¿Cuál es la diferencia entre el análisis de flujo metabólico y el análisis de equilibrio de flujo?

Que diferencia principal entre el análisis de flujo metabólico y el análisis de balance de flujo es que el análisis de flujo metabólico es una técnica de fluxómica de imágenes para analizar las tasas de producción y consumo de metabolitos en un sistema biológico, mientras que el análisis de balance de flujo es una técnica de fluxómica matemática para analizar el flujo de metabolitos a través de una red metabólica.

La fluxómica se refiere a varios enfoques para determinar la velocidad de las reacciones metabólicas dentro de un sistema biológico. La importancia de la fluxómica es que los flujos metabólicos normalmente determinan los fenotipos celulares. El flujo metabólico es la conversión de metabolitos en una red metabólica. Hay dos principales fluxómicas o tecnologías de análisis de flujo. Son el análisis de flujo metabólico y el análisis de balance de flujo.

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CONTENIDO

1. Descripción general y diferencia clave
2. ¿Qué es el análisis de flujo metabólico?
3. ¿Qué es un análisis de balance de flujo?
4. Similitudes: análisis de flujo metabólico y análisis de equilibrio de flujo
5. Análisis de flujo metabólico versus análisis de balance de flujo en forma tabular
6. Resumen: análisis de flujo metabólico frente a análisis de equilibrio de flujo

El análisis de flujo metabólico (MFA) es una técnica de imagen de fluxómica que analiza las tasas de producción y consumo de metabolitos en un sistema biológico. Esta técnica permite la cuantificación de metabolitos a nivel intracelular. Por lo tanto, esta técnica aclara el metabolismo central de la célula. En el análisis del flujo metabólico, el ¹³C El método basado en fluxómica se usa comúnmente para el análisis de flujo. en el ¹³C Fluxomics, los precursores metabólicos se enriquecen ¹³C antes de la introducción en el sistema biológico. La altura de la instalación se determina posteriormente utilizando métodos de imagen como la espectrometría de masas y la espectroscopia de resonancia magnética nuclear. ¹³Se mide la C en los metabolitos.

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Figura 01: Análisis de flujo metabólico

Además, los flujos metabólicos se pueden medir mediante estequiometría. En el análisis de flujo metabólico, los modelos estequiométricos y los métodos de espectrometría de masas determinan la transferencia de entidades que contienen trazadores isotópicos de un metabolito a otro en una red metabólica. Por lo tanto, esta técnica puede derivar información sobre toda la red metabólica y el fenotipo celular. Además, el análisis del flujo metabólico tiene muchas aplicaciones. Esta técnica puede limitar la capacidad de un sistema biológico para producir un agente bioquímico como el etanol. Además, esta técnica puede predecir la respuesta a la adición o eliminación de genes.

¿Qué es el análisis de balance de flujo?

Flux Balance Analysis (FBA) es una técnica matemática de fluxómica que analiza el flujo de metabolitos a través de una red metabólica. Esto se hace a través de un proceso de dos pasos. En el primer paso, las reacciones metabólicas se representan matemáticamente en forma de una matriz numérica que contiene los coeficientes estequiométricos de cada reacción. Estos coeficientes estequiométricos imponen restricciones al modelo del sistema. Proporcionar restricciones como esta reduce los posibles conjuntos de soluciones para el sistema. En el segundo paso, después de agregar las condiciones de contorno, se optimiza el modelo del sistema. El análisis de balance de flujo calcula el flujo de metabolitos en una red metabólica utilizando el mecanismo anterior. Por lo tanto, es posible predecir la tasa de crecimiento de un organismo o la tasa de producción de un metabolito biotecnológicamente importante mediante FBA.

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Figura 02: Análisis de balance de flujo

Los recursos para el análisis del balance de flujo incluyen la base de datos BIGG, la caja de herramientas COBRA y FASIMU (software de simulación FBA Metabolomics). El análisis de balance de flujo tiene diversas aplicaciones en estudios fisiológicos, esfuerzos para llenar vacíos y biología sintética a escala del genoma. Además, FBA también se puede utilizar para predecir el rendimiento de cofactores importantes como ATP, NADH o NADPH.

• El análisis de flujo metabólico y el análisis de balance de flujo son tecnologías de análisis de flujo.
• Ambas técnicas se enmarcan en el campo de la biología de sistemas.
• Estas técnicas pueden determinar el flujo metabólico en un sistema biológico.
• Estas técnicas tienen amplias aplicaciones.
• Ambas técnicas pueden determinar el fenotipo celular.

El análisis de flujo metabólico es una técnica de fluxómica de imágenes utilizada para analizar las tasas de producción y consumo de metabolitos en un sistema biológico, mientras que el análisis de balance de flujo es una técnica de fluxómica matemática que analiza el flujo de metabolitos a través de una red metabólica. Por lo tanto, esta es la diferencia clave entre el análisis de flujo metabólico y el análisis de equilibrio de flujo. Además, el análisis de flujo metabólico usa espectrometría de masas o resonancia magnética nuclear para determinar los flujos metabólicos, mientras que el análisis de equilibrio de flujo usa una matriz matemática (numérica) para determinar los flujos metabólicos.

La siguiente infografía enumera las diferencias entre el análisis de flujo metabólico y el análisis de balance de flujo en forma tabular para una comparación directa.

Resumen: análisis de flujo metabólico frente a análisis de equilibrio de flujo

Las tecnologías de análisis de flujo (fluxómica) se utilizan para determinar la tasa de reacciones metabólicas dentro de un sistema biológico. Existen dos tecnologías principales de análisis de flujo. Son el análisis de flujo metabólico y el análisis de balance de flujo. El análisis de flujo metabólico es una técnica de imagen de Fluxómica para analizar las tasas de producción y consumo de metabolitos en un sistema biológico, mientras que el análisis de balance de flujo es una técnica matemática de Fluxómica para analizar el flujo de metabolitos a través de una red metabólica. Por lo tanto, esto resume la diferencia entre el análisis de flujo metabólico y el análisis de equilibrio de flujo.

Relación:

1. "Análisis del flujo metabólico". Una visión general | Temas de ScienceDirect.
2. Orth, Jeffrey D., et al. "¿Qué es el análisis de balance de flujo?" Nature Biotechnology, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU., marzo de 2010.

Imagen de cortesía:

1. "Interacciones metabólicas entre astrocitos y neuronas con respuestas principales" del diagrama en un artículo de revista (ver fuente). Autores del artículo: Tunahan Cakir, Selma Alsan, Hale Saybasili, Ata Akin, Kutlu Ulgen – Cakir, Tunahan; Selma Alsan, Hale Saybasili, Ata Akin, Kutlu Ulgen (2007). "Reconstrucción y análisis de flujo del acoplamiento entre las vías metabólicas de astrocitos y neuronas: aplicación a la hipoxia cerebral" - Biología teórica y modelado médico 4 (1): 48. DOI: 10.1186/1742-4682-4-48. ISSN 1742-4682. Consultado el 17 de diciembre de 2007 (CC BY 2.0) a través de Commons Wikimedia.
2. "Resultados de matemáticas FBA" Por Thomasf2811 - Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia