مدل سازی سیستم های زیستی

مدلسازی سیستم های بیولوژیکی از کاربردهای مهم زیست شناسی سیستمی و زیست شناسی ریاضیاتی است. هدف سیستم های محاسباتی زیستی[ ۱] پیاده سازی و استفاده از الگوریتم های کارآمد، ساختمان داده ها، و ابزارهای تصویرسازی و ابزارهای ارتباطات با هدف شبیه سازی کامپبوتری سیستم های زیستی است. این مدلسازی شامل استفاده از شبیه سازی های کامپیوتری سیستم های بیولوژیکی من جمله زیرسیستم های سلولی ( مثل شبکه های متابولیت ها و آنزیم های دخیل در متابولیسم ( سوخت و ساز ) گذرگاه های سیگنالینگ و شبکه های تنظیمی ژن ) به منظور تحلیل و هم چنین تصویرسازی ارتبطات پیچیدهٔ بین این فرآیندهای سلولی است.
حیات مصنوعی یا تکامل مجازی در تلاش است که فرآیندهای تکاملی را به وسیلهٔ شبیه سازی کامپیوتری شکل های سادهٔ ( مصنوعی ) زندگی درک کند.
همان طور که می دانیم ویژگی های بروزیافته در یک سیستم پیچیده نتیجهٔ فعل و انفعال بین اجزای یکپارچه و ساده تر است. سیستم های زیستی نمونه های مهم و متعددی از ویژگی های ناشی از فعل و انفعالات پیچیده اجزا را آشکار می کنند. مطالعهٔ سنتی سیستم های بیولوژیکی نیازمند روش هایی تقلیلی است که در آن مقادیر داده ها به صورت دسته بندی شده جمع آوری می شوند مثل غلظت در طول زمان در پاسخ به محرکی خاص.
کامپیوترها برای تحلیل و مدلسازی این داده ها حیاتی هستند. هدفساخت مدل های بی درنگ و دقیقی از پاسخ یک سیستم به محرک های محیطی و درونی است، مثل مدل سلول سرطانی به منظور یافتن ضعف ها در گذرگاه های سیگنالینگ آن یا مدلسازی جهش های کانال یونی برای مشاهدهٔ اثرات آن بر قلب و عملکرد قلب تپنده.
فرمت استانداردی که تاکنون به صورت گسترده برای ذخیره سازی وتبادل مدل ها پذیرفته شده، زبان نشانه گذاری زیست سیستمی ( SBML ) [ ۲] است. وب سایت SBML. org شامل یک راهنما برای بسیاری از بسته های نرم افزاری مهم مورد استفاده در زیست شناسی سیستمی محاسباتی است. زبانهای دیگر نشانه گذاری با تاکیدات مختلف شامل BioPAX و CellML هستند.
مدلسازی سلول یک وظیفهٔ چالشی زیست شناسی سیستمی و زیست شناسی ریاضیاتی است که شامل استفاده از شبیه سازی های کامپیوتری تعداد زیادی از زیرسیستم های سلولی مثل شبکه های متابولیتی و آنزیم های دخیل در سوخت و ساز، مسیرهای سیگنالینگ و شبکه های تنظیم کنندهٔ ژن به منظور تحلیل و تصویرسازی ارتباطات پیچیدهٔ این فرآیندهای سلولی است.