الاختلاف الرئيسي بين تحليل التدفق الأيضي وتحليل توازن التدفق هو أن تحليل التدفق الأيضي هو تقنية للتصوير الجريان لتحليل معدلات إنتاج واستهلاك المستقلبات في النظام البيولوجي ، في حين أن تحليل توازن التدفق هو أسلوب رياضي لتحليل التدفق. تدفق المستقلبات عبر شبكة التمثيل الغذائي.
يشير Fluxomics إلى الأساليب المختلفة المستخدمة لتحديد معدلات التفاعلات الأيضية داخل النظام البيولوجي. تكمن أهمية علم التدفق في أن التدفقات الأيضية عادة ما تحدد الأنماط الظاهرية الخلوية. التدفق الأيضي هو تحويل المستقلب في شبكة التمثيل الغذائي.هناك نوعان من تقنيات تحليل التدفق أو التدفق المهم. هم تحليل التدفق الأيضي وتحليل توازن التدفق.
ما هو تحليل الجريان الأيضي؟
تحليل التدفق الأيضي (MFA) هو تقنية تصوير تدفق تحلل معدلات إنتاج واستهلاك المستقلبات في النظام البيولوجي. تسمح هذه التقنية بتقدير المستقلبات على مستوى الخلايا. لذلك ، توضح هذه التقنية عملية التمثيل الغذائي المركزية للخلية. في تحليل التدفق الأيضي ، تُستخدم طريقة13C القائمة على التدفق بشكل شائع لتحليل التدفق. في13C fluxomics ، يتم إثراء السلائف الأيضية بـ13C قبل إدخالها في النظام البيولوجي. في وقت لاحق ، باستخدام تقنيات التصوير مثل مطياف الكتلة والتحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي ، يتم قياس مستوى دمج13C في المستقلبات.
الشكل 01: تحليل الجريان الأيضي
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن قياس التدفقات الأيضية باستخدام قياس العناصر المتكافئة. في تحليل التدفق الأيضي ، تحدد النماذج المتكافئة وطرق قياس الطيف الكتلي نقل الأجزاء التي تحتوي على متتبعات نظيرية من مستقلب إلى آخر في شبكة أيضية. وبالتالي ، يمكن لهذه التقنية استخلاص معلومات حول شبكة التمثيل الغذائي بأكملها والنمط الظاهري الخلوي. علاوة على ذلك ، فإن تحليل التدفق الأيضي له العديد من التطبيقات. يمكن أن تحدد هذه التقنية حدود قدرة النظام البيولوجي في إنتاج عامل بيوكيميائي مثل الإيثانول. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لهذه التقنية أن تتنبأ بالاستجابة للإضافات الجينية أو الضربات القاضية.
ما هو تحليل توازن التدفق؟
تحليل توازن الجريان (FBA) هو أسلوب رياضي لعلم التدفق يحلل تدفق المستقلبات من خلال شبكة التمثيل الغذائي.يتم ذلك عبر عملية من خطوتين. في الخطوة الأولى ، يتم تمثيل التفاعلات الأيضية رياضيًا في شكل مصفوفة عددية تحتوي على معاملات متكافئة لكل تفاعل. تفرض هذه المعاملات المتكافئة قيودًا على نموذج النظام. من خلال توفير قيود مثل هذه ، يتم تقليل مجموعات الحلول الممكنة للنظام. في الخطوة الثانية ، بعد إضافة القيود ، يتم تحسين نموذج النظام. يحسب تحليل توازن التدفق تدفق المستقلبات في شبكة التمثيل الغذائي باستخدام الآلية المذكورة أعلاه. وبالتالي ، من الممكن التنبؤ بمعدل نمو كائن حي أو معدل إنتاج مستقلب مهم تقنيًا حيويًا من خلال FBA.
الشكل 02: تحليل توازن التدفق
تتضمن موارد تحليل توازن التدفق قاعدة بيانات BIGG وصندوق أدوات COBRA و FASIMU (التمثيل الغذائي لبرنامج محاكاة FBA). تحليل توازن التدفق له استخدامات متنوعة في الدراسات الفسيولوجية ، وجهود سد الفجوة ، والبيولوجيا التركيبية على نطاق الجينوم. علاوة على ذلك ، يمكن أيضًا استخدام FBA للتنبؤ بإنتاجية العوامل المساعدة المهمة مثل ATP أو NADH أو NADPH.
أوجه التشابه بين تحليل التدفق الأيضي وتحليل توازن التدفق
- تحليل التدفق الأيضي وتحليل توازن التدفق من تقنيات تحليل التدفق.
- كلا التقنيتين تقعان في مجال بيولوجيا النظام
- يمكن لهذه التقنيات تحديد التدفق الأيضي في النظام البيولوجي.
- هذه التقنيات لها تطبيقات واسعة.
- يمكن لكلتا الطريقتين تحديد النمط الظاهري للخلية.
الفرق بين تحليل الجريان الأيضي وتحليل توازن التدفق
تحليل التدفق الأيضي هو تقنية تصوير متدفقة تستخدم لتحليل معدلات إنتاج واستهلاك المستقلبات في النظام البيولوجي ، في حين أن تحليل توازن التدفق هو تقنية تدفقات رياضية تحلل تدفق المستقلبات من خلال شبكة التمثيل الغذائي.لذلك ، هذا هو الفرق الرئيسي بين تحليل التدفق الأيضي وتحليل توازن التدفق. علاوة على ذلك ، يستخدم تحليل التدفق الأيضي مطياف الكتلة أو الرنين المغناطيسي النووي لتحديد التدفقات الأيضية ، بينما يستخدم تحليل توازن التدفق مصفوفة رياضية (عددية) لتحديد التدفقات الأيضية.
يسرد مخطط المعلومات التالي الاختلافات بين تحليل التدفق الأيضي وتحليل توازن التدفق في شكل جدول للمقارنة جنبًا إلى جنب.
ملخص - تحليل الجريان الأيضي مقابل تحليل توازن التدفق
تُستخدم تقنيات تحليل الجريان (fluxomics) لتحديد معدلات التفاعلات الأيضية داخل النظام البيولوجي. هناك نوعان من التقنيات الرئيسية لتحليل التدفق. هم تحليل التدفق الأيضي وتحليل توازن التدفق. تحليل التدفق الأيضي هو تقنية تصوير فلوكسوميكس لتحليل معدلات إنتاج واستهلاك المستقلبات في النظام البيولوجي ، في حين أن تحليل توازن التدفق هو أسلوب رياضي لتحليل تدفق المستقلبات من خلال شبكة التمثيل الغذائي.وبالتالي ، هذا يلخص الفرق بين تحليل التدفق الأيضي وتحليل توازن التدفق.
