23.1: Introducción

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El modelado metabólico nos permite utilizar modelos matemáticos para representar sistemas biológicos complejos. Esta conferencia discute el papel de modelar el estado estacionario de los sistemas biológicos en la comprensión de las capacidades metabólicas de los organismos. También discutimos brevemente qué tan bien los modelos de estado estacionario son capaces de replicar experimentos in vitro.

¿Qué es Metabolismo?

Según Matthews y van Holde, el metabolismo es la totalidad de todas las reacciones químicas que ocurren en la materia viva. Esto incluye reacciones catabólicas, que son reacciones que conducen a la descomposición de moléculas en componentes más pequeños, y reacciones anabólicas, que son responsables de la creación de moléculas más complejas (por ejemplo, proteínas, lípidos, carbohidratos y ácidos nucleicos) a partir de componentes más pequeños. Estas reacciones son responsables de la liberación de energía de los enlaces químicos y del almacenamiento de esta energía. Las reacciones metabólicas también son responsables de la transducción y transmisión de información (por ejemplo, a través de la generación de GMPc como mensajero secundario o ARNm como sustrato para la traducción de proteínas).

¿Por qué Modelo Metabolismo

Una aplicación importante del modelado metabólico es en la predicción de los efectos de los medicamentos. Un tema importante de modelación es el organismo Mycobacterium tuberculosis [15]. La interrupción de las vías de síntesis de ácido micólico de este organismo puede ayudar a controlar la infección por TB. El modelado computacional nos brinda una plataforma para identificar las mejores dianas farmacológicas en este sistema. Los estudios de inactivación génica en Escherichia coli han permitido a los científicos determinar qué genes y combinaciones de genes afectan el crecimiento de este importante organismo modelo [6]. Tanto los acuerdos como los desacuerdos entre modelos y datos experimentales pueden ayudarnos a evaluar nuestro conocimiento de los sistemas biológicos y ayudarnos a mejorar nuestras predicciones sobre las capacidades metabólicas. En la próxima conferencia, aprenderemos la importancia de incorporar datos de expresión en modelos metabólicos. Además, una variedad de procesos de enfermedades infecciosas implican cambios metabólicos a nivel microbiano.