Wagner's gene network model
ವ್ಯಾಗ್ನರ್ ಅವರ ಜೀನ್ ಜಾಲದ ಮಾದರಿಯು ಕೃತಕ ಜೀನ್ ಜಾಲಗಳ ಗಣನೆಯ ಮಾದರಿಯಾಗಿದೆ, ಇದು ಆನುವಂಶಿಕ ನಿಯಂತ್ರಕ ಜಾಲಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ವಿಕಸನೀಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ರೂಪಿಸಿದೆ. ಅನೇಕ ಜೀವಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಜನಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಪೀಳಿಗೆಯಿಂದ ಪೀಳಿಗೆಗೆ ರಚಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ವಿಕಸನಗೊಳಿಸಬಹುದು. ಇದನ್ನು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ 1996 ರಲ್ಲಿ ಆಂಡ್ರಿಯಾಸ್ ವ್ಯಾಗ್ನರ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಜೀನ್ ಜಾಲಗಳು, ಜೀನ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ, ದೃಢತೆ, ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಸಿಟಿ ಮತ್ತು ಎಪಿಸ್ಟಾಸಿಸ್ನ ವಿಕಾಸವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಇತರ ಗುಂಪುಗಳಿಂದ ತನಿಖೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಊಹೆಗಳು ಮಾದರಿ ಮತ್ತು ಅದರ ರೂಪಾಂತರಗಳು ಹಲವಾರು ಸರಳಗೊಳಿಸುವ ಊಹೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಮೂರನ್ನು ಕೆಳಗೆ ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಜೀವಿಗಳನ್ನು ಜೀನ್ ನಿಯಂತ್ರಕ ಜಾಲಗಳಾಗಿ ರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಜೀನ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ಪ್ರತಿಲೇಖನ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಮಾದರಿಗಳು ಭಾವಿಸುತ್ತವೆ; ಜೀನ್ನ ಉತ್ಪನ್ನವು ಆ ಮೂಲ ಜೀನ್ ಅಥವಾ ಇತರ ಜೀನ್ಗಳ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು (ನಿಯಂತ್ರಕವಾಗಿರಬಹುದು) ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು. ಒಂದು ಜೀನ್ ಕೇವಲ ಒಂದು ಸಕ್ರಿಯ ಪ್ರತಿಲೇಖನ ನಿಯಂತ್ರಕವನ್ನು ಮಾತ್ರ ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಮಾದರಿಗಳು ಊಹಿಸುತ್ತವೆ; ಒಂದು ನಿಯಂತ್ರಕದ ಪರಿಣಾಮಗಳು ಅದೇ ಗುರಿ ಜೀನ್ನ ಮೇಲೆ ಇತರ ನಿಯಂತ್ರಕಗಳ ಪರಿಣಾಮಗಳಿಂದ ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಜೀನೋಟೈಪ್ ಮಾದರಿಯು ವ್ಯಕ್ತಿಗಳನ್ನು ಸಂವಹನ ಮಾಡುವ ಪ್ರತಿಲೇಖನ ನಿಯಂತ್ರಕಗಳ ಜಾಲಗಳಾಗಿ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿಯೊಬ್ಬ ವ್ಯಕ್ತಿಯು ಜೀನ್ಗಳ ಎನ್ಕೋಡಿಂಗ್ ಪ್ರತಿಲೇಖನ ಅಂಶಗಳನ್ನು ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸುತ್ತಾರೆ. ಪ್ರತಿ ವಂಶವಾಹಿಯ ಉತ್ಪನ್ನವು ಸಿಸ್-ನಿಯಂತ್ರಕ ಅಂಶಗಳ ಮೂಲಕ ತನ್ನ ಮತ್ತು/ಅಥವಾ ಇತರ ವಂಶವಾಹಿಗಳ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ ಮಟ್ಟವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು. ಜೀನ್ಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಜೀನ್ ಜಾಲವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ, ಇದನ್ನು ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ x ನಿಯಂತ್ರಕ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಆರ್ ನಲ್ಲಿರುವ ಅಂಶಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಬಲವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತವೆ. ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ನೊಳಗಿನ ಧನಾತ್ಮಕ ಮೌಲ್ಯಗಳು ಗುರಿ ಜೀನ್ನ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಋಣಾತ್ಮಕ ಮೌಲ್ಯಗಳು ದಮನವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತವೆ. 0 ಮೌಲ್ಯದ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಅಂಶಗಳು ಎರಡು ವಂಶವಾಹಿಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ. ಫೀನೋಟೈಪ್ ಪ್ರತಿ ವ್ಯಕ್ತಿಯ ಫೀನೋಟೈಪ್ ಅನ್ನು ಆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಜೀನ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ ಮಾದರಿಯಾಗಿ ರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಇದನ್ನು ಸ್ಟೇಟ್ ವೆಕ್ಟರ್ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಅಂಶವು ಸಮಯ tಯಲ್ಲಿ ಜೀನ್ iನ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಮೂಲ ವ್ಯಾಗ್ನರ್ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ, 1 ಜೀನ್ ಅನ್ನು ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು-1 ಜೀನ್ ಅನ್ನು ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯ ಮಾದರಿಯು ಕೇವಲ ಆನ್ ಅಥವಾ ಆಫ್ ಆಗಿರಬಹುದು. - 1 (ಅಥವಾ 0) ಮತ್ತು 1ರ ನಡುವಿನ ನಿರಂತರ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಇತರ ಕೆಲವು ರೂಪಾಂತರಗಳಲ್ಲಿ ಸಹ ಅಳವಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಜೀನ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಜೀನ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಆರಂಭಿಕ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ ಸ್ಥಿತಿ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ. ವಂಶವಾಹಿಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಭೇದಾತ್ಮಕ ಸಮೀಕರಣಗಳಿಂದ ರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ τ) ಸಮಯದ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಫಿಲ್ಟರ್ ಫಂಕ್ಷನ್ σ ನಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಜೀನ್ನ ಮೇಲಿನ ಎಲ್ಲಾ ಜೀನ್ಗಳ ನಿಯಂತ್ರಕ ಪರಿಣಾಮಗಳ () ತೂಕದ ಮೊತ್ತವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಮೂಲ ವ್ಯಾಗ್ನರ್ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ, ಫಿಲ್ಟರ್ ಕಾರ್ಯವು ಒಂದು ಹಂತದ ಕಾರ್ಯವಾಗಿದೆ ಇತರ ರೂಪಾಂತರಗಳಲ್ಲಿ, ಫಿಲ್ಟರ್ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಸಿಗ್ಮಾಯ್ಡಲ್ ಕಾರ್ಯವಾಗಿ ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಜೀನ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ ಸ್ಥಿರವಾದ ಮಾದರಿಯನ್ನು ತಲುಪಿದರೆ ಅದು ಅಂತಿಮ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ತಲುಪುತ್ತದೆ. ವಿಕಸನದ ವಿಕಾಸಾತ್ಮಕ ಅನುಕರಣೆಗಳನ್ನು ಸಂತಾನೋತ್ಪತ್ತಿ-ರೂಪಾಂತರ-ಆಯ್ಕೆ ಜೀವನ ಚಕ್ರದಿಂದ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಜನಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಗಾತ್ರಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ನಿಗದಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅವು ಅಳಿವಿನಂಚಿನಲ್ಲಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಅತಿಕ್ರಮಿಸದ ಪೀಳಿಗೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ವಿಕಸನೀಯ ಅನುಕರಣೆಯಲ್ಲಿ, ಸ್ಥಿರವಾದ ಜೀನ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಲ್ಲ ಏಕೈಕ ಯಾದೃಚ್ಛಿಕ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವಾದ ವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಸ್ಥಾಪಕರಾಗಿ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ವ್ಯಕ್ತಿಗಳ ಜನಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಲು ಕ್ಲೋನ್ ಮಾಡಿದ ವ್ಯಕ್ತಿಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಲೈಂಗಿಕ ಅಥವಾ ಲೈಂಗಿಕ ಸಂತಾನೋತ್ಪತ್ತಿ ವಿಧಾನದ ಪ್ರಕಾರ, ಪ್ರಸ್ತುತ ಪೀಳಿಗೆಯಿಂದ ಯಾದೃಚ್ಛಿಕವಾಗಿ ಪೋಷಕ ವ್ಯಕ್ತಿಗಳನ್ನು (ಗಳನ್ನು) ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಸಂತತಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ರೂಪಾಂತರಗಳನ್ನು ಸಂಭವನೀಯತೆಯೊಂದಿಗೆ ಪಡೆಯಬಹುದು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾದ ಸಂಭವನೀಯತೆಯೊಂದಿಗೆ ಬದುಕಬಹುದು. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಎನ್ ವ್ಯಕ್ತಿಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವವರೆಗೆ ಪುನರಾವರ್ತನೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಅದು ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯನ್ನು ಕಂಡುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಈ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಫಿಟ್ನೆಸ್ ಫಿಟ್ನೆಸ್ ಎಂದರೆ ಒಬ್ಬ ವ್ಯಕ್ತಿಯು ಸಂತಾನೋತ್ಪತ್ತಿ ಮಾಡಲು ಬದುಕುಳಿಯುವ ಸಂಭವನೀಯತೆ. ಮಾದರಿಯ ಸರಳ ಅನುಷ್ಠಾನದಲ್ಲಿ, ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದೃಷ್ಟಿಯಿಂದ ಸ್ಥಿರವಾದ ಜೀನೋಟೈಪ್ಗಳು ಉಳಿದುಕೊಂಡಿವೆ (ಅಂದರೆ. ಅವರ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು) ಮತ್ತು ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದೃಷ್ಟಿಯಿಂದ ಅಸ್ಥಿರವಾದವುಗಳು (ಅಂದರೆ. ಅವರ ಫಿಟ್ನೆಸ್). ರೂಪಾಂತರದ ರೂಪಾಂತರಗಳನ್ನು ಜೀನ್ ನಿಯಂತ್ರಣದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳಾಗಿ, ಅಂದರೆ ನಿಯಂತ್ರಕ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ನಲ್ಲಿನ ಅಂಶಗಳ ಬದಲಾವಣೆಗಳಾಗಿ ರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಂತಾನೋತ್ಪತ್ತಿ ಲೈಂಗಿಕ ಮತ್ತು ಅಲೈಂಗಿಕ ಸಂತಾನೋತ್ಪತ್ತಿಗಳೆರಡನ್ನೂ ಜಾರಿಗೆ ತರಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪೋಷಕರ ಜೀನೋಮ್ ಅನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ನಕಲಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸಂತತಿಯ ಜೀನೋಮ್ ಅನ್ನು (ಜೀನ್ ನೆಟ್ವರ್ಕ್) ಉತ್ಪಾದಿಸುವಂತೆ ಅಲೈಂಗಿಕ ಸಂತಾನೋತ್ಪತ್ತಿಯನ್ನು ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇಬ್ಬರು ಪೋಷಕರ ಜೀನೋಮ್ಗಳ ಮರುಸಂಯೋಜನೆಯಾಗಿ ಲೈಂಗಿಕ ಸಂತಾನೋತ್ಪತ್ತಿಯನ್ನು ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಜೀವಿಯು ಸ್ಥಿರವಾದ ಜೀನ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ ಮಾದರಿಯನ್ನು ತಲುಪಿದರೆ ಅದನ್ನು ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆಂದೋಲನಗೊಂಡ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಜೀವಿಯನ್ನು ತಿರಸ್ಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಬಾಹ್ಯ ಕೊಂಡಿಗಳು ಆಂಡ್ರಿಯಾಸ್ ವ್ಯಾಗ್ನರ್ ಲ್ಯಾಬ್ ವೆಬ್ಪುಟ ಜೀನ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ ನೆಟ್ವರ್ಕ್ಸ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ಸ್ ಬಯಾಲಜಿ