reaktioyhteyksien

Reaktioyhteyksien käsite kuvaa kemiallisten reaktioiden välistä rakennetta ja muodostamaa verkostoa. Siinä tarkastellaan, miten yhden reaktion tuotemateriaalit toimivat seuraavien reaktioiden lähtöaineina ja miten reaktiot ovat kytkeytyneitä toisiinsa. Tällainen yhteys muodostaa reaktioviestinnän verkon, jossa aineet ovat solmukohtia ja reaktiot kuvaavat niiden muutoksia.

Verkkoja voidaan kuvata usealla tavalla. Yleisin on aineiden verkko, jossa solmukohtina ovat kemialliset aineet ja reunat osoittavat, miten ne muuntuvat toisikseen reaktioiden kautta. Toinen lähestymistapa on reaktioverkko, jossa solmukohtina ovat itse reaktiot ja reunat kuvaavat niiden välistä yhteyttä välituotteiden kautta. Molemmat näkökulmat auttavat havainnollistamaan, miten monimutkaiset ketjut ja syklit muodostuvat organisaatioissa, soluissa tai teollisissa prosesseissa.

Sovellukset ulottuvat biokemiaan, metaboliaan, kemian teollisuuteen sekä ympäristötieteisiin. Biokemiassa reaktioyhteydet auttavat ymmärtämään solujen aineenvaihdunnan verkostoa ja sen säätelyä. Teollisuudessa ne tukevat tuotantoprosessien optimointia ja pullonkaulojen tunnistamista. Ympäristössä ne kuvaavat, miten epäpuhtaudet etenevät ja hajoavat useiden reaktioiden kautta.

Analyysi pohjautuu verkostotieteeseen ja erilaisiin matriisi- sekä simulointimenetelmiin. Stoikiometriset matriisit ja flux balance analysis (FBA) soveltuvat suurten verkkojen tutkimiseen, kun taas Petri-näit ja dynaaminen simulointi tarjoavat keinoja reaktioiden aikanaiselle käyttäytymiselle. Rajoitteina ovat tiedon puutteet, mittausvarmuus ja monimutkaisuutta lisäävä dynaaminen dynamiikka.