Вопросы к зачету для магистрантов
Понятие «системной биологии»
Системная биология – развивающаяся междисциплинарная область биологии, которая анализирует сложные биологические системы разного уровня исходя из их многокомпонентности, наличия прямых и обратных связей, разнородности экспериментальных данных, характеризующих системы.
Роль Уолтера Кэнона в применении теории систем в биологии
Первые попытки применения теории систем к биологии относятся к Уолтеру Кэнону (1932 г.). В своей книге “Мудрость тела” описал термином “гомеостаз” способность организмов поддерживать большое число физиологических величин на постоянном уровне, несмотря на непрерывные изменения условий внешней среды.
Основная задача, цель и предмет исследований системной биологии
Основная задача системной биологии (не пересекается с биоинформатикой) – моделирование свойств динамических биосистем с дискретным (имеющим рамки) и непрерывным временем (большая часть биосистем)
Главные задачи системной биологии описание всех свойств организма и возможных их изменений при различных воздействиях
Цель системной биологии – получение знаний о биологических процессах и явлениях, как о единой системе, умение создавать математические модели биологических систем и проводить их анализ, интегрировать и интерпретировать биологические данные и гипотезы, проверка пригодности моделей для решения фундаментальных вопросов общей биологии и прикладных задач биомедицины и биотехнологии.
Предмет исследований – биологические системы от субклеточного и клеточного уровней – например, система регуляции генов, метаболизм, клеточная динамика, взаимодействия в клеточной популяции – до уровня популяций организмов и целых экосистем.
Омиксные технологии
Омиксные технологии – это набор методов, с помощью которых можно изучать разнообразные классы биологических молекул и их взаимодействие друг с другом на основе знаний о геноме организма, в котором молекулы присутствуют.
Редукционистский и холистический подходы
Редукционистский подход (от лат. reductio- уменьшение) предполагает, что свойства сложной многокомпонентной системы можно получить только при рассмотрении ее отдельных комнонентов.
Например, физиологические функции организма станут понятны только при детальном знании его отдельных клеток.
Холистический подход (от лат. holos- цельность) предполагает, что свойства сложной многокомпонентной системы невозможно представить как сумму свойств ее отдельных компонентов.
Например, физиологические функции организма «не обнаружимы» при рассмотрении его отдельных клеток.
Вклад е.С. Федорова в познание закономерностей строения, организации и развития систем
В 1891 г. Е. С. Федоров сделал крупнейшее открытие в области минералогии и кристаллографии – существует только 230 типов структур кристаллических решеток и из них сформировано все разнообразие реального мира. Все разнообразие природных тел реализуется из ограниченного и небольшого числа исходных форм. Эта идея типизации базовых структур обнаружилась и в языкознании и в музыке.
Основная идея тектологии а.А. Богданова. Идея, выдвинутая л. Фон Берталанфи
Вклад А. А. Богданова. В своем труде “Всеобщая организационная наука (тектология)” (1911-1925 гг.) он исследовал общие закономерности развития организации. Основная идея состоит в том, что все существующие объекты и процессы (физические, биологические и общественные) имеют определенную степень, уровень организованности. Все явления рассматриваются как непрерывные процессы организации и дезорганизации.
Идея, выдвинутая Л. фон Берталанфи: В 30-е годы XX века австрийский биолог Л. Фон Берталанфи выдвинул идею построения теории, приложимой к системам любой природы, названной их общей теорией систем. Самым важным достижением Берталанфи является введение понятия «открытой» системы.
В отличие от замкнутых систем, которые достигают состояния равновесия, характеризуемого максимальной энтропией (хаосом) и минимальным использованием свободной энергии, открытые системы достигают устойчивого состояния, которое может быть направлено в сторону усложнения организации благодаря непрерывному потоку вещества, энергии и информации между системой и окружающей средой.