|
Архив публикацийТезисыXXI-ая конференцияРасчёт диффузии в системе клетокСанкт-Петербург, Кронверкский пр.49, 197101 1 стр. (принято к публикации)Передача информации от клетки к клетке происходит через транспортные белки (K-Na канал). Из клетки в межклеточную среду происходит транспорт K+ и Na+ через белковый канал. Активный транспорт в состоянии покоя затрачивает более 30% энергии клетки [1]. Транспорт ионов K+ и Na+ поддерживает электрическую возбудимость нервных клеток. С помощью молекулярных связей можно передавать информацию между клетками, которые её хранят и используют. В настоящее время обсуждается возможность создания наномашин, которые будут взаимодействовать между собой посредством классической диффузии, основанной на молекулярной связи. Информация кодируется передатчиком наномашины для отправки на выход в молекулярном виде [2]. Цель работы – числено промоделировать передачу информации по сети биологических клеток или наномашин. Когда передатчик наномашины хочет передать некоторую информацию другим наномашинам, он мгновенно открывает канал и испускает импульс. При этом активируется энергия АТФ-азы, что создает всплеск концентрации молекул передатчика в месте белкового канала, которые затем распространяются по клеточной сети. Распространение этого импульса численно рассчитано с помощью решения уравнения диффузии (1) dC/dt=D((d^2C/dz^2)+(d^2C/d(ro)^2)+(1/r(o))(dC/d(ro))) (1) При расчёте диффузионной передачи информации между биологическими клетками размер канала ~ 0,5 - 0,7 нм, канал открывается на 0,5 - 1 мс, состояние рефрактерности 1мс. Расстояние, которое проходят молекулы за время t, оценивается выражением (2) l=sqrt(2Dt) (2) При t=50, молекулы проходят ~1,4*103нм.
Литература 1. Максимов Г.В., Ревин В.В. Биофизика. – Изд-во Мордов. ун-та, 2002 г. 156 cтр. 2. Llatser I., Alarcon E., Pierobon M., Diffusion-based channel characterization in molecular nanonetworks // Nano Communication Networks, Vol. 2,, No. 4, July 2011. pp. 196-204. |
