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2006-01-13Dissertation DOI: 10.18452/15515
Bifurcation analysis of regulatory modules in cell biology
dc.contributor.authorSwat, Maciej J.
dc.date.accessioned2017-06-18T07:47:51Z
dc.date.available2017-06-18T07:47:51Z
dc.date.created2006-08-28
dc.date.issued2006-01-13none
dc.identifier.urihttp://edoc.hu-berlin.de/18452/16167
dc.description.abstractDas Kernstueck der vorliegenden Arbeit ist die Betonung von kleinen Modulen als Schluesselkomponenten von biologischen Netzwerken. Unter den zahlreichen moeglichen Modulen scheinen besondere diejenigen interessant zu sein, welche die Rueckkopplungen realisieren und in regulatorischen Einheiten auftreten. Prozesse wie Genregulation, Differentiation oder Homeostasis benoetigen haeufig Autoregulation. Auf Grund dessen ist die detaillierte Kenntnis der dynamischen Eigenschaften von kleinen Modulen von groesserem Interesse. Es werden zwei biologische Systeme analysiert. Das erste beschaftigt sich mit dem Zellzyklus, das zweite Beispiel kommt aus der Immunologie und betrifft die Aktivierung von T-Zellen. Beide Modelle, d.h. ihre zugrundeliegende Netzwerke, lassen sich in Untereinheiten mit wohldefinierten Funktionen zerlegen. Diese Module entscheiden ueber das Verhalten des gesamten Netzwerkes. Mit anderen Worten, die von den Modulen getroffenen Entscheidungen, werden von dem gesamten System uebernommen. Bei der Analyse des Modells zum Zellzyklus wurde eine interessante Eigenschaft von gekoppelten Modulen deutlich, die wir dann getrennt behandelt haben. Seriell geschaltete Module mit positiver Rueckkopplung liefern ueberraschende Konstruktionsmoeglichkeiten fuer Systeme mit mehreren stabilen Gleichgewichtslagen. Obwohl nicht alle hier aufgestellten Hypothesen derzeit experimentell ueberpruefbar sind, es kann eine wichtige Aussage getroffen werden. Uebereinstimmende Strukturen und Mechanismen, die in verschiedenen biologischen Systemen vorkommen, bieten uns die Moeglichkeit einer Klassifizierung von biologischen Systemen bezueglich ihrer strukturellen Aehnlichkeiten.ger
dc.description.abstractThe thesis emphasizes the importance of small modules as key components of biological networks. Especially, those which perform positive feedbacks seem to be involved in a number of regulatory units. Processes like gene regulation, differentiation and homeostasis often require autoregulation. Therefore, detailed knowledge of dynamics of small modules becomes nowadays an important subject of study. We analyze two biological systems: one regarding cell cycle regulation and one immunological example related to T-cell activation. Their underlying networks can be dissected into subunits with well defined functions. These modules decide about the behavior of the global network. In other words, they have decision taking function, which is inherited by the whole system. Stimulated by the cell cycle model and its interesting dynamics resulting from coupled modules, we analyzed the switching issue separately. Serial coupling of positive feedback circuits provides astonishing possibilities to construct systems with multiple stable steady states. Even though, in current stage, no exact experimental proof of all hypotheses is possible, one important observation can be made. Common structures and mechanisms found in different biological systems allow to classify biological systems with respect to their structural similarities.eng
dc.language.isoeng
dc.publisherHumboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I
dc.subjectZellzyklusger
dc.subjectG1/S-Uebergangger
dc.subjectBifurkationstheorieger
dc.subjectRueckkopplungsschleifeger
dc.subjectcell cycleeng
dc.subjectG1/S-Transitioneng
dc.subjectbifurcation theoryeng
dc.subjectfeedback loopeng
dc.subject.ddc570 Biowissenschaften, Biologie
dc.titleBifurcation analysis of regulatory modules in cell biology
dc.typedoctoralThesis
dc.identifier.urnurn:nbn:de:kobv:11-10067351
dc.identifier.doihttp://dx.doi.org/10.18452/15515
dc.identifier.alephidHU001813964
dc.date.accepted2005-11-03
dc.contributor.refereeDeutsch, Andreas
dc.contributor.refereeHerzel, Hanspeter
dc.contributor.refereeBley, Thomas
dc.subject.dnb32 Biologie
dc.subject.rvkWF 2500
local.edoc.pages111
local.edoc.type-nameDissertation
local.edoc.institutionMathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I

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