Inligting

Replikatorvergelyking vir gemengde strategieë?

Replikatorvergelyking vir gemengde strategieë?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Die replikatorvergelyking word gewoonlik vir suiwer strategieë gedefinieer. Meer spesifiek, die replicator eqn vir $n$ strategieë word gegee deur: egin{equation} dot x_{i} = x_{i} left( sum_{j=1}^{n} a_{ij}x_ {j} - phi ight) qquad i = 1, ldots, n end{vergelyking} waar $x_i$ die frekwensie van die strategie $i$ is, $A=[a_{ij}]$ die payoff matriks, en $phi$ is die gemiddelde fiksheid van die bevolking. Basies, wat die replikatorvergelyking sê, is dat die per capita koers van toename van die strategie $i$ (dws $dot x_i/ x_i$) die verskil is tussen die fiksheid van $i$ (dws $sum_{ j=1}^{n} a_{ij}x_{j}$) en die gemiddelde fiksheid $phi$ van die hele bevolking.

Vraag: Weet iemand van 'n formulering van die replicator eqn vir gemeng strategieë?


Replikatordinamika

Die replikatordinamika is deel van evolusionêre spelteorie en is veral prominent in modelle van kulturele evolusie. Evolusionêre spelteorie gebruik beginsels van interaktiewe gedrag om die ontstaan ​​van gedragsreëlmatighede in organismes wat 'n bevolking vorm, te verduidelik. Die resultate van organismes ’ interaksies beïnvloed hul fiksheid, gemeet as hul vermoë om voort te plant. As een organisme fikser is as 'n ander, is dit meer geneig om voort te plant as die ander. 'n Organisme ’ se nageslag erf sy eienskappe. Die nageslag kan egter van die ouer verskil in fiksheid, want die nageslag se fiksheid hang af van hul sukses in interaksies met hul tydgenote. Soos die bevolking verander, kan die eienskappe wat fiksheid verleen, ook verander.

Die replikatordinamika verduidelik veranderinge in fiksheid wat voortspruit uit veranderinge in 'n bevolking se samestelling. Toepassings verdeel 'n populasie volgens organismes ’ gedragseienskappe, in besonder strategieë vir interaksie met ander. Byvoorbeeld, in 'n dispuut oor kos, kan een strategie wees om te veg. Nog 'n strategie kan wees om terug te trek. 'n Strategie ’ se gevolge word beoordeel in terme van fiksheid, of gemiddelde aantal nageslag.

'n Wiskundige vergelyking kenmerk die replikatordinamika. Dit is van toepassing op 'n populasie wat vereenvoudigende aannames gegee word. Hulle spesifiseer vier voorwaardes: (1) Die populasie is oneindig. As 'n oneindige populasie aanvaar word, pas die relatiewe frekwensie van 'n uitkoms by sy waarskynlikheid. (2) 'n Individu in die populasie het dieselfde waarskynlikheid om met enige ander lid van die populasie interaksie te hê. Pare van interaksie individue vorm asof individue lukraak ooreenstem. (3) Strategieë broei waar. Dit wil sê, as 'n organisme nageslag het, volg sy nageslag dieselfde strategie wat dit volg. 'n Organisme se fiksheid is gelyk aan die gemiddelde aantal nageslag wat sy strategie volg. (4) Voortplanting is ongeslagtelik. 'n Organisme het 'n enkelouer en erf dus die ouer ’ se strategie. Hierdie toestand plaas die moontlikheid opsy dat 'n organisme se strategie verskil van 'n ouer ’ se strategie omdat dit twee ouers met verskillende strategieë het. Die verhouding van individue wat 'n strategie volg, verander slegs as sommige organismes met daardie strategie meer of minder fiks is as hul ouers en dus meer of minder gereeld voortplant as hul ouers.

Brian Skyrms ’ se (1996, pp. 51-53) notasie word hier gebruik om die replikatorvergelyking aan te bied. Eerstens, aanvaar dat 'n bevolking in stappe van een generasie na die volgende ontwikkel. Deur die proporsie individue wat 'n strategie in een generasie volg, en die strategie se gevolge vir hul fiksheid te gebruik, kan 'n mens die proporsie individue wat die strategie in die volgende generasie volg, bereken. Laat U (A ) die gemiddelde fiksheid van 'n strategie wees A, en laat U wees die gemiddelde fiksheid van alle strategieë. Dan die proporsie van die bevolking wat gebruik A in die volgende generasie is gelyk aan die proporsie van die bevolking wat gebruik A in die huidige generasie keer die verhouding U (A )/ U. Dit wil sê as bl (A ) is die proporsie wat strategie gebruik A in die huidige generasie en p' (A ) is die proporsie wat gebruik word A in die volgende generasie, dan p' (A ) = bl (A ) U (A )/ U. As A groter as gemiddelde fiksheid het, neem die proporsie daarvan toe. 'n Klein algebra lewer die volgende vergelyking wat die verandering van een generasie na die volgende spesifiseer in die proporsie van die populasie met behulp van strategie A.

p' (A ) – bl (A ) = bl (A )[ U (A ) – U ]/ U

Gestel dan dat evolusie kontinu is met betrekking tot tyd. Dan ontwikkel die populasie volgens hierdie differensiaalvergelyking.

dp (A )/ dt = bl (A )[ U (A ) – U ]/ U

Die vergelyking gee die tempo van verandering in die proporsie van die bevolking wat strategie gebruik A. Aangesien die gemiddelde fiksheid van die populasie positief is, beskryf die volgende eenvoudiger differensiaalvergelyking die strukturele kenmerke van die populasie ’ se evolusie.

dp (A )/ dt = bl (A )[ U (A ) – U ]

Hierdie vergelyking kenmerk die replikatordinamika. Peter Taylor en Leo Jonker (1978) was die eerste teoretici wat die vergelyking geformuleer het (met verskillende notasie). Peter Schuster en Karl Sigmund (1983) het dit die replikatorvergelyking genoem en die patroon van verandering wat dit die replikatordinamika beskryf.

Sosiale wetenskaplikes gebruik die replikatordinamika om modelle van menslike gedrag te konstrueer, byvoorbeeld modelle van die ontstaan ​​van kulturele norme. Wanneer die dinamika op kulturele evolusie toegepas word, kan nabootsing reproduksie vervang as die meganisme wat verantwoordelik is vir replikasie van strategieë. Omdat menslike populasies nie presies aan die idealiserings van die replikatordinamika voldoen nie, is die modelle wat die dinamika oplewer vereenvoudigings. In sommige gevalle kan die dinamika egter die verloop van evolusie benader.

Toepassings van die replikatordinamika kyk na die opkoms van stabiele gedrag. Oorweeg byvoorbeeld die deel van voedsel in 'n jagter-versamelaars-samelewing. Hierdie strategie kan fiksheid verbeter, binne 'n bevolking voortplant en mededingende strategieë uitdryf. Dit kan evolusionêr stabiel wees in die sin dat sodra 'n bevolking dit aanneem, selfs al kom 'n paar organismes met verskillende strategieë, daardie nuwe strategieë nie binne die bevolking voortplant nie. Die stabiele strategie weerstaan ​​inval deur mutante. 'n Strategie wat evolusionêr stabiel is met betrekking tot die replikatordinamika stem ooreen met 'n stabiele Nash-ewewig in 'n speletjie wat interaksies tussen individue en ’ verteenwoordig.

SIEN OOK Spelteorie Nash-ewewigstrategie


2. Resultate

Ons bestudeer 'n replikator-mutator-stelsel met drie strategieë, waarvan een streng oorheers word, en ons verskaf 'n analitiese formule vir die limiet van sy stilstaande toestand aangesien die mutasietempo na nul gaan. Daar word getoon dat die limiet stilstaande toestand afhang van die parameters wat ooreenstem met die streng gedomineerde strategie.

Laat μ die totale fraksie van mutante of toetreders in die populasie wees, en laat mi wees die fraksie van mutante wat strategie i aanneem, sodat μji = μi vir j ≠ i, waar μi = μi ·mi , met mi > 0 en Σ i mi = 1. Dan is die volhardingstempo gelyk aan μii = 1 — μ (1 — mi ). Die replikator-mutator-vergelyking vir hierdie geval kan geskryf word as:

Aanvaar aii > 0, Vergelyking (1) is ekwivalent (via 'n verandering in spoed) aan


Die gebruik van evolusionêre dinamika en spelteorie om persoonlike verhoudings te verstaan

Wanneer ons vriende vra of ons by hulle kan bly, verkies ons dat hulle ja sê sonder om besonderhede te vra soos vir hoe lank. Tog, as die antwoord nee gaan wees, verkies ons dikwels dat hulle eers meer inligting by ons soek. Met die eerste oogopslag lyk hierdie situasie baie anders as hoe ons reageer wanneer ons in 'n eksklusiewe verhouding is en ons maat met iemand anders flankeer. 'n Waarskynlikheidsgebaseerde analise met Bayesiaanse spelteorie toon egter dat elkeen verskillende grade van manipulasie en voorkeurinteraksie behels, berig MIT-navorsers in 'n onlangse referaat.

MIT postdoktorale Alfonso Pérez-Escudero en kollegas het ontleed hoe hierdie manipulasie en voorkeurinteraksiemeganismes uitspeel in "die koevertspel", 'n raamwerk wat ontwikkel is deur Harvard Universiteit se navorsers Martin Nowak, Erez Yoeli en Moshe Hoffman. "Dit is twee situasies wat ek in beginsel nie saam sou stel nie, en danksy die raamwerk wat hierdie navorsers ontwikkel het, het ons besef dat hulle aan dieselfde familie van situasies behoort," sê Pérez-Escudero. Die oorspronklike raamwerk het die manipulerende meganisme bevat, maar nie die voorkeur-interaksiemeganisme nie. “Ons bydrae is om te besef dat hierdie gesin twee subfamilies het wat gemeng kan word. Ons het ’n veralgemening ontwikkel, ’n model geskep wat albei hierdie meganismes gelyktydig kan beskryf en wat die oorspronklike model as ’n bepaalde geval bevat,” sê hy.

Die referaat, mede-outeur deur Pérez-Escudero, postdoktor Jonathan Friedman, en MIT Latham Family Career Development Medeprofessor in Fisika Jeff Gore, is gepubliseer in die Verrigtinge van die Nasionale Akademie van Wetenskappe op 6 Desember 2016. Die Gore Laboratory, in die Physics of Living Systems-groep by MIT, gebruik meer dikwels spelteorie om evolusionêre dinamika soos samewerking tussen mikrobes te verduidelik. "Hier gebruik ons ​​dieselfde wiskunde wat jy kan gebruik om evolusie in biologie te beskryf om menslike gedrag en menslike sielkunde te beskryf, en bou 'n verenigende raamwerk tussen biologiese probleme en menslike probleme," sê Gore.

'n Ongelyke wedstryd

In die koevertspeletjie het elke speler 'n potensiële uitbetaling, maar die eerste speler se optrede bepaal die tweede speler se uitbetaling, so hul rolle is ongelyk, of asimmetries. Die koevert bevat 'n bonusprys, wat soms van lae waarde en soms van hoë waarde is, en Speler 1 kan kies of hy in die koevert wil kyk. Nadat óf in die koevert gekyk het óf gekies het om nie te kyk nie, sal speler 1 volgende besluit of hy wil "saamwerk", in welke geval beide spelers 'n uitbetaling kry, of om te "defekteer", in welke geval slegs speler 1 'n uitbetaling kry en speler 2 neem 'n verlies. Speler 2 se enigste keuse is om voort te gaan met die speletjie of om op te hou.

"Die speler wat kan saamwerk of defekteer, het mag oor uitbetalings in die huidige rondte, terwyl die ander speler die mag het om die spel vir meer rondtes voort te sit of te stop," verduidelik Pérez-Escudero. “Dit is nie verbasend dat Speler 2 die wedstryd beëindig as vergelding as Speler 1 misluk nie. Die verrassende deel is dat Speler 2 ook die wedstryd kan beëindig as Speler 1 saamwerk – net omdat hy in die koevert gekyk het – al het kyk geen effek op Speler 2 se uitbetalings nie.”

Strategiese keuse, oop sein

Elke speler kry 'n strategieprofiel, wat 'n stel reëls is wat elke speler vertel wat om in elke situasie te doen. Aangesien beide spelers meer sal wen deur die speletjie voort te sit, sal speler 2 se keuse of om voort te gaan of om die speletjie te beëindig, speler 1 se strategie beïnvloed. Daar word gesê dat spelers wat altyd saamwerk "betroubaar" is, terwyl spelers wat soms, of altyd gebrekkig is, "onbetroubaar" is. Wanneer 'n stel strategieë vir Speler 1 en Speler 2 'n gebalanseerde toestand bereik waar nie een van die spelers sal baat by die volg van 'n ander strategie nie, word gesê dat dit in "ewewig" is, in wiskundige terme, óf 'n Nash-ewewig óf 'n opeenvolgende ewewig.

Die speler wat in die koevert kyk, stuur 'n sein na die ander speler. "Deur die koevert oop te maak, vertel sy ons iets," sê Pérez-Escudero. “Dit beteken dat haar besluit nie baie duidelik was nie. Sy was nie 100 persent seker dat sy gaan saamwerk nie, en ook nie 100 persent seker dat sy gaan defekteer nie. Sy het hierdie stukkie inligting nodig gehad om haar besluit te neem. Die prys om die inhoud van die koevert te leer is dus om inligting oor haarself weg te gee.” Die intuïsie is dus dat die ander speler sal verkies om nie interaksie te hê met iemand wat van die begin af nie seker was nie, want sy kan van plan verander as die toestande effens verander. "Maar dit is wat ons nuuskierigheid geprikkel het," sê hy. “In die oorspronklike vraestel ken albei spelers mekaar perfek – die enigste onsekerheid is oor die inhoud van die koevert. En as ek reeds weet dat jy 'n onbetroubare medewerker is, sal ek niks leer as ek sien dat jy in die koevert kyk en kyk behoort geen rol te speel nie. Maar die resultate was daar: Die koevertspeletjie het wel ’n Nash-ewewig waarin kyk ’n fundamentele rol speel.” Iets het ontbreek.

Deur die speletjie van nader te ontleed, het die MIT-navorsers besef dat 'n ander meganisme die resultate dryf: Deur te dreig om die speletjie te beëindig as Speler 1 lyk, kan Speler 2 haar dwing om 'n blinde besluit te neem. Hierdie manipulerende meganisme maak kyk 'n sleutelelement van die spel se Nash-ewewig, selfs al ken albei spelers mekaar perfek. “Maar dit is nie wat in die werklike lewe gebeur nie. Onsekerheid is oral, en al ken ons 'n persoon, is ons nooit seker van hul ware gevoelens en gedagtes nie. Ons het dus hierdie onsekerheid in die model geïmplementeer en dit in 'n Bayesiese speletjie verander,” sê Pérez-Escudero. [In die alledaagse lewe is die toepassing van Bayesiaanse reëls hoe e-posprogramme strooipos uitfiltreer.]

Rekenaar simulasies

Met behulp van rekenaarsimulasies het Pérez-Escudero gemodelleer hoe verskillende strategieë oor 'n paar duisend rondtes uitspeel, wat data vir ongeveer 100 000 tot 1 miljoen moontlike kombinasies oplewer. Die model gebruik 'n wiskundige formule om die herhaalde speletjies en verskillende strategieë te simuleer. Wat hy gevind het, is dat wanneer Speler 1 altyd op dieselfde manier optree, slegs manipulasie die voorkoms saak kan maak in die speletjie. Speler 2 bewerkstellig hierdie manipulasie deur die spel te beëindig as Speler 1 lyk, wat Speler 1 effektief straf deur haar enige toekomstige winste te weier en ook Speler 2 teen enige verdere verliese beskerm. Maar waar die spel twee variëteite van Speler 1 met verskillende uitbetalings en strategieë bekendstel, sal Speler 2 "gunstige" en "ongunstige" tipes sien, en aandag gee aan kyk as 'n leidraad om hulle van mekaar te onderskei. In hierdie scenario word geen straf vereis nie.

Die wiskundige formule, wat 'n replikatorvergelyking genoem word, kom van evolusionêre biologie. "Stel jou voor jy het 'n bevolking met 1 000 mense wat effens verskillende strategieë speel, diegene met meer suksesvolle strategieë gaan meer kinders hê, en hulle gaan op die ou end die bevolking oorneem. Die replikatorvergelyking is ontwerp om hierdie soort situasie te beskryf, maar daar is later gevind dat dit ook kulturele evolusie kan beskryf, waar 'n gegewe idee (of gedrag) aangeleer en gekopieer kan word, wat dit 'n kragtige instrument maak om menslike gedrag te ontleed. Maar om dit reg te gebruik, moet 'n mens al die moontlike strategieë wat in die spel kan bestaan, opsom. As ek al hierdie strategieë opsom, dan kan die replikatorvergelyking vir my sê wie wen,” verduidelik Pérez-Escudero.

Maar simulasies alleen sou nie genoeg wees nie. Die koevertspeletjie het oneindige moontlike strategieë, so dit is net nie moontlik om almal op te som nie. Simulasies is dus aangevul deur 'n ander instrument as spelteorie genaamd die eenskoot-afwykingsbeginsel, wat dien om 'n beperking te plaas op wat andersins oneindige berekeninge sou wees om betekenisvolle gevolgtrekkings te maak. “Danksy hierdie beginsel kan ons bewys dat 'n strategie optimaal is, selfs al weet ons nie watter ander strategieë daar buite is nie. Jy begin by jou strategie en toets elke besluit wat jy neem, een vir een. As jy nie kan baat deur in enige enkele besluit van die strategie af te wyk nie, dan is dit 'n beste reaksie en moontlik deel van 'n Nash-ewewig, of in ons spel, 'n verfyning wat opeenvolgende ewewig genoem word,” sê hy. "Simulasies, selfs al kan hulle nie die ewewig bewys nie, was steeds nuttig om te kontroleer dat die ewewigte wat ons gevind het ook stabiel was."

Manipulasie versus voorkeur

Hierdie wiskundige modelle simuleer netjies persoonlike interaksies, waar beide manipulasie en voorkeurinteraksies 'n rol speel - dikwels saam. “Neem byvoorbeeld 'n eksklusiewe paartjieverhouding. As ek 'n eksklusiewe verhouding met my meisie het en ek flankeer met ander mense, kan ek verwag dat my meisie my moet straf. Sy kan baie kwaad word sy kan my los. In hierdie geval is daar ware hefboomwerking van een persoon na die ander, en dan is dit baie waarskynlik dat die manipulerende meganisme 'n rol speel.” Die voorkeur-interaksiemeganisme kan ook hier 'n rol speel omdat een maat se besluit om te flirt ook die ander inlig dat haar maat dalk nie baie in die verhouding belê is nie. "Miskien sal sy 'n ander persoon verkies wat meer in die verhouding belê is," sê hy. “Hier is hierdie twee meganismes. Aan die een kant leer sy iets van my en miskien verkies sy om nie meer met my te kommunikeer nie as gevolg van wat sy leer. Aan die ander kant het sy die mag om my te straf as ek iets doen wat sy nie wil hê ek moet doen nie,” sê Pérez-Escudero.

Nog 'n sleutelbevinding van die studie is dat die voorkeur-interaksiemeganisme aanleiding kan gee tot die teenoorgestelde effek: voorkeur vir kyk. Die bepalende kenmerk is of Speler 1 uiteindelik saamwerk of oortree. “As Speler 1 saamwerk, verkies ek dat sy saamwerk sonder om te kyk, want sy is 'n betroubare medewerker. As Speler 1 defekte, verkies ek dat sy kyk, want dan kan sy ’n onbetroubare oorloper wees, en ek kan steeds hoop sy sal in die toekoms saamwerk,” verduidelik Pérez-Escudero. “Ek dink dit sluit aan by werklike situasies. As jy vra ‘Kan jy my ’n guns doen?’ sal dit baie onbeskof wees dat ek net nee sê. In plaas daarvan, al is ek vol vertroue dat ek nie die guns sal toestaan ​​nie, sal ek eers vra watter guns dit is, en dan 'n verskoning aanbied. As ek hier vra, sal 'n valse sein wees wat jou verhoed om te besef dat ek so 'n slegte mens is dat ek jou nie eers die kleinste guns sal gun nie."

In kommentaar op die nuwe MIT-bevindinge, sê Moshe Hoffman, 'n navorsingswetenskaplike en dosent by Harvard se Program vir Evolusionêre Dinamika, "Die model help ons om te verstaan ​​waarom ons meer vertrou op diegene wat nie na die koste en voordele kyk voordat hulle besluit of om saam te werk nie. , en meer algemeen waarom ons beginselgedrag bo strategiese berekende gedrag waardeer.”

“Hierdie model is 'n stewige bydrae tot ons begrip van beginsels van gedrag, samewerking en moraliteit, en pas meer algemeen in 'n wyer literatuur wat belangrik en insiggewend is wat spelteoretiese modelle en modelle van leer en evolusionêre prosesse gebruik om raaiselagtige aspekte van menslike sosiale gedrag,” sê Hoffman. “Hoe anders kan ons ons sosiale spesie verstaan ​​as ons nie probeer om die verborge funksie agter wat hulle wel dink en glo te ontbloot nie? En watter beter gereedskap om dit te doen as modelle van spelteorie, leer en evolusionêre prosesse?”

Hierdie werk is ondersteun deur 'n EMBO Nadoktorale Genootskap, Human Frontier Science Foundation Nadoktorale Genootskap en die Paul Allen Familiestigting.


Erkennings

Hierdie werk is gedeeltelik ondersteun deur die Hongaarse Nasionale Navorsings-, Ontwikkelings- en Innovasiekantoor NKFIH [Toekenningnommers K 108615 (aan T.F.M.) en K 108974 en GINOP 2.3.2-15-2016-00057 (aan J.G.)]. Hierdie projek het befondsing ontvang van die Europese Unie Horison 2020: Die EU-raamwerkprogram vir navorsing en innovasie onder die Marie Sklodowska-Curie-toekenningsooreenkoms nr. 690817 (aan J.G., R.C. en T.V.). R.C. erken ondersteuning verskaf deur 'n individuele ontdekkingstoekenning van die Natuurwetenskappe en Ingenieursnavorsingsraad (NSERC).


Foto 1: stelsel ontleed in [1]

Snapshot 2: as die uitbetalingsmatriks simmetries is (wat ooreenstem met die standaard populasie-genetiese model van natuurlike seleksie op 'n groot diploïede bevolking), kan 'n globale Lyapunov-funksie gevind word wat sikliese gedrag uitsluit en waarborg dat alle wentelbane konvergeer na die stel van vaste punte sien [2]

Snapshot 3: klip-skêr-papier-speletjie

Snapshot 4: streng gedomineerde strategieë in die replikator-mutator-dinamika kan 'n invloed hê op die ligging van die limietruspunte vir klein mutasie sien [3]


Die studie van eienskappe wat uit mengsels van interaktiewe molekules ontstaan. Een van die sleutelfokusse is die ontleding en sintese van diverse outokatalistiese stelsels en hul moontlike koppelings.

Chemiese prosesse wat die bestanddele van 'n lewende sisteem uit (dikwels eenvoudige) grondstowwe (die voedselstel) vorm en die interne instandhouding van die stelsel met 'n eksterne energiebron verbind.

Evolusie deur natuurlike seleksie wat eenhede vereis wat vermenigvuldig en het oorerflikheid en veranderlikheid. Daar moet oorerflike eienskappe wees wat die kans op voortplanting en/of oorlewing van die eenhede beïnvloed.

'n Stelsel wat ruimtelike gradiënte moontlik maak (terwyl chemici dikwels grootmaat, goed geroerde stelsels oorweeg). Passiewe kompartementalisering kan verskaf word deur absorberende oppervlak- en rotsporieë. Aktiewe kompartementalisering berus op grense (soos membrane wat deur outopoïese geskep word).

Enige toestand wat nie in ewewig is nie.

Dinamiese kinetiese stabiliteit

'n Aanhoudende toestand van 'n oop chemiese sisteem wat voortspruit uit 'n sikliese proses van vorming (replikatief of andersins) en vernietiging, wat effektief onomkeerbaar plaasvind (dit wil sê, vorming en vernietigingsreaksies is kineties gerig en nie mekaar se mikroskopiese omgekeerde nie), aangedryf deur voortdurende materiaal en / of energie-insette.

Die vermoë van 'n sisteem om outonoom die vorming van kopieë van homself te kataliseer, sodat inligting vervat in die molekules wat die sisteem uitmaak, na die volgende generasie oorgedra word.

'n Outokatalistiese proses met konstante groei per capita. Eksponensiële replikasie lei tot oneindige konsentrasie in oneindige tyd. In kompetisie behels dit survival of the fittest.

'n Komplekse proses waarin 'n sisteem in staat is om meer van homself en sy samestellende molekules te produseer.

Die geweegde verspreiding van mutante het gesentreer rondom een ​​of meer meesterreekse in 'n mutasie-seleksiebalans. Die kwasi-spesie is die teiken van seleksie in 'n stelsel van repliserende individue wat repliseer sonder om met mekaar saam te werk.

Mededingende uitsluitingsbeginsel

Die beginsel dat, in 'n replikasie-vernietiging-regime wat self-replikators huisves wat in staat is tot eksponensiële groei wat meeding vir dieselfde voorlopers (waaruit hulle repliseer), sal een replikator alle ander tot uitsterwing dryf.

Die paradoks dat akkurate replikasie komplekse masjinerie benodig, maar tog vereis die verkryging van sulke komplekse selfreplikeerders deur evolusie voldoende akkurate replikasie.

'n Proses waardeur Darwiniaanse replikator-evolusie onbepaald op 'n nie-triviale wyse voortgaan. Dit kan in drie vorme kom: swak, sterk en uiteindelike. In die swak vorm ontstaan ​​nuwe fenotipes (nie voorheen gesien nie, miskien 'n nuwe vorm van snawel op 'n voël) onbepaald. Die sterk vorm vereis evolusionêre innovasies, soos 'n nuwe katalitiese of motoriese aktiwiteit. Die uiteindelike vorm laat toe dat 'n groot oorgang plaasvind, met die opkoms van hoër eenhede van evolusie van laer, soos die replikasie van protoselle van repliserende molekules.

Die proses waarin een replikator 'n ander (die prooi) verbruik vir sy eie replikasie. Die roofdierbevolking vind daarby baat, en die prooibevolking ly.

'n Ekologiese koppeling tussen twee bevolkings waarby beide baat vind. Analoog aan 'n tweeledige hipersiklus.

'n Replikatorstel waarin die outokatalitiese replikasie van elke lid heterokatalities aangehelp word deur 'n ander lid wat aan sikliese topologie voldoen.

Die kritieke waarde van die mutasietempo, waarbo foute ophoop en binnekort lei tot die volledige verlies van inligting (foutkatastrofe) op verskeie rondes van replikasie. Stabiele seleksie vereis dat die foutkoers onder die foutdrempel lê.

Replikators wat hulp van 'n ander neem sonder om terug te betaal. Die helper betaal 'n koste in terme van fiksheid deur sy hulpverleningsvermoë te behou. Om hierdie koste te bespaar, het die parasiet 'n replikatiewe voordeel.

'n RNS-molekule wat as 'n katalisator kan optree.

Gesamentlik outokatalitiese stel

'n Reaksienetwerk waarin geen lid self outokatalisties is nie, maar die lede die produksie of vorming (maar nie die replikasie nie) van ander lede van die stel kataliseer. Die stel is gesamentlik outokatalisties indien die vorming van elke lid deur ten minste een ander lid van die stel gekataliseer word.

Replikasie wat stadiger as eksponensieel is omdat die groeitempo per capita afneem met toenemende replikatorkonsentrasie.

Die geneigdheid van 'n inligtingsmolekule om by 'n gesamentlike outokatalitiese stel aan te sluit eerder as om homself direk te repliseer.

Dinamiese kombinatoriese biblioteek

'n Stel oligomere molekules wat voortdurend onderling omskakel, gemaak deur boublokke aan mekaar te koppel deur 'n omkeerbare reaksie.


Weefseltropisme in dierevirusse

Gasheertropisme verwys na die manier waarop virusse/patogene bepaal watter selle deur 'n gegewe patogeen geïnfekteer word.

Leerdoelwitte

Sleutel wegneemetes

Kern punte

  • Virusse moet aan spesifieke seloppervlakreseptore bind om 'n sel binne te gaan.
  • As 'n sel nie hierdie reseptore uitdruk nie, kan die virus dit nie normaalweg besmet nie.
  • In virologie is Weefseltropisme die selle en weefsels van 'n gasheer wat die groei van 'n spesifieke virus of bakterieë ondersteun. Sommige virusse het 'n breë weefseltropisme en kan baie soorte selle en weefsels besmet. Ander virusse kan hoofsaaklik 'n enkele weefsel besmet.

Sleutel terme

  • dendritiese sel: Enige sel met vertakkingsprosesse wat deel vorm van die soogdier-immuunstelsel.
  • makrofage: 'n Witbloedsel wat nekrotiese selafval en vreemde materiaal, insluitend virusse, bakterieë en tatoeëer-ink, fagositiseer. Dit bied vreemde antigene op MHC II aan limfosiete. Deel van die aangebore immuunstelsel.

'n Tropisme is 'n biologiese verskynsel wat groei of draaibeweging van 'n biologiese organisme aandui in reaksie op 'n omgewingstimulus. In tropismes is hierdie reaksie afhanklik van die rigting van die stimulus (in teenstelling met nastiese bewegings wat nie-rigtingreaksies is). Virusse en ander patogene beïnvloed ook wat genoem word “gasheertropisme” of “seltropisme. ” Case tropism verwys na die manier waarop verskillende virusse/patogene ontwikkel het om by voorkeur spesifieke gasheerspesies of spesifieke seltipes binne daardie spesies te teiken.

Gasheertropisme is die naam wat gegee word aan 'n proses van tropisme wat bepaal watter selle deur 'n gegewe patogeen besmet kan word. Gasheertropisme word bepaal deur die biochemiese reseptorkomplekse op seloppervlaktes wat permissief of nie-toelaatbaar is vir die vaslegging of aanhegting van verskeie virusse.

Verskeie faktore bepaal die vermoë van 'n patogeen om 'n spesifieke sel te besmet. Virusse moet byvoorbeeld aan spesifieke seloppervlakreseptore bind om 'n sel binne te gaan. As 'n sel nie hierdie reseptore uitdruk nie, kan die virus dit nie normaalweg besmet nie. Virale tropisme word bepaal deur 'n kombinasie van vatbaarheid en permissiwiteit: 'n gasheersel moet beide permissief wees (laat virale toetrede toe) en vatbaar (beskik oor die reseptorkomplement wat nodig is vir virale toetrede) vir 'n virus om infeksie te vestig. 'n Voorbeeld hiervan is die MIV-virus, wat tropisme vir CD4-verwante immuunselle (bv. T-helperselle, makrofage of dendritiese selle) vertoon. Hierdie selle druk 'n CD4-reseptor uit, waaraan die MIV-virus kan bind, deur die gp120- en gp41-proteïene op sy oppervlak.

Menslike papillomavirus-entstof: Gardasil is 'n menslike papillomavirus-entstof op die mark en dit beskerm teen HPV-16 en HPV-18 wat 70% van servikale kankers, 80% van anale kankers, 60% van vaginale kankers en 40% van vulva kankers veroorsaak.

In virologie is Weefseltropisme die selle en weefsels van 'n gasheer wat die groei van 'n spesifieke virus of bakterieë ondersteun. Sommige virusse het 'n breë weefseltropisme en kan baie soorte selle en weefsels besmet. Ander virusse kan hoofsaaklik 'n enkele weefsel besmet.

Faktore wat virale weefseltropisme beïnvloed, sluit in: 1) die teenwoordigheid van sellulêre reseptore wat virale toegang toelaat, 2) beskikbaarheid van transkripsiefaktore betrokke by virale replikasie, 3) die molekulêre aard van die virale tropogeen, en 4) die sellulêre reseptore is die proteïene wat op 'n sel of virale oppervlak.

Hierdie reseptore is soos sleutels wat die virale sel toelaat om met 'n sel te versmelt of homself aan 'n sel te heg. Die manier waarop hierdie proteïene verkry word, is deur soortgelyke proses as dié van 'n infeksiesiklus.

MIV lewensiklus: MIV het 'n gp120 wat presies is wat die CD4-merker op die oppervlak van die makrofage en T-selle is. Daarom kan MIV T-selle en makrofage binnedring.


Jeroen van Rooij en Pooja R. Mandaviya het ewe veel as eerste skrywers bygedra.

Peter A. C. ’t Hoen, Bas Heijmans en Joyce B. J. van Meurs het ewe veel as laaste skrywers bygedra.

Affiliasies

Departement Interne Geneeskunde, Erasmus Mediese Sentrum, Rotterdam, Nederland

Jeroen van Rooij, Pooja R. Mandaviya & Joyce B. J. van Meurs

Maastricht Sentrum vir Stelselbiologie (MaCSBio), Maastricht Universiteit, Maastricht, Nederland

Fakulteit Mediese Wetenskappe, Universiteit van Groningen, Groningen, Nederland

Die Generasie R-studiegroep, Departement Epidemiologie, Erasmus Mediese Sentrum, Rotterdam, Nederland

Die Generasie R-studiegroep, Departement Pediatrie, Erasmus Mediese Sentrum, Rotterdam, Nederland

Departement Biologiese Sielkunde, Vrije Universiteit Amsterdam, Amsterdam, Nederland

Departement Psigiatrie, VU Universiteit Mediese Sentrum, Amsterdam, Nederland

Departement Genetika, Universiteit van Groningen, Groningen, Nederland

Departement Menslike Genetika, Leiden Universiteit Mediese Sentrum, Leiden, Nederland

Sentrum vir Molekulêre en Biomolekulêre Informatika, Radboud Instituut vir Molekulêre Lewenswetenskappe, Radboud Universiteit Mediese Sentrum Nijmegen, Nijmegen, Nederland

Molekulêre Epidemiologie, Departement Biomediese Datawetenskappe, Leiden Universiteit Mediese Sentrum, Leiden, Nederland


Verdunnings: Verduidelikings en voorbeelde van algemene metodes

Die gebruik van C1V1 = C2V2

Om 'n vaste hoeveelheid van 'n verdunde oplossing van 'n voorraadoplossing te maak, kan jy die formule gebruik: C1V1 = C2V2 waar:

  • V1 = Volume voorraadoplossing benodig om die nuwe oplossing te maak
  • C1 = Konsentrasie van voorraadoplossing
  • V2 = Finale volume van nuwe oplossing
  • C2 = Finale konsentrasie van nuwe oplossing
  • Voorbeeld: Maak 5 mL van 'n 0,25 M oplossing van 'n 1 M oplossing
  • Formule: C1V1 = C2V2
  • Prop waardes in: (V1)(1 M) = (5 mL)(0,25 M)
  • Herrangskik: V1 = [(5 mL)(0,25 M)] / (1 M)V1 = 1,25 ml
  • Antwoord: Plaas 1,25 ml van die 1 M oplossing in V1-V2 = 5 mL – 1.25 mL = 3.75 mL verdunningsmiddel
Gebruik verdunningsfaktore

Om 'n verdunde oplossing te maak sonder om konsentrasies te bereken, kan jy staatmaak op 'n afleiding van die bogenoemde formule:
(Finale volume / opgeloste volume) = verdunningsfaktor (kan ook met massa gebruik word)

Hierdie manier om 'n verdunning uit te druk as 'n verhouding van die dele opgeloste stof tot die totale aantal dele is algemeen in biologie. Die verdunningsfaktor (DF) kan alleen of as die noemer van die breuk gebruik word, byvoorbeeld, 'n DF van 10 beteken 'n 1:10 verdunning, of 1 deel opgeloste stof + 9 dele verdunningsmiddel, vir 'n totaal van 10 dele. Dit is anders as 'n "verdunningsverhouding", wat tipies verwys na 'n verhouding van die dele van die opgeloste stof tot die dele van die oplosmiddel, byvoorbeeld 'n 1:9 deur die vorige voorbeeld te gebruik. Verdunningsfaktore hou verband met verdunningsverhoudings deurdat die DF gelyk is aan die dele oplosmiddel + 1 deel.

  • Voorbeeld: Maak 300 μL van 'n 1:250 verdunning
  • Formule: Finale volume / opgeloste volume = DF
  • Plug values in: (300 μL) / Solute Volume = 250
  • Rearrange: Solute Volume = 300 μL / 250 = 1.2 μL
  • Answer: Place 1.2 μL of the stock solution into 300 μL – 1.2 μL = 298.8 μL diluent
Step Dilutions

If the dilution factor is larger than the final volume needed, or the amount of stock is too small to be pipetted, one or more intermediary dilutions may be required. Use the formula: Final DF = DF1 * DF2 * DF3 etc., to choose your step dilutions such that their product is the final dilution.

  • Example: Make only 300 μL of a 1:1000 dilution, assuming the smallest volume you can pipette is 2 μL
  • Choose step DFs: Need a total dilution factor of 1000. Let’s do a 1:10 followed by a 1:100 (10 * 100 = 1000)
  • Formula: Final Volume / Solute Volume = DF
  • Plug values in: (300 μL) / Solute Volume = 10
  • Rearrange: Solute Volume = 300 μL / 10 = 30 μL
    Answer: Perform a 1:10 dilution that makes at least 30 μL (e.g. 4 μL solute into 36 μL diluent), then move 30 μL of the mixed 1:10 into 300 μL – 3 μL = 297 μL diluent to perform the 1:100 dilution
Serial Dilutions

A dilution series is a succession of step dilutions, each with the same dilution factor, where the diluted material of the previous step is used to make the subsequent dilution. This is how standard curves for ELISA can be made. To make a dilution series, use the following formulas:


Kyk die video: V2, Deel 4: Rekord eksamen hersiening (Oktober 2022).