Análise de propriedades topológicas das redes biológicas integradas da Escherichia coli e da Saccharomyces cerevisiae
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2008 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UNESP |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/11449/118058 |
Resumo: | Biological processes are complex and possess emergent properties that can not be explained or predict by reductionism methods. To overcome the limitations of reductionism, researchers have been used a group of methods known as systems biology, a new interdisciplinary eld of study aiming to understand the non-linear interactions among components embedded in biological processes. These interactions can be represented by a mathematical object called graph or network, where the elements are represented by nodes and the interactions by edges that link pair of nodes. The networks can be classi- ed according to their topologies: if node degrees follow a Poisson distribution in a given network, i.e. most nodes have approximately the same number of links, this is a random network; if node degrees follow a power-law distribution in a given network, i.e. small number of high-degree nodes and high number of low-degree nodes, this is a scale-free network. Moreover, networks can be classi ed as hierarchical or non-hierarchical. In this study, we analised Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae integrated molecular networks, which have protein-protein interaction, metabolic and transcriptional regulation interactions. By using computational methods, such as MathematicaR , and data collected from public databases, we calculated four topological parameters: the degree distribution P(k), the clustering coe cient C(k), the closeness centrality CC(k) and the betweenness centrality CB(k). P(k) is a function that calculates the total number of nodes with k degree connection and is used to classify the network as random or scale-free. C(k) shows if a network is hierarchical, i.e. if the clusterization coe cient depends on node degree. CC(k) is an indicator of how much a node it is in the lesse way among others some nodes of the network and the CB(k) is a pointer of how a particular node is among several ...(Complete abstract click electronic access below) |
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Análise de propriedades topológicas das redes biológicas integradas da Escherichia coli e da Saccharomyces cerevisiaeFisica medicaBioinformáticaBiological processes are complex and possess emergent properties that can not be explained or predict by reductionism methods. To overcome the limitations of reductionism, researchers have been used a group of methods known as systems biology, a new interdisciplinary eld of study aiming to understand the non-linear interactions among components embedded in biological processes. These interactions can be represented by a mathematical object called graph or network, where the elements are represented by nodes and the interactions by edges that link pair of nodes. The networks can be classi- ed according to their topologies: if node degrees follow a Poisson distribution in a given network, i.e. most nodes have approximately the same number of links, this is a random network; if node degrees follow a power-law distribution in a given network, i.e. small number of high-degree nodes and high number of low-degree nodes, this is a scale-free network. Moreover, networks can be classi ed as hierarchical or non-hierarchical. In this study, we analised Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae integrated molecular networks, which have protein-protein interaction, metabolic and transcriptional regulation interactions. By using computational methods, such as MathematicaR , and data collected from public databases, we calculated four topological parameters: the degree distribution P(k), the clustering coe cient C(k), the closeness centrality CC(k) and the betweenness centrality CB(k). P(k) is a function that calculates the total number of nodes with k degree connection and is used to classify the network as random or scale-free. C(k) shows if a network is hierarchical, i.e. if the clusterization coe cient depends on node degree. CC(k) is an indicator of how much a node it is in the lesse way among others some nodes of the network and the CB(k) is a pointer of how a particular node is among several ...(Complete abstract click electronic access below)Processos biológicos são complexos e possuem propriedades emergentes que não podem ser explicadas ou previstas através do reducionismo. Para suplantar esses limites, pesquisadores têm usado um conjunto de métodos conhecido como biologia sistêmica, cujo objetivo é a compreensão das interações não-lineares entre os múltiplos componentes dos processos biológicos. Essas interações podem ser representadas por um objeto matemático chamado grafo ou rede, onde os elementos interagentes são representados por nodos e as interações por ligações que conectam pares de nodos. As redes podem ser classi cadas segundo sua topologia, podendo ser aleatórias ou livres de escala, sendo que nessa última o número de conexões de um nodo segue a lei de potência, existindo poucos nodos altamente conectados e muitos nodos com poucas ligações. Elas também são classi cadas como hierárquicas ou não, e segundo essa classi cação respeita-se uma ordem de conexão entre os nodos e seus graus de conectividade, que de ne essa hierarquia. Neste trabalho, analisamos as redes moleculares integradas da bactéria Escherichia coli e da levedura Saccharomyces cerevisiae, que incluem interações físicas entre proteínas, interações metabólicas e interações de regulação transcricional. Através de ferramentas computacionais, como MathematicaR , e dos dados obtidos de bancos de dados públicos, realizamos a medição de quatro parâmetros topológicos: a distribuição de conectividades P(k), o coe ciente de agrupamento médio de todos os nodos com k conexões C(k), o grau de proximidade CC(k) e o grau de intermediação CB(k). O P(k) é uma função que calcula o número total de nodos com grau k de conexão e serve para classi car a rede como aleatória ou livre de escala. O C(k) mostra se uma rede é hierárquica, isto é, se o agrupamento dos nodos depende da conectividade dos mesmos. O Cc(k) ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)Universidade Estadual Paulista (Unesp)Lemke, Ney [UNESP]Universidade Estadual Paulista (Unesp)Andrade, Tiago Felipe [UNESP]2015-03-23T15:05:26Z2015-03-23T15:05:26Z2008info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfANDRADE, Tiago Felipe. Análise de propriedades topológicas das redes biológicas integradas da Escherichia coli e da Saccharomyces cerevisiae. 2008. 1 CD-ROM. Trabalho de conclusão de curso (bacharelado - Física Médica) - Universidade Estadual Paulista, Instituto de Biociências de Botucatu, 2008.http://hdl.handle.net/11449/118058000615261andrade_tf_tcc_bot.pdf7977035910952141Alephreponame:Repositório Institucional da UNESPinstname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)instacron:UNESPporinfo:eu-repo/semantics/openAccess2023-10-11T06:09:35Zoai:repositorio.unesp.br:11449/118058Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.unesp.br/oai/requestopendoar:29462024-08-05T14:38:24.395348Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)false |
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