Los procesos biológicos complejos, como el metabolismo, a menudo involucran miles de compuestos diferentes acoplados por reacciones químicas. Estas cadenas de procesos son descritas por los investigadores como redes de reacción química. Investigadores de la Universidad de Luxemburgo han desarrollado nuevos métodos matemáticos para estudiar las propiedades energéticas.de estas redes. Los científicos publicaron sus hallazgos en la revista científica Revisión física X .
El documento fue preparado por el grupo de investigación dirigido por el Prof. Massimiliano Esposito que investiga cómo funcionan los sistemas biológicos muy pequeños a nivel molecular. Estos sistemas están sujetos a grandes fluctuaciones en la masa que hacen que su comportamiento sea difícil de predecir. Para poderSin embargo, para describirlos, los investigadores utilizan un enfoque probalístico que calcula la dinámica de estos sistemas en función de la probabilidad estadística de que ocurran los cambios. Mediante estas descripciones probabilísticas, el grupo estudia cómo estos sistemas intercambian energía y materia con su entorno y cuánta energía generan.se disipan durante estos procesos, una disciplina conocida como termodinámica estocástica. Sin embargo, en el ámbito de las redes complejas de reacción química, las descripciones probabilísticas se vuelven inviables ya que están involucradas miles de moléculas. Los autores mostraron cómo los métodos matemáticos desarrollados para sistemas pequeños pueden ser utilizados parainvestigar estas redes
"Actualmente, faltan modelos termodinámicos rigurosos para este tipo de redes. Nuestro trabajo allana el camino para caracterizaciones termodinámicas de redes químicas reales, como el metabolismo", explica Riccardo Rao, autor principal del artículo. "Pensamos en estosredes como máquinas que transforman algunos compuestos en otros. Algunos compuestos se consumen a medida que 'alimentan' los procesos. Nuestra descripción permite responder preguntas como: ¿Es eficiente este proceso? ¿Cuánta energía se disipa? Si modificamos ligeramente el sistema, ¿cómo?¿reaccionará? "
En este momento, su investigación se centra en modelos de redes metabólicas, para los cuales se requieren algunas aproximaciones simplificadoras. "Ahora estamos usando este marco para investigar clases específicas de redes de reacción química, como las redes metabólicas", dijo Riccardo Rao., el equipo de investigación trabajará con biólogos y químicos para probar y aplicar los resultados a sistemas biológicos concretos. La investigación en esta dirección con grupos del Centro de Biomedicina de Sistemas de Luxemburgo ya está en curso.
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Materiales proporcionado por Universidad de Luxemburgo . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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