Jornal de Ciências Teóricas e Computacionais
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Abstrato

O papel do genótipo na previsibilidade do comportamento dinâmico em redes reguladoras genéticas de modelos complexos

Garte S e Albert A

Os modelos de redes reguladoras de genes (GRN) têm-se mostrado úteis para a compreensão de muitos aspetos do comportamento altamente complexo das redes de controlo biológico. Redes não booleanas geradas aleatoriamente foram utilizadas em simulações experimentais para gerar dados sobre fenótipos dinâmicos em função de diversos parâmetros genotípicos. A nossa hipótese é que a componente topológica do genótipo da rede poderá ser um obstáculo à descoberta de fórmulas matemáticas que possam prever certos parâmetros fenotípicos. Os nossos dados apoiam essa hipótese. Quantificamos o efeito do genótipo topológico (TGE) e determinamos a sua influência em vários fenótipos dinâmicos em redes multigénicas simples e complexas. Para situações em que o TGE foi baixo, foi possível inferir fórmulas para prever alguns fenótipos com boa precisão com base no número de genes da rede, densidade de interação e condições iniciais. Para além da formulação destas relações matemáticas, encontrámos uma série de propriedades dinâmicas, incluindo comportamentos complexos de oscilação, que dependiam em grande parte da topologia do genótipo e para as quais tais fórmulas não eram determináveis. Para medidas integradas do estado de expressão genética, observámos uma variedade de padrões de oscilação, incluindo ciclos estáveis ​​e periódicos com uma grande variedade de durações de período, ciclos aperiódicos e aparente dinâmica caótica. Falta determinar se estes resultados são aplicáveis ​​às redes reguladoras de genes biológicos.