Галина
Юрьевна
Ризниченко

Мультистационарные системы. Модели отбора. Применение метода квазистационарных концентраций. Модели переключений в биологических системах. Триггер. Модель синтеза двух ферментов Жакоба и Моно

Многие биологические системы имеют не одно, а несколько устойчивых стационарных состояний, между которыми возможны переключения. Примером является существование нескольких конформаций у биомакромолекул, состояние сна и бодрствования у животных, переключение фаз роста растений. Важной биологической проблемой является изучение механизмов переключения системы в новый режим функционирования. Простейшей системой двух взаимодействующих компонентов, способной к переключению, является триггер. На фазовой плоскости эта система имеет два устойчивых стационарных состояния, а между ними неустойчивое состояние равновесия – седло, сепаратриса которого отделяет «бассейны притяжения» этих стационарных состояний.

Системы триггерного типа используются для описания процессов отбора. Типы отбора в процессе эволюции. Отбор одного из двух и нескольких равноправных видов. Простейшая модель отбора одного из равноправных видов. Модели отбора Кастлера, Эйгена, Чернавского. Модель отбора одного из равноправных видов с учетом ограниченности ресурса. Модель, включающая динамику ресурса. Сведение системы трех дифференциальных уравнений к системе двух ОДУ с учетом иерархии времен. Модель, учитывающая самоограничение численности популяции. Анализ устойчивости стационарных состояний (модель конкуренции).

Классические примеры триггерных систем. Генетический триггер Жакоба и Моно. Силовое и параметрическое переключение триггера. Триггерные режимы в ферментативных реакциях с субстратным угнетением.