Metapenta: visualización y análisis de redes metabólicas

Various approaches have been proposed to deal with the problem of modeling, simulating, and representing metabolic networks, which can be summarized in three main models: continuous, discrete, and hybrid. In this work, it was proposed to model metabolic networks with Petri nets. A Petri net represen...

Full description

Autores:
Parra Cortés, Valerie
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2021
Institución:
Universidad de los Andes
Repositorio:
Séneca: repositorio Uniandes
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/51475
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/1992/51475
Palabra clave:
Análisis de sistemas
Redes de Petri
Programación (Administración)
Bioinformática
Análisis de redes
Teoría de grafos
Metabolismo
Ingeniería
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description Various approaches have been proposed to deal with the problem of modeling, simulating, and representing metabolic networks, which can be summarized in three main models: continuous, discrete, and hybrid. In this work, it was proposed to model metabolic networks with Petri nets. A Petri net represents discrete events in the form of a graph that fulfills properties of distribution, concurrency, and parallelism. For this problem, MetaPenta was implemented. MetaPenta is a tool that can perform different queries on metabolic networks, for example, finding the minimum path between two metabolites, identifying metabolites as sinks and sources, visualizing the metabolic network as a Petri net, among other functionalities. The implemented tool was compared with other software developments such as the Costas Maranas Research group's scripts and Fluxer tool. It was found that for the gap find's problem, the software's outputs were very similar, even though the approaches to find these metabolites were very different. On the other hand, in terms of performing, Fluxer can render several types of charts. However, in most cases, these representations omit much of the information (for example, the reaction enzymes), while the Petri net representation implemented in MetaPenta does not. In the future, it is expected to increase the functionalities of MetaPenta to handle the reversibility of reactions and facilitate the automatic reconstruction of metabolic networks.
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For this problem, MetaPenta was implemented. MetaPenta is a tool that can perform different queries on metabolic networks, for example, finding the minimum path between two metabolites, identifying metabolites as sinks and sources, visualizing the metabolic network as a Petri net, among other functionalities. The implemented tool was compared with other software developments such as the Costas Maranas Research group's scripts and Fluxer tool. It was found that for the gap find's problem, the software's outputs were very similar, even though the approaches to find these metabolites were very different. On the other hand, in terms of performing, Fluxer can render several types of charts. However, in most cases, these representations omit much of the information (for example, the reaction enzymes), while the Petri net representation implemented in MetaPenta does not. In the future, it is expected to increase the functionalities of MetaPenta to handle the reversibility of reactions and facilitate the automatic reconstruction of metabolic networks.Se han propuesto diversos acercamientos para abordar el problema de modelar, simular y representar redes metabólicas, los cuales se pueden resumir en tres principales modelos: continuos, discretos e híbridos. En este trabajo se propuso modelar redes metabólicas con redes de Petri. Una red de Petri es una representación de eventos discretos en forma de grafo que cumple propiedades de distribución, concurrencia y paralelismo. Se implementó MetaPenta, una herramienta que es capaz de realizar diferentes consultas sobre las redes metabólicas, por ejemplo, encontrar el camino mínimo entre dos metabolitos, identificar metabolitos claves como sumideros y fuentes, visualizar la red en forma de una red de Petri, entre otras funcionalidades. Se comparó la herramienta implementada con otros desarrollos de software como los scripts del grupo de investigación de Costas Maranas y la herramienta Fluxer. Se encontró que para el problema de gap find las salidas de los programas son muy parecidas, a pesar de que las aproximaciones para encontrar estos metabolitos son muy diferentes. Por otro lado, en términos de representación, Fluxer tiene varios tipos de gráficos para este propósito. Sin embargo, en la mayoría de las ocasiones dichas representaciones omiten gran parte de la información (por ejemplo, las enzimas de la reacción), mientras que la representación en red de Petri implementada en MetaPenta no la omite. A futuro se espera incrementar las funcionalidades de MetaPenta para manejar la reversibilidad de las reacciones y facilitar la reconstrucción automática de redes metabólicas.Ingeniero de Sistemas y ComputaciónPregrado15 hojasapplication/pdfspaUniversidad de los AndesIngeniería de Sistemas y ComputaciónFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería de Sistemas y ComputaciónMetapenta: visualización y análisis de redes metabólicasTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/TPAnálisis de sistemasRedes de PetriProgramación (Administración)BioinformáticaAnálisis de redesTeoría de grafosMetabolismoIngeniería201619703PublicationORIGINAL22878.pdfapplication/pdf1418141https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/fae613aa-6bae-4c3f-82e6-1a2417fef3a1/download869650c17bd792172b9d5704faa27f88MD51TEXT22878.pdf.txt22878.pdf.txtExtracted texttext/plain34113https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/259a0481-f89a-48f2-9c85-25f8c1862ef6/download7fcff14731f0e1a0aeff8978aaa2a491MD54THUMBNAIL22878.pdf.jpg22878.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg16021https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/dff925a6-ee7d-4b30-a640-cab4229ff106/download1e0fda02f41a6f1c51adf7c36ce8db75MD551992/51475oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/514752023-10-10 19:20:47.043http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/open.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co

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