm many cf lifc'i moíl CSSC ulici íuflíiioíis. To corjy Oyl fKcíTr actirixe ďehe flECULATDRť NETWORKS Many proleln mocdine; interad ihrough coniplex, inltrcoriíičf.Kid will leod !o imodctí oí lift proMjjcs. url oOEanis™iro[;í?.cí5 lS.K Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petři ho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí Proces modelování a simulace IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 ► Biologická realita ► Návrh modelu ► Matematický model ► Simulace ► Verifikace/validace ► Model Rozpoznávání - Předpovědi - Vysvětlení Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petri ho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí □ r3 Enzymatické reakce IV107 Bioinformatika I Přednáška 12 1 //^ FRUCTOSE A-P ADP AMP LUCOSE-Ó-P GLUCv- HtXOSE- !© DIPKOS- * t Mg' MANNOSĚ *P ISO-ME*ASÉ -O-MAN- CMjOP I -ADP t-PHOSPHO FRUCTÔ-1 KlNASE ATP. CITRÁTE. J»HOSPHOENOL-fRUVATE ,ADP 4 (TDPI (A-3,S-MP). AMP, ADP, FRUCTOSE 2.* BISPHOS-PHATASí 6-PHOSPHO FRucro- 1 K1NASÍ D-FftUCTOSE 2.Ó-P, P-0-H.C JJ-D-F' HO-H ADP FRUCTO KtNAÍE ATP Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petři ho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí Metabolické dráhy IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 Co je systémová biologie P-í-FMiLUCÍřWArE W&-C-H j K-fĎN IHrC OP Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petři ho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí Metabolismus IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petři ho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí □ rS - = _š = mulační model buňky / E-Cell IV107 Bioinformatika I Přednáška 12 Fullchwn Menu A Flic New Interface Window? Kliíé1! [defujLt] Sírljprti [test] ffií [tt] at [D] Elapsed ThineJsJ: TifTiírí Counter Fiffti N a, m í- Area Start Button] | Stop Button j | Step Bullou | Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petři ho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí CelIWare: nástroj pro modelování buněčných procesů I H hnu* 1.1 lámaníOřu urnrritf I aí?,c«ni - CcÉV/atc I.Otirta Fta ftdd E<* Vww Smiiatlon Het [H l£] l-ldl *y HEIZEĚE Q Lací.cwm Q Promotér ^ n WiHfl Q PNftP Qpjhw Q TrPNAP 1_rV rrJ.-^^_ |-r|r,-|- r 'Ths Effert of Transaifícn and Iransiation luítuaíjoriť tn P*ot*votit Gsfif ^variable name = "d11 public_interf ace="out" units="dLmens ionleaa11 /> Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petriho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí ^variable name = " time11 pub 1 i c_int e r f ace = " in11 units = "mill isecond" /> < e q /> alpha_d d_infinity tau_d IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 GENE1 ■ Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petri ho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí dPROT1/dt = (1-p*PROT1/(a+PROT1)) * k IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 GENE1 GENE2 Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petriho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí dPROT1/dt = (1-p*PROT1/(a+PROT1)) * k dPROT2/dt = (1-q*PROT2/(b+PROT2)) * I * PROT1/(c+PROT1) IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 Co je systémová biologie GENE1 GENE2 ■%. y X # Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petři ho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí 4 □ ► 4 rS IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 Co je systémová biologie GENE1 GENE2 V V Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petři ho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí Petriho sítě - stavy a transakce IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petriho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí Petriho sítě - stavy a transakce IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petriho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí Petriho sítě - příklad modelu enzymatické reakce □S7 «jA 1^ t^JA V WW 10 IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petriho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí Brane calculus IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petři ho sítě Brane calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí Figure 6. Phcigo, Exo, Pino actions operation (from f í j) Exo 0VrMsn.alc3~Qí "*P° alaJ^.ííQD Pino @fp).c»la:i<íPJ> —* cílcí:;:iCipa ^PD Brane calculus IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petři ho sítě Brane calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí Příště IV107 Bioinformatika I -Přednáška 12 Co je systémová biologie Metody a nástroje systémové biologie Soustavy diferenciálních rovnic Petři ho sítě Brané calculus Příště Algoritmy pro hledání pod sekvencí Algoritmy pro hledání pod sekvencí Outline IV107 Bioinformatika I Přednáška 12 Příloha For Further Reading Příloha For Further Reading IV107 Bioinformatika I Přednáška 12 Příloha For Further Reading X