Abstract

Hầu hết các nghiên cứu về sinh học tế bào phân tử đều dựa trên một quá trình phân hủy sinh học phức tạp thành các thành phần của tế bào, sau đó là nghiên cứu các thành phần này. Mục đích của bài báo này là thảo luận, trên cơ sở vật lý, logic bên trong của quá trình giảm này. Việc phân tích được thực hiện trên các hệ thống sinh học đơn giản, cụ thể là protein và mạng lưới trao đổi chất . Một protein nhiều vị trí liên kết hai phối tử x và y có thể được coi là mạng lưới sinh chất đơn giản nhất có thể. Tổ chức của mạng lưới này có thể được mô tả thông qua sự so sánh của ba hệ thống, tức là XY , X và Y. X và Y là các hệ thống con thu thập các trạng thái x i và y j tương ứng, tức là các trạng thái protein có liên kết với phân tử i của x (cho dù các trạng thái này cũng có liên kết y ), hoặc phân tử j của y (có hay không các trạng thái này có ràng buộc x ). XY là một hệ thống được tạo thành từ sự liên kết cụ thể của X và Y thu thập các trạng thái x i y j . Người ta có thể xác định thông tin tự thông tin trung bình cho mỗi nút của mạng, < H (X) >, < H (Y) > và <H (X, Y) >. Có thể giảm hệ thống XY thành các thành phần của nó nếu và chỉ khi < H (X, Y) > bằng tổng của < H (X) > và < H (Y) >. Nếu < H (X, Y) > nhỏ hơn tổng của < H (X) > và < H (Y) >, hệ thống sẽ gia tăng, vì nó có ít thông tin về bản thân hơn tập hợp các thành phần X và Y của nó. Cũng có thể xảy ra rằng < H (X, Y) >, lớn hơn tổng của < H (X) > và < H (Y) >. Do đó, hệ thống XY hiển thị và xuất hiện thông tin về bản thân. Một hệ thống như vậy được định nghĩa là phức tạp. Tích hợp tích cực hoặc tiêu cực của hệ thống có nghĩa là nó không thể bị giảm xuống các thành phần của nó. Mức độ tích hợp có thể được đo bằng một hàm < I ( X : Y )>, được gọi là thông tin tích hợp lẫn nhau. Trong trường hợp của mạng lưới enzyme, sự xuất hiện của thông tin có liên quan đến sự xuất hiện của hoạt tính xúc tác. Hơn nữa, nếu phản ứng enzym là một phần của trình tự trao đổi chất, thì thông tin tích hợp lẫn nhau của nó có thể được tăng lên do ảnh hưởng của bối cảnh của trình tự này.

Mời quý độc giả xem bài báo cáo nghiên cứu hoàn chỉn tại trang này.