Petrinetze in der Systembiologie

 
 

Dieser Artikel zeigt die Anwendung von Petrinetzen in der Systembiologie. Anhand eines biochemischen Beispiels werden Konzepte zur automatischen Dekomposition biochemischer Systeme eingeführt. Der Artikel fokussiert auf Konzepte, die unter Steady-State-Bedingungen gelten. Interessanterweise basieren all diese Konzepte auf minimalen, semi-positiven Transitions-Invarianten.

Es wird beschrieben, welche neuen Definitionen für Netzwerkdekompositionen sich ableiten lassen und wie sie biologisch interpretiert werden können. Am Beispiel des Citratzyklus wird veranschaulicht, wie durch solch eine Analyse ein neuer Stoffwechselweg vorhergesagt werden konnte.


Die biologischen Wissenschaften unterliegen seit etwa 20 Jahren einem Wandel, der durch die Entwicklung neuer experimenteller Technologien, der Hochdurchsatz-Technologien, hervorgerufen wurde. Mithilfe dieser Technologien, wie z.B. DNS-Microarrays oder Protein-Microarrays [55], ist es möglich geworden, z. B. eine große Anzahl von Genprodukten, wie Proteine, gleichzeitig zu testen. Daraus resultierte die Entwicklung der unterschiedlichsten omik-Gebiete, welche die entsprechenden ome, d. h. die Gesamtheit der jeweiligen biochemischen Spezies, wie z. B. aller Gene oder aller Proteine, beinhalten. So bezeichnet das Genom die Gesamtheit der Gene, das Transkriptom die Gesamtheit der Transkripte, das Proteom die Gesamtheit der Proteine, das Metabolom die Gesamtheit der Metaboliten. Neuere Begriffe sind das Komplexom, das alle Komplexe umfasst, oder das Interaktom für die Gesamtheit aller Interaktionen biochemischer Spezies.

Hervorragend geeignet, biochemische Netzwerke zu modellieren

Autorin: Prof. Dr. Ina Koch