Diseño y optimizacion de biosistemas mediante modelización matemática y programación lineal aplicaciones a la ingeniería metabólica

Résumé

La ingeniería metabólica ha sido definida como la modificación del metabolismo intermedio mediante técnicas de ADN recombinante de acuerdo con un propósito determinado. Para que la manipulación tenga un propósito ha de haber una fase previa de análisis y planificación que defina la estrategia a adoptar para obtener mejoras en un contexto biotecnológico. El Método indirecto de optimización se basa en la elaboración de modelos matemáticos del sistema de acuerdo con el llamado formalismo en ley de potencias. El modelo obtenido puede ser analizado utilizando técnicas basadas en la Teoría de Sistemas Bioquímicos y optimizado mediante programación lineal. El objetivo de esta tesis es poner a prueba el Método indirecto de Optimización en sistemas no estándar y desarrollar algoritmos que mejoren el método original. Las conclusiones obtenidas han sido las siguientes:El Método Indirecto de Optimización puede aplicarse con resultados satisfactorios a sistemas diversos, no estando limitados al caso clásico del sistema bioquímico con relación lineal entre enzimas y velocidades de reacción. Substituir la programación lineal por programación geométrica supone una generalización natural del IOM mediante la posibilidad de incluir relaciones de conservación y acotación de errores. El método de penalizaciones desarrollado en esta tesis resulta un candidato prometedor para la optimización global de sistemas GMA sin aproximaciones restrictivas. La generalidad del método se ve significativamente ampliada por la posibilidad de utilizar recasting.La optimización basada en formalismos canónicos no lineales es una herramienta prometedora, no sólo en el campo de las aplicaciones tecnológicas, sino también en términos de ciencia básica.