Wagner's gene network model
वैगनर का जीन नेटवर्क मॉडल कृत्रिम जीन नेटवर्क का एक कम्प्यूटेशनल मॉडल है, जिसने स्पष्ट रूप से आनुवंशिक नियामक नेटवर्क की विकासात्मक और विकासवादी प्रक्रिया को मॉडल किया है। कई जीवों वाली आबादी पीढ़ी दर पीढ़ी बनाई और विकसित की जा सकती है। यह पहली बार 1996 में एंड्रियास वैगनर द्वारा विकसित किया गया था और अन्य समूहों द्वारा जीन नेटवर्क, जीन अभिव्यक्ति, मजबूती, प्लास्टिसिटी और एपिस्टेसिस के विकास का अध्ययन करने के लिए इसकी जांच की गई है। अनुमान मॉडल और इसके रूपों में कई सरल धारणाएँ हैं। उनमें से तीन नीचे सूचीबद्ध हैं। जीवों को जीन नियामक नेटवर्क के रूप में मॉडल किया गया है। मॉडल मानते हैं कि जीन अभिव्यक्ति विशेष रूप से प्रतिलेखन स्तर पर विनियमित होती है; एक जीन का उत्पाद उस स्रोत जीन या अन्य जीन की अभिव्यक्ति (एक नियामक हो) को विनियमित कर सकता है। मॉडल मानते हैं कि एक जीन केवल एक सक्रिय प्रतिलेखन नियामक का उत्पादन कर सकता है; एक नियामक के प्रभाव एक ही लक्ष्य जीन पर अन्य नियामकों के प्रभावों से स्वतंत्र हैं। जीनोटाइप मॉडल व्यक्तियों को अंतःक्रियात्मक प्रतिलेखन नियामकों के नेटवर्क के रूप में दर्शाता है। प्रत्येक व्यक्ति जीन एन्कोडिंग प्रतिलेखन कारकों को व्यक्त करता है। प्रत्येक जीन का उत्पाद सीआईएस-नियामक तत्वों के माध्यम से अपने और/या अन्य जीन के अभिव्यक्ति स्तर को नियंत्रित कर सकता है। जीन के बीच अंतःक्रिया एक जीन नेटवर्क का गठन करती है जिसे मॉडल में एक × नियामक मैट्रिक्स द्वारा दर्शाया जाता है। मैट्रिक्स आर में तत्व अंतःक्रिया शक्ति का प्रतिनिधित्व करते हैं। मैट्रिक्स के भीतर सकारात्मक मान लक्ष्य जीन के सक्रियण का प्रतिनिधित्व करते हैं, जबकि नकारात्मक दमन का प्रतिनिधित्व करते हैं। मान 0 वाले मैट्रिक्स तत्व दो जीनों के बीच अंतःक्रिया की अनुपस्थिति को इंगित करते हैं। फेनोटाइप प्रत्येक व्यक्ति के फेनोटाइप को समय पर जीन अभिव्यक्ति पैटर्न के रूप में मॉडल किया जाता है। यह इस मॉडल में एक अवस्था सदिश द्वारा दर्शाया गया है। जिसका तत्व समय t पर जीन i की अभिव्यक्ति स्थिति को दर्शाता है। मूल वैगनर मॉडल में, bul जहां 1 जीन को व्यक्त करता है जबकि-1 का अर्थ है कि जीन व्यक्त नहीं किया गया है। अभिव्यक्ति पैटर्न केवल चालू या बंद हो सकता है। - 1 (या 0) और 1 के बीच निरंतर अभिव्यक्ति पैटर्न को कुछ अन्य रूपों में भी लागू किया जाता है। विकास विकास प्रक्रिया को जीन अभिव्यक्ति अवस्थाओं के विकास के रूप में मॉडल किया जाता है। समय पर जीन अभिव्यक्ति पैटर्न को प्रारंभिक अभिव्यक्ति अवस्था के रूप में परिभाषित किया जाता है। जीन के बीच अंतःक्रिया विकास प्रक्रिया के दौरान अभिव्यक्ति की अवस्थाओं को बदल देती है। इस प्रक्रिया को निम्नलिखित विभेदक समीकरणों द्वारा मॉडल किया गया है जहां τ) समय की अभिव्यक्ति स्थिति का प्रतिनिधित्व करता है। यह एक फिल्टर फ़ंक्शन द्वारा निर्धारित किया जाता है σ. समय पर जीन पर सभी जीनों के नियामक प्रभावों () के भारित योग का प्रतिनिधित्व करता है। मूल वैगनर मॉडल में, फ़िल्टर फ़ंक्शन एक चरण फ़ंक्शन है अन्य रूपों में, फ़िल्टर फ़ंक्शन को एक सिग्मॉइडल फ़ंक्शन के रूप में लागू किया जाता है इस तरह, अभिव्यक्ति अवस्थाएं एक निरंतर वितरण प्राप्त करेंगी। जीन अभिव्यक्ति अंतिम अवस्था में पहुंच जाएगी यदि यह एक स्थिर पैटर्न तक पहुंच जाती है। विकासात्मक विकासात्मक अनुकरण प्रजनन-उत्परिवर्तन-चयन जीवन चक्र द्वारा किए जाते हैं। आबादी आकार के अनुसार तय की जाती है और वे विलुप्त नहीं होंगी। गैर-अतिव्यापी पीढ़ियों को नियोजित किया जाता है। एक विशिष्ट विकासवादी अनुकरण में, एक एकल यादृच्छिक व्यवहार्य व्यक्ति जो एक स्थिर जीन अभिव्यक्ति पैटर्न का उत्पादन कर सकता है, उसे संस्थापक के रूप में चुना जाता है। समान व्यक्तियों की आबादी बनाने के लिए क्लोन किए गए व्यक्तियों को उत्पन्न किया जाता है। अलैंगिक या यौन प्रजनन पद्धति के अनुसार, वर्तमान पीढ़ी से यादृच्छिक रूप से माता-पिता (व्यक्तियों) को चुनकर (प्रतिस्थापन के साथ) संतानों का उत्पादन किया जाता है। उत्परिवर्तन संभावना के साथ प्राप्त किए जा सकते हैं और उनकी योग्यता के बराबर संभावना के साथ जीवित रह सकते हैं। यह प्रक्रिया तब तक दोहराई जाती है जब तक कि एन व्यक्तियों का उत्पादन नहीं हो जाता है जो अगली पीढ़ी को खोजने के लिए आगे बढ़ते हैं। इस मॉडल में फिटनेस फिटनेस की संभावना है कि कोई व्यक्ति प्रजनन के लिए जीवित रहता है। मॉडल के सरलतम कार्यान्वयन में, विकासात्मक रूप से स्थिर जीनोटाइप जीवित रहते हैं (अर्थात। उनकी फिटनेस है) और विकासात्मक रूप से अस्थिर नहीं हैं (यानी। उनकी फिटनेस है)। उत्परिवर्तन उत्परिवर्तन को जीन विनियमन में परिवर्तन, यानी नियामक मैट्रिक्स में तत्वों के परिवर्तन के रूप में मॉडल किया जाता है। प्रजनन यौन और अलैंगिक दोनों पुनरुत्पादन लागू किए जाते हैं। अलैंगिक प्रजनन को सीधे माता-पिता के जीनोम की प्रतिलिपि बनाकर संतान के जीनोम (जीन नेटवर्क) के उत्पादन के रूप में लागू किया जाता है। यौन प्रजनन को दो माता-पिता के जीनोम के पुनर्संयोजन के रूप में लागू किया जाता है। चयन एक जीव को व्यवहार्य माना जाता है यदि यह एक स्थिर जीन अभिव्यक्ति पैटर्न तक पहुंच जाता है। दोलन अभिव्यक्ति पैटर्न वाला जीव त्याग दिया जाता है और अगली पीढ़ी में प्रवेश नहीं कर सकता है। संदर्भ बाहरी लिंक एंड्रियास वैगनर लैब वेबपेज जीन अभिव्यक्ति नेटवर्क सिस्टम जीव विज्ञान