{"id":5051955,"date":"2013-01-30T21:53:46","date_gmt":"2013-01-30T20:53:46","guid":{"rendered":"https:\/\/criticalbiomass.blog.hu\/2013\/01\/30\/alan_turing_biologus"},"modified":"2013-01-30T21:53:46","modified_gmt":"2013-01-30T20:53:46","slug":"alan_turing_biologus","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/?p=5051955","title":{"rendered":"Alan Turing, biol\u00f3gus"},"content":{"rendered":"

\"turing_fish.jpg\"Az Enigma rejt\u00e9ly\u00e9nek megfejt\u00e9se, \u00e9s a Turing-teszt megalkot\u00e1sa ut\u00e1n Alan Turing<\/a> \u00faj kih\u00edv\u00e1sokat keresett \u00e9s azokat v\u00e9g\u00fcl a biol\u00f3gi\u00e1ban tal\u00e1lta meg. Eg\u00e9sz pontosan a biol\u00f3giai mint\u00e1k matematikai le\u00edr\u00e1sa \u00e9s k\u00e9pz\u0151d\u00e9s\u00fck felt\u00e9telezett mechanizmusa kezdte izgatni zseni\u00e1lis elm\u00e9j\u00e9t \u00e9s ennek a nyom\u00e1t \u0151rzi legend\u00e1s 1952-es cikke<\/a>, amelyben (egyebek mellett) megalkotta a foltszer\u0171 mint\u00e1zatok le\u00edr\u00e1s\u00e1ra \u00e9s modellez\u00e9s\u00e9re mindm\u00e1ig legink\u00e1bb haszn\u00e1lt „reakci\u00f3-diff\u00fazi\u00f3 mechanizmust”. <\/p>\n

Turing zsenialt\u00e1sa m\u00e1r r\u00f6gt\u00f6n ott tetten\u00e9rhet\u0151, hogy r\u00e1\u00e9rzett, a l\u00e1tsz\u00f3lag random vonalak \u00e9s foltok \u00f6sszess\u00e9ge j\u00f3l megfogalmazhat\u00f3 matematikai t\u00f6rv\u00e9nyszer\u0171s\u00e9geknek engedelmeskedik, amelyekn\u00e9l el\u00e9g n\u00e9h\u00e1ny param\u00e9ter megv\u00e1ltoztat\u00e1sa \u00e9s eg\u00e9szen k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151 mint\u00e1zatok le\u00edr\u00e1s\u00e1t \u00e9rhetj\u00fck el seg\u00edts\u00e9g\u00fckkel. <\/p>\n

<\/p>\n

\"turing_model_1.jpg\"A szab\u00e1ly l\u00e9nyege, hogy ha van egy A aktiv\u00e1tor molekul\u00e1m, ami pl. pigmentkialakul\u00e1st okoz (de k\u00fcltakar\u00f3n k\u00edv\u00fcl, mindez igaz minde m\u00e1s, molekul\u00e1ris szinten detekt\u00e1lhat\u00f3 mint\u00e1ra). Az A rendelkezik egy adott diff\u00fazi\u00f3s konstanssal, meg persze azzal a tulajdons\u00e1ggal, hogy aktiv\u00e1lja \u00f6nmag\u00e1t \u00e9s I-t is, saj\u00e1t inhibitor\u00e1t, jellgezetes pozit\u00edv illetve negat\u00edv feed-back k\u00f6r\u00f6ket hozva l\u00e9tre. I szint\u00e9n rendelkezik egy diff\u00fazi\u00f3s konstanssal, ami t\u00f6rt\u00e9netesen nagyobb, mint az A megfelel\u0151 \u00e9rt\u00e9ke. Ha mindez megvan, akkor minden adott a gy\u00f6ny\u00f6r\u0171 mint\u00e1zatok kialakul\u00e1s\u00e1hoz.<\/p>\n

(A mell\u00e9kelt \u00e1bra k\u00e9pletei ne ijesszenek meg senkit, t\u00e9nyleg nagyon k\u00f6nnyen megem\u00e9szthet\u0151k. F(A,I) \u00e9s G(A,I) a k\u00e9t molekula k\u00f6zti k\u00f6lcs\u00f6nhat\u00e1st \u00edrja le, ami A szemsz\u00f6g\u00e9b\u0151l n\u00e9zve g\u00e1tl\u00e1s, I eset\u00e9ben pedig aktiv\u00e1l\u00e1s, a DA<\/small> \u00e9s DI<\/small> a k\u00e9t diff\u00fazi\u00f3s konstans.)<\/p>\n

A kiindul\u00e1si \u00e1llapot \u00e1ltal\u00e1ban csak stochasztikus k\u00fcl\u00f6nbs\u00e9geket rejt az aktiv\u00e1tor koncentr\u00e1ci\u00f3j\u00e1ban, de ezek elegend\u0151k lesznek, hogy a pozit\u00edv feed-back seg\u00edts\u00e9g\u00e9vel az aktiv\u00e1tor ezeken a helyeken feld\u00fasuljon. Ugyanakkor az inhibitor megjelen\u00e9se \u00e9s gyors diff\u00fazi\u00f3ja biztos\u00edtja, hogy ezek a feld\u00fasul\u00e1sok csak lok\u00e1lisak maradjanak \u00e9s ne az eg\u00e9sz sz\u00f6vet \u00fasszon az aktiv\u00e1torban. (Az al\u00e1bbi \u00e1br\u00e1n A-b\u00f3l P, I-b\u0151l  pedig S lett, de egy\u00e9bk\u00e9nt minden ua..) <\/p>\n

\"turing_model_2.png\"Ennyi a l\u00e9nyeg, a kezdeti param\u00e9terek be\u00e1ll\u00edt\u00e1sa azt\u00e1n majd ontja a minta-kavalk\u00e1dokat. \u00c9s ami m\u00e9g jobb: minden jel arra mutat, hogy ezek nagyon is j\u00f3 le\u00edr\u00f3i lesznek a val\u00f3s\u00e1gnak. Az al\u00e1bbi \u00e1br\u00e1n egy pigment\u00e1ci\u00f3 mut\u00e1ns zebrad\u00e1ni\u00f3 t\u00f6rzs (leopard<\/em>) k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151 er\u0151ss\u00e9g\u0171 mut\u00e1ns all\u00e9jainak hordoz\u00f3it l\u00e1thatjuk \u00f6sszevetve egy szimul\u00e1lt mintasorozattal, ahol az aktiv\u00e1tor alap-szint\u00e9tis\u00e9nek szintje – ezt fejezi ki a c<\/em> – v\u00e1ltozik csak. <\/p>\n

\"leopard_danio.jpg\"<\/p>\n

Persze nem a k\u00fcltakar\u00f3 mint\u00e1ja az egyetlen p\u00e9lda: a f\u0151bb jel\u00e1tviteli \u00fatvonalak – Wnt, Nodal – egyar\u00e1nt ezt a logik\u00e1t haszn\u00e1lj\u00e1k \u00f6nszab\u00e1lyoz\u00e1sra, ahogy m\u00e9g n\u00e9h\u00e1ny m\u00e1s fejl\u0151d\u00e9sbiol\u00f3giai folyamat m\u0171k\u00f6d\u00e9se is ebbe az ir\u00e1nyba mutat, de ezekr\u0151l majd k\u00e9s\u0151bb. <\/p>\n

M\u00e9g t\u00f6bb matematika a fejl\u0151d\u00e9sbiol\u00f3gi\u00e1ban<\/a>. <\/p>\n

(A fiatal cs\u00e1sz\u00e1rhal k\u00e9pe innen<\/a> sz\u00e1rmazik. Enigma rajong\u00f3knak pedig ez k\u00f6telez\u0151 darab<\/a>.)<\/p>\n

\n

A.M. Turing<\/b> (1952) The chemical basis of morphogenesis. Phil. Trans. R. Soc.<\/i>, B237<\/b>: 37\u201372.
Torii KU<\/b> (2012) Two-dimensional spatial patterning in developmental systems. Trends in Cell Bio<\/i> 22(8)<\/b>: 438\u2013446.
Asai R, Taguchi E, Kume Y, Saito M, Kondo S<\/b> (1999) Zebrafish leopard<\/i> gene as a component of the putative reaction-diffusion system. Mech Dev<\/i> 89(1-2)<\/b>: 87-92. <\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Az Enigma rejt\u00e9ly\u00e9nek megfejt\u00e9se, \u00e9s a Turing-teszt megalkot\u00e1sa ut\u00e1n Alan Turing \u00faj kih\u00edv\u00e1sokat keresett \u00e9s azokat v\u00e9g\u00fcl a biol\u00f3gi\u00e1ban tal\u00e1lta meg. Eg\u00e9sz pontosan a biol\u00f3giai mint\u00e1k matematikai le\u00edr\u00e1sa \u00e9s k\u00e9pz\u0151d\u00e9s\u00fck felt\u00e9telezett mechanizmusa kezdte izgatni zseni\u00e1lis elm\u00e9j\u00e9t \u00e9s ennek a nyom\u00e1t … Egy kattint\u00e1s ide a folytat\u00e1shoz…. →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[14],"class_list":["post-5051955","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized","tag-mintazatok"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/5051955","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=5051955"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/5051955\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=5051955"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=5051955"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=5051955"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}