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simulacion

  1. 1. “ SIMULACIÓN DEL CRECIMIENTO POBLACIONAL A TRAVÉS DEL USO DE AUTÓMATAS CELULARES DE COLONIAS DE HONGOS EN CULTIVO Y CLONES CELULARES ”
  2. 2. OBJETIVOS <ul><li>Simular el Crecimiento de Poblaciones de Colonias de Hongos en Cultivo y Clones Celulares utilizando Autómatas Celulares Bidimensionales Probabilísticos . </li></ul><ul><li>Diseñar las reglas para modelar el crecimiento de colonias de hongos en cultivo y clones celulares con el uso del Autómata Celular. </li></ul><ul><li>Diseñar el Autómata Celular Bidimensional Probabilístico para cada Sistema Biológico . </li></ul><ul><li>Modelar el crecimiento poblacional de colonias de hongos en cultivo y clones celulares para visualizar la evolución en el Autómata Celular. </li></ul>
  3. 3. CONCEPTUALIZACIÓN DE AUTÓMATAS CELULARES Y SISTEMAS BIOLÓGICOS
  4. 4. La teoría de los Autómatas Celulares (AC) fue concebida originalmente por Ulam y Von Neuman en los años 40, para proporcionar un marco formal a la investigación del comportamiento de sistemas complejos(una célula, un cerebro, un organismo, una computadora, un ecosistema, un sistema inmunológico o una economía de mercado). Luego ganó popularidad tres décadas más tarde a través de John Conway con su &quot;Juego de la Vida&quot;. INTRODUCCI Ó N A LOS AUTÓMATAS CELULARES
  5. 5. ¿ QUÉ ES UN AUTÓMATA CELULAR ?
  6. 6. AUTÓMATA CELULAR espacio dividido sus estados celdas largo del tiempo reglas entorno es un en varía a lo de acuerdo dependen un estado puede tomar
  7. 7. Conjunto finito de celdas distribuidas en una rejilla n-dimensional Cada celda puede estar en un único estado en el tiempo El estado de las celdas cambia de un instante a otro de acuerdo a un conjunto de reglas El vecindario de una celda está formado por las celdas contiguas Las reglas son de estado finito y controlan los cambios de estado CARACTERÍSTICAS DEL AUTÓMATA CELULAR
  8. 8. COMPONENTES DE UN AUTÓMATA CELULAR Espacio Estado Vecindad Reglas Reloj Virtual Es la matriz dentro de la cual se expande el modelo simulado Consiste en asignarle un valor a cada celda del autómata Es el conjunto contiguo de celdas a cada celda del autómata Es cualquier función que asocie el conjunto de estados de un entorno con el estado siguiente de la celda Genera pulsos indicando que debe aplicarse la regla de evolución y de esta forma cada celda cambiará de estado
  9. 9. ENTORNOS Von Neuman Moore Moore Extendidos Margolus Celdas situadas arriba, abajo y en los dos lados. Incluye las celdas diagonales Ce l das situadas a 2 cuadrados de distancia Bloques de células , se modifican globalmente
  10. 10. TIPOS DE AUTÓMATAS UNIDIMENSIONALES BIDIMENSIONALES TRIDIMENSIONALES PROBABILÍSTICOS
  11. 11. ¿ QUÉ ES UN SISTEMA BIOLÓGICO ?
  12. 12. <ul><li>Está constituido por muchos componentes que interactúan unos con otros de formas a veces muy complicadas. </li></ul><ul><li>El modelo matemático para un sistema biológico equivale a una ecuación matemática o a un conjunto de ellas, en base a las cuales podemos conocer el comportamiento del sistema. </li></ul>
  13. 13. CLON CELULAR Un clon es una unidad genéticamente igual a la unidad de la que está clonado, posee las mismas características genéticas y por lo tanto la misma función.
  14. 14. <ul><li>Suceso celular que se produce de modo repetido y que da lugar a la proliferación celular. </li></ul>CICLO CELULAR FASE G0 No ocurre nada FASE G1 - Se dobla la cantidad de DNA - Se replican los cromosomas MITOSIS Cromosomas se separan y la célula se divide en dos células (hijas) FASE G2 Continúa el crecimiento celular, por lo que se requiere de proteínas y RNA
  15. 15. HONGO Un hongo es un organismo unicelular o pluricelular que se alimenta mediante la absorción directa de nutrientes Re quiere de ciertos factores para la regulación de su crecimiento y desarrollo
  16. 16. CLASIFICACIÓN DE LOS HONGOS ASCOMICETES BASIDIOMICETES FICOMICETES MIXOMICETES
  17. 17. La reproducción de los hongos se da a nivel de las esporas que van formando ramificaciones llamadas hifas, de esa forma el hongo va creciendo hasta alcanzar una madurez absoluta. Ramificación del hongo REPRODUCCIÓN DE LOS HONGOS
  18. 18. DISEÑO DEL AUTÓMATA CELULAR BIDIMENSIONAL PROBABILÍSTICO
  19. 19. DISEÑO FORMAL -> CLONES CELULARES 1. Seguimiento de la reproducción de los clones celulares 2. Factores que producen el crecimiento y muerte de las células Temperatura CO2 Extracto
  20. 20. INVESTIGACIÓN DE LABORATORIO
  21. 21. TOXICIDAD DE CLONES SUPERVIVIENTES
  22. 22. PREPARACIÓN DE CLONES A SEMBRAR
  23. 23. PREPARAR CAJAS PETRI
  24. 24. PREPARACIÓN DE FRASCOS
  25. 25. PREPARAR MEDIO HAMF 12
  26. 26. EXTRAER MEDIO HAMF 12
  27. 27. COLOCAR HAMF 12 EN FRASCOS DE CÉLULAS
  28. 28. CERRAR FRASCOS DE CÉLULAS
  29. 29. INCUBAR A 37º
  30. 30. QUITAR MEDIO HAMF 12 DEL FRASCO
  31. 31. PREPARACIÓN DE LA CABINA DE RAYOS UV
  32. 32. TRASLADAR CLONES A LAS CAJAS PETRI
  33. 33. COLOCAR CAJAS PETRI EN INCUBADORA
  34. 34. INCUBAR DURANTE 6 DÍAS
  35. 35. COLOCAR CÉLULAS EN EL MICROSCOPIO
  36. 36. VISUALIZAR COLONIAS
  37. 37. COLONIA 1
  38. 38. COLONIA 2
  39. 39. TEÑIR Y CONTAR CLONES CELULARES 1
  40. 40. TEÑIR Y CONTAR CLONES CELULARES 2
  41. 41. 3. Modelo Matemático 4. Modelo Probabilístico 5. Construcción de Reglas
  42. 42. REGLAS DE CRECIMIENTO REPRODUCCIÓN ÓPTIMA DE LAS CÉLULAS
  43. 43. REPRODUCCIÓN LENTA DE LAS CÉLULAS
  44. 44. MUERTE LENTA DE LAS CÉLULAS Muerte de las Células: a) Temperatura 38º, b) Temperatura 39º, c) Temperatura 40º
  45. 45. MUERTE LENTA DE LAS CÉLULAS Muerte Lenta de las Células sometido a una temperatura de 24º y una dosis de 100 ppm Muerte total de las Células
  46. 46. DISEÑO FORMAL -> HONGOS EN CULTIVO Temperatura Controlada Medio Temperatura Ambiente 1. Seguimiento de la reproducción de los hongos en cultivo 2. Factores que producen el crecimiento y muerte de los hongos
  47. 47. COLONIAS DE HONGOS EN CULTIVO
  48. 48. PREPARACIÓN DE MEDIOS
  49. 49. AUTOCLAVAR MEDIOS
  50. 50. ETIQUETAR CAJAS PETRI
  51. 51. CLASIFICAR CAJAS PETRI
  52. 52. ORDENAR CAJAS PETRI
  53. 53. CABINA LISTA PARA SEMBRAR
  54. 54. COLOCARSE INDUMENTARIA APROPIADA
  55. 55. ENCENDER MECHEROS
  56. 56. SEMBRAR HONGO EN LA CAJA PETRI
  57. 57. CERRAR CAJAS PETRI
  58. 58. COLOCAR PARAFINA
  59. 59. HONGOS SEMBRADOS
  60. 60. ORGANIZAR HONGOS SEMBRADOS
  61. 61. TAMAÑO INICIAL
  62. 62. INCUBADORA 37º
  63. 63. HONGOS SOMETIDOS A 37º
  64. 64. INCUBADORA 30º
  65. 65. HONGOS COLOCADOS A 30º
  66. 66. CONGELAR 4º
  67. 67. HONGOS COLOCADOS A 4º
  68. 68. CLASIFICACIÓN DE HONGOS SEMBRADOS LUZ Y OSCURIDAD
  69. 69. HONGOS SOMETIDOS A LUZ
  70. 70. HONGOS SOMETIDOS A OSCURIDAD
  71. 71. CRECIMIENTO DE HONGOS SEMBRADOS
  72. 72. HONGOS MUERTOS Y CONGELADOS
  73. 73. 3. Modelo Estadístico 4. Construcción de Reglas
  74. 74. REGLAS DE CRECIMIENTO REPRODUCCIÓN ÓPTIMA DE LOS HONGOS
  75. 75. REPRODUCCIÓN LENTA DE LOS HONGOS
  76. 76. CONGELACION DE LOS HONGOS
  77. 77. MUERTE DE LOS HONGOS
  78. 78. SIMULACIÓN DEL CRECIMIENTO DE CLONES CELULARES Y COLONIAS DE HONGOS EN CULTIVO
  79. 79. ¿ QUÉ ES NETLOGO ?
  80. 80. <ul><li>NetLogo es un ambiente modelado programable para simular sistemas naturales y sociales, principalmente de tipo complejo que evolucionan con el tiempo. </li></ul><ul><li>Permite a los estudiantes o usuarios realizar simulaciones, explorando su conducta bajo varias condiciones. También permite la simulación de nuevos modelos propios de diseñadores. </li></ul>
  81. 81. CARACTERÍSTICAS DE NETLOGO Multiplataforma Estructura de Lenguaje simple Constructor de Interfaz Exporta e importa funciones
  82. 82. SIMULACIÓN DEL CRECIMIENTO POBLACIONAL DE CLONES CELULARES UTILIZANDO AUTÓMATAS CELULARES
  83. 83. TEMPERATURA = 37 CO2 = 5 DOSIS-EXTRACTO <= 3 REGLAS DE EVOLUCIÓN REPRODUCCIÓN ÓPTIMA DE LAS CÉLULAS
  84. 85. TEMPERATURA >= 17 TEMPERATURA <= 20 CO2 = 5 DOSIS-EXTRACTO <= 3 REPRODUCCIÓN LENTA DE LAS CÉLULAS
  85. 87. TEMPERATURA = 39 CO2 = 5 DOSIS-EXTRACTO <= 3 REPRODUCCIÓN MUERTE LENTA DE LAS CÉLULAS
  86. 89. ENVIO DE DATOS A HOJAS DE EXCEL
  87. 91. Eficiencia en Placa
  88. 92. Curva de Crecimiento
  89. 93. Suero Fetal Bovino
  90. 94. SIMULACIÓN DEL CRECIMIENTO POBLACIONAL DE HONGOS EN CULTIVO UTILIZANDO AUTÓMATAS CELULARES
  91. 95. HONGOS = 54 TEMPERATURA >= 15 TEMPERATURA <= 17 MEDIO-LUZ = MMNC LUZ? = true OSCURIDAD? = false MEDIO-OSCURIDAD = &quot;---“ INCUBADORAS = AMBIENTE REGLAS DE EVOLUCIÓN REPRODUCCIÓN ÓPTIMA DEL HONGO
  92. 97. HONGOS = &quot;54“ TEMPERATURA >= 15 TEMPERATURA <= 17 MEDIO-LUZ = &quot;MYP“ LUZ? = true OSCURIDAD? = false MEDIO-OSCURIDAD = &quot;---“ INCUBADORAS = AMBIENTE REPRODUCCIÓN LENTA DEL HONGO
  93. 99. HONGOS = 54 TEMPERATURA <= 5 MEDIO-LUZ = MMNC MEDIO-OSCURIDAD = &quot;---“ INCUBADORAS = &quot;INCUBADORA 5º LUZ? = true OSCURIDAD? = false CONGELACIÓN DEL HONGO
  94. 101. HONGOS = 54 TEMPERATURA > 33 MEDIO-LUZ = MYP o MEA o MMNC INCUBADORAS = 37º LUZ? = true OSCURIDAD? = false MEDIO-OSCURIDAD = &quot;---&quot; MUERTE DEL HONGO

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