Sistemska biologija — разлика између измена
Садржај обрисан Садржај додат
| Ред 1: | Ред 1: | ||
[[File:Genomics GTL Pictorial Program.jpg|thumb|320px|Ilustracija sistemskog pristupa biologiji]] |
[[File:Genomics GTL Pictorial Program.jpg|thumb|320px|Ilustracija sistemskog pristupa biologiji]] |
||
'''Sistemska biologija''' je holistički pristup biomedicinskim i biološkim naučnim istraživanjima (za razliku od tradicionalnog [[Редукционизам|reduktionizma]]). Sistemska biologija je interdisciplinarno polje bazirano na [[biologija|biologiji]] sa fokusom na kompleksnim interakcijama unutar [[Organski sistem|bioloških sistema]]. Ovaj koncept je u širokoj upotrebi u [[Biologija|bionaukama]] u više različitih konteksta, pogotovo nakon 2000. godine. Jedan od primarnih ciljeva ove naučne oblasti je razvoj modela i otkrivanje svojstava koja se manifestuju kad [[ćelija (biologija)|ćelija]], [[tkivo (biologija)|tkivo]] i organizam funkcionišu kao celina ([[sistem]]), i čije je teoretsko opisivanje jedino moguće koristeći tehnike u domenu sistemske biologije. Realizacija tih ciljeva obično obuhvata izučavanje [[metabolička mreža|metaboličkih]] ili [[Ћелијска комуникација|signalnih mreža]].<ref name="pmid21570668">{{cite journal |author=Bu Z, Callaway DJ |title=Proteins MOVE! Protein dynamics and long-range allostery in cell signaling |journal=Advances in Protein Chemistry and Structural Biology |volume=83 |issue= |pages=163–221 |year=2011 |pmid=21570668 |doi=10.1016/B978-0-12-381262-9.00005-7 |url= |series=Advances in Protein Chemistry and Structural Biology |isbn=978-0-123-81262-9}}</ref> |
'''Sistemska biologija''' je holistički pristup biomedicinskim i biološkim naučnim istraživanjima (za razliku od tradicionalnog [[Редукционизам|reduktionizma]]). Sistemska biologija je interdisciplinarno polje bazirano na [[biologija|biologiji]] sa fokusom na kompleksnim interakcijama unutar [[Organski sistem|bioloških sistema]]. Ovaj koncept je u širokoj upotrebi u [[Biologija|bionaukama]] u više različitih konteksta, pogotovo nakon 2000. godine. Jedan od primarnih ciljeva ove naučne oblasti je razvoj modela i otkrivanje svojstava koja se manifestuju kad [[ćelija (biologija)|ćelija]], [[tkivo (biologija)|tkivo]] i organizam funkcionišu kao celina ([[sistem]]), i čije je teoretsko opisivanje jedino moguće koristeći tehnike u domenu sistemske biologije. Realizacija tih ciljeva obično obuhvata izučavanje [[metabolička mreža|metaboličkih]] ili [[Ћелијска комуникација|signalnih mreža]].<ref name="pmid21570668">{{cite journal |author=Bu Z, Callaway DJ |title=Proteins MOVE! Protein dynamics and long-range allostery in cell signaling |journal=Advances in Protein Chemistry and Structural Biology |volume=83 |issue= |pages=163–221 |year=2011 |pmid=21570668 |doi=10.1016/B978-0-12-381262-9.00005-7 |url= |series=Advances in Protein Chemistry and Structural Biology |isbn=978-0-123-81262-9}}</ref> |
||
== Pregled == |
|||
Sistemska biologija se može posmatrati sa više različitih aspekata: |
|||
* Kao polje izučavanja, posebno, izučavanja interakcija između komponenti ''bioloških sistema'', i načina na koji te interakcije proizvode funkcije i ponašanje sistema (na primer [[enzim]]a i [[metabolit]]a u [[metabolički put|metaboličkom putu]]).<ref name="snoep05" /><ref name="21stcentury" /> |
|||
* Kao [[paradigma]], obično definisana kao antiteza takozvane [[redukcionizam|redukcionističke]] paradigme ([[biološka organizacija]]), mada je potpuno konzistentna sa [[naučni metod|naučnim metodom]]. Razlika između ove dve paradigme se razmatra u sledećim navodima: |
|||
:''„Redukcionistički pristup je uspešno identifikovao većinu komponenti i mnoge interakcije ali, nažalost, ne proža ubedljive koncepte ili metode za razumevanje pojave sistemkih svojstava ... pluralizam uzroka i posledica u biološkim mrežama je bolje razmatrati putem kvantitativnog simultanog merenja višestrukih komponenti i putem rigorozne integracije podataka u obliku matematičkih modela“'' (-{Sauer ''et al.''}-).<ref name="sauer07" /> |
|||
:''„Sistemska biologija ... se bavi sjedinjavanjem umesto razčlanjavanja, integracijom umesto redukcije. To zahteva da se razviju načini razmišljanja o integraciji koji su jednako rigorozni kao i naši redukcionistički programi, ali su različiti ... To zahteva promenu naše filozofije, u punom smislu reči“''.<ref name="noble06" /> |
|||
* Kao serije operacionih [[protocol (prirodne nauke)|protokola]] koji se koriste u istraživanju, naime ciklus sastavljen od teorije, [[Matematički model|analitičkog]] ili [[računski model|računskog modelovanja]] radi nalaženja specifičnih testivih hipoteza o biološkom sistemu, eksperimentalne validacije, i zatim primene novostečenog kvantitativnog opisa ćelija ili ćelijskih procesa u usavršavanju računskih modela ili teorije.<ref name="kholodenko05" /> Pošto je cilj razvoj modela interakcije sistema, eksperimentalne tehnike koje su najpodesnije za sistemsku biologiju su one koje obuhvataju ceo sistem i nastoje da budu kompletne koliko god je to moguće. Za prikupljanje kvantitativnih podataka radi konstrukcije i validacije modela se koriste [[transkriptomika]], [[metabolomika]], [[proteomika]] i [[Visoko propustno testiranje|visoko protočne tehnike]]. |
|||
* Kao primena [[teorija dinamičkih sistema|teorije dinamičkih sistema]] na [[molekularna biologija|molekularnu biologiju]]. Fokus na dinamici izučavanih sistema je potencijalno glavna konceptualna razlika između sistemske biologije i [[bioinformatika|bioinformatike]]. |
|||
* Kao socionaučni fenomen definisan strategijom podsticanja integracije kompleksnih podataka o interakcijama u biološkim sistemima iz raznovrsnih eksperimentalnih izvora koristeći interdisciplinarna oruđa i osoblje.<ref>[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19623486 -{System biology of gene regulation.}-]</ref> |
|||
Ova raznovrsnost gledišta ilustruje činjenicu da se sistemska biologija odnosi na klaster periferno preklapajućih koncepta umesto jednog jasno omeđenog polja. |
|||
== Reference == |
== Reference == |
||
{{Reflist| |
{{Reflist|2|refs = |
||
<ref name="snoep05">{{cite journal | last1 = Snoep | first1 = Jacky L | last2 = Westerhoff | first2 = Hans V | editor1-last = Alberghina | editor1-first = Lilia | editor2-last = Westerhoff | editor2-first = Hans V | year = 2005 | title = Systems Biology: Definitions and Perspectives | volume = 13 | pages = 13–30 | location = Berlin | publisher = Springer-Verlag | doi = 10.1007/b106456 | chapter = From isolation to integration, a systems biology approach for building the Silicon Cell | series = Topics in Current Genetics | isbn = 978-3-540-22968-1 }}</ref> |
|||
<ref name="21stcentury">{{cite web |url = http://www.systemsbiology.org/Intro_to_Systems_Biology/Systems_Biology_--_the_21st_Century_Science |title = Systems Biology: the 21st Century Science |publisher = Institute for Systems Biology |accessdate = 15 June 2011 }}</ref> |
|||
Zeng BJ. , On the concept of systems biological engineering, Nov. 1994, Communication on Transgenic Animals, CAS, China. |
|||
<ref name="sauer07">{{cite journal | last1 = Sauer | first1 = Uwe | last2 = Heinemann | first2 = Matthias | last3 = Zamboni | first3 = Nicola | date = 27 April 2007 | journal = Science | volume = 316 | issue = 5824 | pages = 550–551 | pmid = 17463274 | doi = 10.1126/science.1142502 | title = GENETICS: Getting Closer to the Whole Picture }}</ref> |
|||
<ref name="noble06">{{cite book | last = Noble | first = Denis | title = The music of life: Biology beyond the genome | year = 2006 | publisher = Oxford University Press | location = Oxford | isbn = 978-0-19-929573-9 | pages = 176 }}</ref> |
|||
<ref name="kholodenko05">{{cite journal | last1 = Kholodenko | first1 = Boris N | last2 = Sauro | first2 = Herbert M | editor1-last = Alberghina | editor1-first = Lilia | editor2-last = Westerhoff | editor2-first = Hans V | year = 2005 | title = Systems Biology: Definitions and Perspectives | volume = 13 | pages = 357–451 | location = Berlin | publisher = Springer-Verlag | doi = 10.1007/b136809 | chapter = Mechanistic and modular approaches to modeling and inference of cellular regulatory networks | series = Topics in Current Genetics | isbn = 978-3-540-22968-1 }}</ref> |
|||
}} |
|||
== Literatura == |
== Literatura == |
||
Верзија на датум 7. новембар 2013. у 00:02
Sistemska biologija je holistički pristup biomedicinskim i biološkim naučnim istraživanjima (za razliku od tradicionalnog reduktionizma). Sistemska biologija je interdisciplinarno polje bazirano na biologiji sa fokusom na kompleksnim interakcijama unutar bioloških sistema. Ovaj koncept je u širokoj upotrebi u bionaukama u više različitih konteksta, pogotovo nakon 2000. godine. Jedan od primarnih ciljeva ove naučne oblasti je razvoj modela i otkrivanje svojstava koja se manifestuju kad ćelija, tkivo i organizam funkcionišu kao celina (sistem), i čije je teoretsko opisivanje jedino moguće koristeći tehnike u domenu sistemske biologije. Realizacija tih ciljeva obično obuhvata izučavanje metaboličkih ili signalnih mreža.[1]
Pregled
Sistemska biologija se može posmatrati sa više različitih aspekata:
- Kao polje izučavanja, posebno, izučavanja interakcija između komponenti bioloških sistema, i načina na koji te interakcije proizvode funkcije i ponašanje sistema (na primer enzima i metabolita u metaboličkom putu).[2][3]
- Kao paradigma, obično definisana kao antiteza takozvane redukcionističke paradigme (biološka organizacija), mada je potpuno konzistentna sa naučnim metodom. Razlika između ove dve paradigme se razmatra u sledećim navodima:
- „Redukcionistički pristup je uspešno identifikovao većinu komponenti i mnoge interakcije ali, nažalost, ne proža ubedljive koncepte ili metode za razumevanje pojave sistemkih svojstava ... pluralizam uzroka i posledica u biološkim mrežama je bolje razmatrati putem kvantitativnog simultanog merenja višestrukih komponenti i putem rigorozne integracije podataka u obliku matematičkih modela“ (Sauer et al.).[4]
- „Sistemska biologija ... se bavi sjedinjavanjem umesto razčlanjavanja, integracijom umesto redukcije. To zahteva da se razviju načini razmišljanja o integraciji koji su jednako rigorozni kao i naši redukcionistički programi, ali su različiti ... To zahteva promenu naše filozofije, u punom smislu reči“.[5]
- Kao serije operacionih protokola koji se koriste u istraživanju, naime ciklus sastavljen od teorije, analitičkog ili računskog modelovanja radi nalaženja specifičnih testivih hipoteza o biološkom sistemu, eksperimentalne validacije, i zatim primene novostečenog kvantitativnog opisa ćelija ili ćelijskih procesa u usavršavanju računskih modela ili teorije.[6] Pošto je cilj razvoj modela interakcije sistema, eksperimentalne tehnike koje su najpodesnije za sistemsku biologiju su one koje obuhvataju ceo sistem i nastoje da budu kompletne koliko god je to moguće. Za prikupljanje kvantitativnih podataka radi konstrukcije i validacije modela se koriste transkriptomika, metabolomika, proteomika i visoko protočne tehnike.
- Kao primena teorije dinamičkih sistema na molekularnu biologiju. Fokus na dinamici izučavanih sistema je potencijalno glavna konceptualna razlika između sistemske biologije i bioinformatike.
- Kao socionaučni fenomen definisan strategijom podsticanja integracije kompleksnih podataka o interakcijama u biološkim sistemima iz raznovrsnih eksperimentalnih izvora koristeći interdisciplinarna oruđa i osoblje.[7]
Ova raznovrsnost gledišta ilustruje činjenicu da se sistemska biologija odnosi na klaster periferno preklapajućih koncepta umesto jednog jasno omeđenog polja.
Reference
- ^ Bu Z, Callaway DJ (2011). „Proteins MOVE! Protein dynamics and long-range allostery in cell signaling”. Advances in Protein Chemistry and Structural Biology. Advances in Protein Chemistry and Structural Biology. 83: 163—221. ISBN 978-0-123-81262-9. PMID 21570668. doi:10.1016/B978-0-12-381262-9.00005-7.
- ^ Snoep, Jacky L; Westerhoff, Hans V (2005). Alberghina, Lilia; Westerhoff, Hans V, ур. „Systems Biology: Definitions and Perspectives”. Topics in Current Genetics. 13. Berlin: Springer-Verlag: 13—30. ISBN 978-3-540-22968-1. doi:10.1007/b106456.
|chapter=игнорисан (помоћ) - ^ „Systems Biology: the 21st Century Science”. Institute for Systems Biology. Приступљено 15. 6. 2011.
- ^ Sauer, Uwe; Heinemann, Matthias; Zamboni, Nicola (27. 4. 2007). „GENETICS: Getting Closer to the Whole Picture”. Science. 316 (5824): 550—551. PMID 17463274. doi:10.1126/science.1142502.
- ^ Noble, Denis (2006). The music of life: Biology beyond the genome. Oxford: Oxford University Press. стр. 176. ISBN 978-0-19-929573-9.
- ^ Kholodenko, Boris N; Sauro, Herbert M (2005). Alberghina, Lilia; Westerhoff, Hans V, ур. „Systems Biology: Definitions and Perspectives”. Topics in Current Genetics. 13. Berlin: Springer-Verlag: 357—451. ISBN 978-3-540-22968-1. doi:10.1007/b136809.
|chapter=игнорисан (помоћ) - ^ System biology of gene regulation.
Literatura
- Asfar S. Azmi, ур. (2012). „Systems Biology in Cancer Research and Drug Discovery”: 423. ISBN ISBN 978-94-007-4819-4 Проверите вредност параметра
|isbn=: invalid character (помоћ). - Kitano, Hiroaki (15. 10. 2001). Foundations of Systems Biology. MIT Press. стр. 320. ISBN 978-0-262-11266-6.
- Werner, Eric (29. 3. 2007). „All systems go”. Nature. 446 (7135): 493—494. Bibcode:2007Natur.446..493W. doi:10.1038/446493a. provides a comparative review of three books:
- Alon, Uri (7. 7. 2006). An Introduction to Systems Biology: Design Principles of Biological Circuits. Chapman & Hall. стр. 301. ISBN 978-1-58488-642-6.
- Kaneko, Kunihiko (15. 9. 2006). Life: An Introduction to Complex Systems Biology. Springer-Verlag. стр. 371. ISBN 978-3-540-32666-3.
- Palsson, Bernhard O (16. 1. 2006). Systems Biology: Properties of Reconstructed Networks. Cambridge University Press. стр. 334. ISBN 978-0-521-85903-5.
- Werner Dubitzky, Olaf Wolkenhauer, Hiroki Yokota, Kwan-Hyun Cho, ур. (13. 8. 2013). Encyclopedia of Systems Biology. Springer-Verlag. стр. 2100. ISBN 978-1-4419-9864-4.
