Review

Biyokimyasal Reaksiyon Sistemlerinin Modellenmesi için Deterministik ve Stokastik Yaklaşım

Volume: 47 Number: 1 April 30, 2021
EN TR

Biyokimyasal Reaksiyon Sistemlerinin Modellenmesi için Deterministik ve Stokastik Yaklaşım

Abstract

Biyokimyasal süreçler, birbirleriyle, farklı reaksiyon kanallarıyla etkileşime giren türleri içeren reaksiyon ağları olarak düşünülebilirler. Deterministik yaklaşım ve stokastik yaklaşım bu sistemlerin dinamiklerini modelleyen iki temel yaklaşımdır. Deterministik yaklaşım geleneksel olandır ve bu tip sistemleri modellemek için Reaksiyon Oran Denklemleri (ROD) adı verilen Adi Diferansiyel Denklemleri (ADD) kullanır. Bu yaklaşıma göre sistem dinamikleri sürekli ve deterministiktir. Diğer taraftan, stokastik yaklaşım sistem dinamiklerinin stokastik ve kesikli olduğunu düşünür. Bu yaklaşımda, sistem dinamiklerini modelleyen olasılık fonksiyonunun zamana göre türevi ünlü Temel Kimyasal Denklemini (TKD) sağlar. Stokastik Simülasyon Algoritmaları (SSAs), TKD’nin davranışlarını tam olarak yansıtan bilgisayar tabanlı algoritmalardır. SSA’nın doğrudan ve ilk reaksiyon metodu olmak üzere iki farklı versiyonu vardır. Bu çalışmada, deterministik ve stokastik yaklaşımın temellerini ve birbirleriyle olan ilişkilerini açıkladık. Farklı boyutlardaki sistemlerin doğrudan metot ve ROD algoritmalarını R programlama dili ile yazdık ve kodlarımız ile birlikte simülasyon sonuçlarımızı sunduk.

Keywords

Supporting Institution

SELÇUK ÜNİVERSİTEİ BAP OFİSİ

Project Number

Proje No: 19201104

References

  1. Reference 1: Arkin, A., Ross, J., McAdams, H. H., Stochastic kinetic analysis of developmental pathway bifurcation in phage λ-infected Escherichia coli cells, Genetics, 149(4), 1633–1648 (1998).
  2. Reference 1-2: Altıntan, D., Koeppl, H. Hybrid master equation for jump diffusion approximation of biomolecular reaction networks,BIT Numerical Mathematics, vol. 60,no. 2, pp. 261. 294, (2020) .
  3. Reference 3: Anderson, D. F., Kurtz, T. G. Continuous time Markov chain models for chemical reaction networks”. Design and analysis of biomolecular circuits. Editörler: Koeppl, H., Setti,G., Bernardo, M. d., Densmore D., New York: Springer-Verlag, (2011).
  4. Reference 4: Arkin, A., Ross, J., McAdams, H. H., Stochastic kinetic analysis of developmental pathway bifurcation in phage λ-infected Escherichia coli cells, Genetics, 149(4), 1633–1648 (1998).
  5. Reference 5: Cao, Y., Li, H., Petzold, L., Efficient formulation of the stochastic simula- tion algorithm for chemically reacting systems, Journal of Chemical Physics, 121(9), 4059–4067 (2004).
  6. Reference 6: Cao, Y. , Gillespie, D. T. and Petzold, L. R. , The slow-scale stochastic simulation algorithm, J. Chem. Phys., 122 ,014116 (2005).
  7. Reference 7: Cao, Y. , Gillespie, D. T. and Petzold, L. R. , Efficient step size selection for the tau-leaping simulation method,The Journal of Chemical Physics, vol. 124, p.044109, (2006).
  8. Reference 8: Crudu A, Debussche A and Radulescu, Hybrid stochastic simplifications for multiscale gene networks BMC Systems of Biology 3, 89, (2009).

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

-

Journal Section

Review

Publication Date

April 30, 2021

Submission Date

December 17, 2020

Acceptance Date

February 24, 2021

Published in Issue

Year 2021 Volume: 47 Number: 1

APA
Oğraş, B., & Altıntan, D. (2021). Biyokimyasal Reaksiyon Sistemlerinin Modellenmesi için Deterministik ve Stokastik Yaklaşım. Selcuk University Journal of Science Faculty, 47(1), 1-15. https://doi.org/10.35238/sufefd.842631
AMA
1.Oğraş B, Altıntan D. Biyokimyasal Reaksiyon Sistemlerinin Modellenmesi için Deterministik ve Stokastik Yaklaşım. Selcuk University Journal of Science Faculty. 2021;47(1):1-15. doi:10.35238/sufefd.842631
Chicago
Oğraş, Büşranur, and Derya Altıntan. 2021. “Biyokimyasal Reaksiyon Sistemlerinin Modellenmesi Için Deterministik Ve Stokastik Yaklaşım”. Selcuk University Journal of Science Faculty 47 (1): 1-15. https://doi.org/10.35238/sufefd.842631.
EndNote
Oğraş B, Altıntan D (April 1, 2021) Biyokimyasal Reaksiyon Sistemlerinin Modellenmesi için Deterministik ve Stokastik Yaklaşım. Selcuk University Journal of Science Faculty 47 1 1–15.
IEEE
[1]B. Oğraş and D. Altıntan, “Biyokimyasal Reaksiyon Sistemlerinin Modellenmesi için Deterministik ve Stokastik Yaklaşım”, Selcuk University Journal of Science Faculty, vol. 47, no. 1, pp. 1–15, Apr. 2021, doi: 10.35238/sufefd.842631.
ISNAD
Oğraş, Büşranur - Altıntan, Derya. “Biyokimyasal Reaksiyon Sistemlerinin Modellenmesi Için Deterministik Ve Stokastik Yaklaşım”. Selcuk University Journal of Science Faculty 47/1 (April 1, 2021): 1-15. https://doi.org/10.35238/sufefd.842631.
JAMA
1.Oğraş B, Altıntan D. Biyokimyasal Reaksiyon Sistemlerinin Modellenmesi için Deterministik ve Stokastik Yaklaşım. Selcuk University Journal of Science Faculty. 2021;47:1–15.
MLA
Oğraş, Büşranur, and Derya Altıntan. “Biyokimyasal Reaksiyon Sistemlerinin Modellenmesi Için Deterministik Ve Stokastik Yaklaşım”. Selcuk University Journal of Science Faculty, vol. 47, no. 1, Apr. 2021, pp. 1-15, doi:10.35238/sufefd.842631.
Vancouver
1.Büşranur Oğraş, Derya Altıntan. Biyokimyasal Reaksiyon Sistemlerinin Modellenmesi için Deterministik ve Stokastik Yaklaşım. Selcuk University Journal of Science Faculty. 2021 Apr. 1;47(1):1-15. doi:10.35238/sufefd.842631

Journal Owner: On behalf of Selçuk University Faculty of Science, Rector Prof. Dr. Hüseyin YILMAZ
Selcuk University Journal of Science Faculty accepts articles in Turkish and English with original results in basic sciences and other applied sciences. The journal may also include compilations containing current innovations.

It was first published in 1981 as "S.Ü. Fen-Edebiyat Fakültesi Dergisi" and was published under this name until 1984 (Number 1-4).
In 1984, its name was changed to "S.Ü. Fen-Edeb. Fak. Fen Dergisi" and it was published under this name as of the 5th issue.
When the Faculty of Letters and Sciences was separated into the Faculty of Science and the Faculty of Letters with the decision of the Council of Ministers numbered 2008/4344 published in the Official Gazette dated 3 December 2008 and numbered 27073, it has been published as "Selcuk University Journal of Science Faculty" between 2009-2025. 
It has been scanned in DergiPark since 2016.

88x31.png

Selcuk Journal of Science is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0) License.