Biologické teórie organizovanosti
Podobné biologické koncepty „zmeny ako takej“ (stavové a organizačné rámce)
Čo presne hľadáte (a prečo je to v biológii „netypické“)
V klasickej biológii/biochemii sa zmeny zvyknú „kotviť“ do nositeľov (molekuly, gény, proteíny, organely). Abstraktná jednotka zmeny ako takej (niečo ako „kvantum“ reorganizácie) nie je štandardizovaná naprieč odbormi – existujú však teoretické rodiny, ktoré definujú živé primárne ako stavový/dynamický režim alebo ako organizáciu obmedzení (constraints), t. j. menej „z čoho je to spravené“ a viac „aký typ prebiehajúcej premeny sa udržiava“.
Nižšie sú rámce, ktoré sú najbližšie k tomuto typu otázky.
1) Organizačná uzáverenosť (closure of constraints)
Organizmus je chápaný ako sieť vzájomne sa udržiavajúcich obmedzení, ktoré kanálujú tok procesov tak, aby sa systém nerozpadol. Biologicky relevantná zmena je potom zmena v systéme obmedzení (napr. regulačné väzby, hranice, katalytické väzby), nie iba výmena materiálu.[1]
2) Autopoiesis
Živé je definované ako sieť procesov produkujúcich komponenty potrebné na udržanie tej istej siete. Zmena je tu chápaná ako kontinuálne sebavytváranie organizácie, nie ako statický stav látky.[2]
3) Relačná biológia (Rosen)
Ťažisko sa presúva z komponentov na organizáciu vzťahov (formálne mapovania/entailmenty). Jednotkou analýzy je vzťahová štruktúra a jej transformácie, nie materiálny nosič.[3]
4) Atraktory a stavové prechody
Fenotyp alebo bunkový stav je modelovaný ako atraktor dynamiky regulačnej siete. Zmena biologického významu je potom prechod medzi atraktormi (zmena stabilného režimu).[4][5]
5) Metabolické toky (flux)
5.1 Metabolic Flux Analysis (MFA)
Fyziologický stav bunky je opísaný ako vektor tokov (flux distribution). Zmena je zmena rozloženia tokov v sieti.[6]
5.2 Elementary Flux Modes (EFM)
Metabolická sieť sa rozkladá na minimálne funkčné režimy toku, ktoré sú schopné niesť ustálený tok. Jednotkou je režim toku, nie molekula.[7][8]
6) Regulačná „gratuíta“
Motív, že regulačný signál môže byť do istej miery arbitrárny vzhľadom na regulovanú funkciu; význam má účinok na tok/organizáciu, nie chemická podstata signálu.[9]
7) Disipatívne štruktúry
Živé systémy sú chápané ako otvorené nerovnovážne systémy stabilizujúce určité režimy tokov energie a hmoty; zmena môže byť prechod medzi režimami.[10][11]
Referencie (APA)
- ↑ Mossio, M., & Moreno, A. (2010). Organisational closure in biological organisms. History and Philosophy of the Life Sciences, 32(2–3), 269–288. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21162371/
- ↑ Maturana, H. R., & Varela, F. J. (1980). Autopoiesis and Cognition: The Realization of the Living. Dordrecht: D. Reidel. https://doi.org/10.1007/978-94-009-8947-4
- ↑ Rosen, R. (1991). Life Itself: A Comprehensive Inquiry into the Nature, Origin, and Fabrication of Life. New York, NY: Columbia University Press.
- ↑ Huang, S. (2012). The molecular and mathematical basis of Waddington's epigenetic landscape: A framework for post-Darwinian biology? BioEssays, 34(2), 149–157. https://doi.org/10.1002/bies.201100031
- ↑ Huang, S., Ernberg, I., & Kauffman, S. (2009). Cancer attractors: A systems view of tumors from a gene network dynamics and developmental perspective. Seminars in Cell & Developmental Biology, 20(7), 869–876. https://doi.org/10.1016/j.semcdb.2009.07.003
- ↑ de Falco, B., Giannino, F., Carteni, F., Mazzoleni, S., & Kim, D.-H. (2022). Metabolic flux analysis: A comprehensive review on sample preparation, analytical techniques, data analysis, computational modelling, and main application areas. RSC Advances, 12(39), 25528–25548. https://doi.org/10.1039/D2RA03326G
- ↑ Trinh, C. T., Wlaschin, A., & Srienc, F. (2009). Elementary mode analysis: A useful metabolic pathway analysis tool for characterizing cellular metabolism. Applied Microbiology and Biotechnology, 81(5), 813–826. https://doi.org/10.1007/s00253-008-1770-1
- ↑ Zanghellini, J., & Ruckerbauer, D. E. (2013). Elementary flux modes in a nutshell: Properties, calculation and applications. Biotechnology Journal, 8(9), 1009–1016. https://doi.org/10.1002/biot.201200269
- ↑ Markoš, A. (2016). Evoluční tápání: Podoby planetárního životopisu. Červený Kostelec: Pavel Mervart.
- ↑ Nicolis, G., & Prigogine, I. (1977). Self-Organization in Nonequilibrium Systems: From Dissipative Structures to Order through Fluctuations. New York, NY: Wiley.
- ↑ England, J. L. (2015). Dissipative adaptation in driven self-assembly. Nature Nanotechnology, 10(11), 919–923. https://doi.org/10.1038/nnano.2015.250