La diferencia clave entre el análisis de flujo metabólico y el análisis de balance de flujo es que el análisis de flujo metabólico es una técnica de fluxómica de imágenes para analizar las tasas de producción y consumo de metabolitos en un sistema biológico, mientras que el análisis de balance de flujo es una técnica de fluxómica matemática para analizar el flujo de metabolitos a través de una red metabólica.
Fluxomics se refiere a varios enfoques utilizados para determinar las tasas de reacciones metabólicas dentro de un sistema biológico. La importancia de la fluxómica es que los flujos metabólicos suelen determinar los fenotipos celulares. El flujo metabólico es la conversión de metabolitos en una red metabólica. Hay dos importantes fluxómicas o tecnologías de análisis de flujo. Son análisis de flujo metabólico y análisis de balance de flujo.
¿Qué es el análisis de flujo metabólico?
El análisis de flujo metabólico (MFA) es una técnica de fluxómica de imágenes que analiza las tasas de producción y consumo de metabolitos en un sistema biológico. Esta técnica permite la cuantificación de metabolitos a nivel intracelular. Por lo tanto, esta técnica aclara el metabolismo central de la célula. En el análisis de flujo metabólico, el método basado en fluxómica 13C se usa comúnmente para el análisis de flujo. En la fluxómica 13C, los precursores metabólicos se enriquecen con 13C antes de su introducción en el sistema biológico. Posteriormente, utilizando técnicas de imagen como la espectrometría de masas y la espectroscopia de resonancia magnética nuclear, se mide el nivel de incorporación de 13C en los metabolitos.
Figura 01: Análisis de flujo metabólico
Además, los flujos metabólicos se pueden medir con estequiometría. En el análisis de flujo metabólico, los modelos estequiométricos y los métodos de espectrometría de masas determinan la transferencia de fracciones que contienen trazadores isotópicos de un metabolito a otro en una red metabólica. Por lo tanto, esta técnica puede derivar información sobre toda la red metabólica y el fenotipo celular. Además, el análisis del flujo metabólico tiene muchas aplicaciones. Esta técnica puede determinar los límites de la capacidad de un sistema biológico para producir un agente bioquímico como el etanol. Además de eso, esta técnica puede predecir la respuesta a la adición o eliminación de genes.
¿Qué es el análisis de equilibrio de flujo?
El análisis de balance de flujo (FBA) es una técnica matemática de fluxómica que analiza el flujo de metabolitos a través de una red metabólica. Se realiza a través de un proceso de dos pasos. En el primer paso, las reacciones metabólicas se representan matemáticamente en forma de una matriz numérica que contiene los coeficientes estequiométricos de cada reacción. Estos coeficientes estequiométricos imponen restricciones al modelo del sistema. Al proporcionar restricciones como esta, se reducen los posibles conjuntos de soluciones para el sistema. En el segundo paso, siguiendo las adiciones de restricciones, se optimiza el modelo del sistema. El análisis de equilibrio de flujo calcula el flujo de metabolitos en una red metabólica utilizando el mecanismo anterior. Por lo tanto, es posible predecir la tasa de crecimiento de un organismo o la tasa de producción de un metabolito biotecnológicamente importante a través de FBA.
Figura 02: Análisis de balance de flujo
Los recursos para el análisis del balance de flujo incluyen la base de datos BIGG, la caja de herramientas COBRA y FASIMU (metabolómica del software de simulación FBA). El análisis de equilibrio de flujo tiene diversos usos en estudios fisiológicos, esfuerzos para llenar vacíos y biología sintética a escala del genoma. Además, FBA también se puede utilizar para predecir el rendimiento de cofactores importantes como ATP, NADH o NADPH.
Similitudes entre el análisis de flujo metabólico y el análisis de balance de flujo
- El análisis de flujo metabólico y el análisis de balance de flujo son tecnologías de análisis de flujo.
- Ambas técnicas pertenecen al campo de la biología de sistemas
- Estas técnicas pueden determinar el flujo metabólico en un sistema biológico.
- Estas técnicas tienen amplias aplicaciones.
- Ambas técnicas pueden determinar el fenotipo celular.
Diferencia entre análisis de flujo metabólico y análisis de balance de flujo
El análisis de flujo metabólico es una técnica de fluxómica de imágenes utilizada para analizar las tasas de producción y consumo de metabolitos en un sistema biológico, mientras que el análisis de balance de flujo es una técnica de fluxómica matemática que analiza el flujo de metabolitos a través de una red metabólica. Entonces, esta es la diferencia clave entre el análisis de flujo metabólico y el análisis de balance de flujo. Además, el análisis de flujo metabólico usa espectrometría de masas o resonancia magnética nuclear para determinar los flujos metabólicos, mientras que el análisis de balance de flujo usa una matriz matemática (numérica) para determinar los flujos metabólicos.
La siguiente infografía enumera las diferencias entre el análisis de flujo metabólico y el análisis de balance de flujo en forma tabular para una comparación lado a lado.
Resumen: análisis de flujo metabólico frente a análisis de equilibrio de flujo
Las tecnologías de análisis de flujo (fluxómica) se utilizan para determinar las tasas de reacciones metabólicas dentro de un sistema biológico. Existen dos tecnologías principales de análisis de flujo. Son el análisis de flujo metabólico y el análisis de balance de flujo. El análisis de flujo metabólico es una técnica de fluxómica de imágenes para analizar las tasas de producción y consumo de metabolitos en un sistema biológico, mientras que el análisis de equilibrio de flujo es una técnica de fluxómica matemática para analizar el flujo de metabolitos a través de una red metabólica. Por lo tanto, esto resume la diferencia entre el análisis de flujo metabólico y el análisis de balance de flujo.
