Reverse-Engineering circadianer Oszillationssysteme als Frequenzregelkreise mit Nachlaufsynchronisation

ISBN-13: 9783640947447 / Niemiecki / Miękka / 2011 / 96 str.

Benedict Schau

Opis

Diplomarbeit aus dem Jahr 2011 im Fachbereich Informatik - Bioinformatik, Friedrich-Schiller-Universitat Jena, Sprache: Deutsch, Abstract: Die Komplexitat der biochemischen Reaktionsnetzwerke, auf denen alles Leben basiert, verstandlich zu machen, ist Kernanliegen der Systembiologie. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Ansatz aus den Ingenieurwissenschaften, namlich die Nachlaufsynchronisation, genutzt, um das Verhalten circadianer Oszillationssysteme zu simulieren und zu analysieren. Die Nachlaufsynchronisation (Phase-locked loop, PLL) ist ein Spezialfall einer Frequenzegelung, wie sie in den Ingenieurwissenschaften definiert ist: ein dynamisches System wird innerhalb eines geschlossenen Wirkungskreises zielgerichtet beeinflusst (1). Die Regelungstechnik fand bereits fruh Eingang in die theoretische Biologie. Regelkreise sind gut zur Beschreibung von biologischen Systemen geeignet; sie profitieren von einer strengen Modularisierung, die eine klare Aufteilung eines komplexen Systems in funktionale Untereinheiten, die durch Signalpfade verbunden sind, ermoglicht. In dieser Diplomarbeit wird ein regelkreis-basierter Modellierungsansatz vorteilhaft zur Beschreibung und Analyse eines circadianen Oszillators einschlielich seiner Fahigkeit zum Entrainment angewendet. Oszillationen eignen sich besonders fur die Modellierung mithilfe von Regelkreisen, da zahlreiche Methoden zur Analyse des Verhaltens von Frequenzregelkreisen existieren.