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Sicasma: una descripción estocástica alternativa mediante la concatenación de procesos de Markov para una clase de sistemas catalíticos

Autores: Wagner, Vincent; Radde, Nicole Erika

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Sicasma: una descripción estocástica alternativa mediante la concatenación de procesos de Markov para una clase de sistemas catalíticos


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Ecuación maestra química
Redes de reacciones bioquímicas
Algoritmo de simulación estocástica
Sistemas pequeños
Sistemas de reacción catalítica
SiCaSMA

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 31

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La Ecuación Maestra Química es un enfoque estándar para modelar redes de reacciones bioquímicas. Consiste en un sistema de ecuaciones diferenciales lineales, en el que cada estado corresponde a una configuración posible del sistema de reacción, y la solución describe una distribución de probabilidad dependiente del tiempo sobre todas las configuraciones. El Algoritmo de Simulación Estocástica (SSA) es un método para simular trayectorias de muestra de este proceso estocástico. Ambos enfoques solo son aplicables para sistemas pequeños, caracterizados por pocas reacciones y pequeños números de moléculas. Para sistemas más grandes, la Ecuación Maestra Química es computacionalmente intratable debido a un gran número de configuraciones posibles, y el SSA sufre de propensiones de reacción grandes. En nuestro estudio, nos enfocamos en sistemas de reacción catalítica, en los que los sustratos son convertidos por moléculas catalíticas. Presentamos una descripción alternativa de estos sistemas, llamada SiCaSMA, en la que el sistema completo se divide en subsistemas más pequeños con una molécula de catalizador cada uno. Estos subsistemas de catalizador único pueden ser analizados individualmente, y sus soluciones se concatenan para dar la solución del sistema completo. Mostramos la validez de nuestro enfoque aplicándolo a dos sistemas de reacción de prueba, un interruptor reversible de una molécula y la metilación del ADN mediada por metiltransferasa.

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