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Figure 1.

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Illustrations de la notion de système biologique. A. Schématisation de systèmes biologiques à différentes échelles d’étude. De haut en bas : une enzyme et son substrat, ensemble des voies métaboliques dans une levure, population constituée de plusieurs levures individuelles partageant les mêmes ressources, la grappe de raisin comme écosystème, le vin comme produit d’intégration. Si chacun de ces systèmes peut être étudié séparément, ils peuvent aussi être intégrés dans un unique système mixte. Par exemple, l’Institut de recherche pour le vin australien propose d’étudier en détail comment les systèmes métaboliques de différentes levures (ici représentées par une population jaune et une population rouge), en causant la fermentation du même raisin, produisent des produits de dégradation caractéristiques [1]. Puisque ce sont ces produits qui sont responsables de la variété aromatique des vins (représentée ici par les étiquettes jaunes et rouges), l’institut suggère que ce savoir moléculaire pourra être intégré à la géographie des vignobles et au système économique dynamique de l’offre et de la demande, afin de produire pour les marchés de consommateurs ciblés les vins dont le goût leur plaira. B. Illustration de la notion de « paysage épigénétique » de C.H. Waddington (d’après [2]).C. Deux systèmes biologiques imaginés par F. Jacob et J. Monod (d’après [4]). RG : « gène régulateur » (répresseur de transcription) ; SG : « gène structural » (codant pour une enzyme) ; E(‘)(1,2,3) : enzymes ; S : substrat ; P : produit ; a, b, c, d, α, β, γ, δ métabolites. Dans l’exemple du haut, le produit d’une réaction enzymatique inhibe (>-) la répression de l’expression du gène codant pour l’enzyme. Il s’agit d’une version de la boucle de rétroaction positive. Dans l’exemple du bas, le produit final d’une voie métabolique inhibe la première réaction d’une autre voie métabolique, et réciproquement. Il en résulte un système bistable où une seule de ces deux voies métaboliques peut être active à la fois.

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