Ruimtevorming door evolutie

Posted on Posted in 4. adaptieve architectuur
Ruimtevorming door evolutie.
Evolutie kan dienen als een model voor het creëren van verschillende ruimtestructuren.
Hoe gaat dit in zijn werk:
 ruimten – aminozuren
Een gebruiker vult een lijst in met ruimtes die nodig zijn. Daarbij kan per ruimte een aantal eigenschappen worden aangegeven. Bijvoorbeeld de afmetingen, de relevantie van de ruimte, de hoeveelheid koppelingen met overige ruimten, de openheid en de hoeveelheid zicht naar buiten.
ruimtesequentie – peptide
Aan de hand van de ingevulde eigenschappen genereert het model alle mogelijke ruimtesequenties of peptiden (een reeks van aminozuren wordt een peptide genoemd). Dit heet de peptidespace. Het aantal peptiden in peptidenspace is zeer talrijk.
peptide – proteïne
Het peptide is nog geen een proteïne. Het peptide is slechts een 2 dimensionaal netwerk of graaf. Een eerste stap naar een proteïne is het vervormen van het netwerk. De ingevulde eigenschappen definiëren direct of indirect de sterkte van de koppeling tussen de aminozuren. Naarmate de koppeling sterk is, zijn de functionele verbindingen tussen 2 soorten ruimten zeer functioneel. Dit vertaalt zich in (fysiek) kleine afstanden tussen aminozuren in het netwerk. Zwakke koppelingen leiden tot grotere afstanden in de netwerkstructuur.
Een volgende stap is de invulling van de fysieke afmetingen van de aminozuren.  De punten in het netwerk worden opgeblazen naar de afmetingen zoals ze door de gebruiker zijn ingevoerd. Dit levert een verzameling van diverse ruimtelijke objecten op. Dit zijn de proteïnen. De verzameling van alle mogelijke proteïnen heet proteïnespace.
Selectie en nakomelingen
Het model genereert een heel scala aan bruikbare tot volledig onbruikbare proteïnes. De meest bruikbare structuren blijven over na selectie en krijgen kans om nakomelingen te genereren. De nakomelingen verschillen in een aantal details van hun ouders. Er zijn bijvoorbeeld 2 aminozuren “geflipt”, of de sterkte van een verbinding is (licht) gemodificeerd.
Deze nakomelingen ondergaan ook selectie op bruikbaarheid. De meest bruikbare structuren kunnen opnieuw nakomelingen genereren. Dit evolutionaire proces wordt een aantal keer opnieuw uitgevoerd. Na een reeks generaties ontstaan proteïnen die een heel unieke ruimtelijke structuur bezitten.
rv_evolutie