SimBiology® model состоит из набора выражений (реакции, дифференциальные уравнения, дискретные события), которые вместе описывают динамику биологической системы. Вы пишете выражения в терминах количеств (отсеки, разновидности, параметры), которые также перечисляются в модели.
Существует четыре отличных типа выражений в SimBiology:
Реакции
Правила
События
Observables
reaction описывает процесс, такой как преобразование, транспорт или процесс привязки/развязывания между реагентами и продуктами.
Реакции в качестве примера включают:
Creatine + ATP <-> ADP + phosphocreatine cytoplasm.speciesA -> nucleus.speciesA
rule является классом математических выражений, которые включают дифференциальные уравнения, начальные присвоения, повторные присвоения и алгебраические ограничения.
Например, можно использовать правило к:
Задайте значения для компонентов модели, которые требуются для сравнения с экспериментальными данными. Например, задайте активную часть общего белка.
Присвойте значения компонентам модели на основе значений других компонентов в модели. Например, задайте значение параметра, как являющееся пропорциональным разновидности или другому параметру.
Определите массовые уравнения баланса.
Для разновидностей используйте правила скоростей в качестве альтернативы дифференциальному выражению уровня, сгенерированному от реакций.
event описывает мгновенное изменение в значении количества (отсек, разновидности, параметр). Дискретный переход происходит, когда заданное пользователями условие становится верным. Условием может быть определенное время или определенное независимое от времени условие.
Например, можно использовать событие для:
Активируйте или деактивируйте определенную разновидность (активатор или разновидности ингибитора).
Измените значение параметров на основе внешних сигналов.
Измените скорости реакции в ответ на сложение или удаление разновидности.
Реплицируйте экспериментальное условие, такое как сложение или удаление агента активации (такого как препарат) к или от выборки.
Observable математическое выражение, которое позволяет вам выполнить вычисления постсимуляции. Например, можно использовать заметное для:
Вычислите некоторую статистику, такую как область под кривой (AUC) профиля концентрации препарата.
Вычислите часть лиганда, который связан с приемником на каждом временном шаге.
Можно также использовать заметное в качестве ответа в симуляции, подборе кривой данных и глобальном анализе чувствительности.
SimBiology использует три типа количеств в моделях:
Отсеки
Разновидности
Параметры
compartment задает физически ограниченную область, которая содержит разновидности. Отсек характеризуется способностью, описанной как объем, область или длина. Отсек может также содержать другие отсеки, который добавляет иерархию в модель. Например, отсек под названием cytoplasm может содержать отсек под названием nucleus, таким образом, делящие разновидности на основе их местоположения.
species характеризует состояние биологической системы путем представления суммы (или концентрация) существующий в системе для той сущности. Примерами разновидностей является DNA, ATP, и creatine. Суммы разновидностей (или концентрации) варьируются во время симуляции в результате их участия в реакциях, дифференциальных уравнениях и событиях. Поэтому разновидности представляют динамическое состояние биологической системы.
parameter является количеством, которое упомянуто выражениями. Это обычно остается постоянным во время симуляции. Например, параметры используются в качестве констант скорости в реакциях.
Можно сконфигурировать параметр, чтобы варьироваться во время симуляции. Это полезно, например, чтобы смоделировать изменение в скорости реакции, учитывая концентрацию катализатора или изменение в температуре.
Отметьте следующие условия, наложенные на количества в иерархии модели:
Модели должны содержать по крайней мере один отсек.
Отсек может содержать один или несколько отсеков.
Разновидности всегда содержатся в отсеке.
В SimBiology модели и их компоненты реализованы как объекты. Эти объекты имеют свойства и методы, которые можно использовать, чтобы получить доступ и сконфигурировать их. Используйте get метод, чтобы перечислить значения свойств объекта. Используйте запись через точку, чтобы изменить значения свойств объекта.
Объекты SimBiology являются объектами указателя, который имеет последствия для того, как они ведут себя во время операций копии. На объекты указателя ссылается их переменная указателя, и копии переменной указателя относятся к тому же объекту. Чтобы изучить, как объекты указателя влияют на операции копии, смотрите Копирование Объектов.