Fakulta informačních technologií VUT v Brně

Detail předmětu

Systémová biologie

SYS FEKT VUT MPC-SYS Ak. rok 2019/2020 letní semestr 5 kreditů

Předmět není v tomto roce otevřen
Zavřít
Předmět je orientován na získání znalostí o metodách systémové biologie, tvorbě modelů buněčných organismů a možnostech jejich využití. Zaměřuje se na studium počítačových metod popisu chování živých organismů na molekulární úrovni využitelných v buněčné biologii a biochemii. Uvažované modely jsou reprezentovány rozsáhlými síťovými grafy. Důraz je kladen na metodologii analýzy těchto modelů, založené na síťových motivech. Teorie síťových grafů je aplikována na modely sensorických a developmentálních transkripčních sítí, modely signálních drah a modely nervové soustavy. Tyto modely jsou ilustrovány na systémech konkrétních organizmů, převážně jednobuněčných.

Garant předmětu

Jazyk výuky

česky

Zakončení

zápočet+zkouška (písemná)

Rozsah

26 hod. přednášky, 26 hod. pc laboratoře

Bodové hodnocení

78 zkouška, 22 cvičení

Zajišťuje ústav

Přednášející

Cvičící

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Absolvent předmětu je schopen: 
  • matematicky popsat hlavní komponenty genové exprese, 
  • matematicky popsat hlavní komponenty signálních drah, 
  • matematicky popsat hlavní komponenty neuronových sítí, 
  • analyzovat síťové grafy pomocí síťových motivů, 
  • vyjmenovat hlavní síťové motivy transkripčních sítí, sítí signálních drah a nervové soustavy, 
  • vysvětlit principy hlavních síťových motivů transkripčních sítí, sítí signálních drah a nervové soustavy, 
  • popsat experimentální metody v systémové biologii.

Cíle předmětu

Cílem předmětu je poskytnout studentům základní orientaci v oblasti využití počítačových modelů v buněčné biologii a způsobu jejich využití a zvládnutí metod analýzy modelů pro systémovou biologii.

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Student, který si zapíše tento předmět, by měl být schopen popsat buněčný systém, jeho hlavní komponenty z hlediska složení a funkce; dále analyzovat systémy obyčejných diferenciálních rovnic a aplikovat základní znalosti z oblasti pravděpodobnostních rozložení náhodných veličin a kombinatoriky. Obecně jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Korekvizitní znalosti a vědomosti

Literatura referenční

  • Klipp, E., Liebermeister, W., Wierling, C., Kowald, A., Lehrach, H., Herwig, R. Systems Biology: A Textbook. Wiley, 2009. ISBN: 978-3-527-31874-2 (EN)
  • Konopka, A.K. Systems Biology: Principles, Methods, and Concepts. CRC, 2006, ISBN: 978-0824725204 (EN)
  • Alon, U: An Introduction to Systems Biology, Design Principles of Biological Circuits. CRC, 2007, ISBN: 1-58488-642-0 (EN)
  • Rosypal, S. Nový přehled biologie. Scientia, Praha 2003. ISBN 80-7183-268-5 (CS)

Osnova přednášek

  1. Vymezení oboru systémové biologie, vztah k příbuzným oborům
  2. Biologický úvod, modelové organismy
  3. Kinetika chemických reakcí
  4. Transkripční sítě
  5. Síťové motiv negativní autoregulace
  6. Síťové motivy typu FFL
  7. Síťové motivy typu SIM, zobecněné motivy FFL, DOR
  8. Developmentální transkripční sítě, síťové motivy signálních drah
  9. Model chemotaxe escherichie coli
  10. Vícevrstvé síťové motivy, síťové motivy neuronových sítí
  11. Principy omezení chybovosti genové exprese
  12. Experimentální metody systémové biologie - optické metody
  13. Experimentální metody systémové biologie - metody NMR a ultrasonografie

Průběžná kontrola studia

Laboratorní výuka je povinná, řádně omluvené zmeškané laboratorní cvičení lze po domluvě s vyučujícím nahradit (obvykle v zápočtovém týdnu).

Kontrolovaná výuka

Až 22 bodů za cvičení.
Až 78 bodů za zkoušku.
Zkouška je písemnou formou.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-MGR-2, obor MBI, libovolný ročník, volitelný
Nahoru