Detail předmětu

Systémová biologie

SYS Ak. rok 2014/2015 letní semestr 5 kreditů

Aktuální akademický rok

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

Provazník Valentine, prof. Ing., Ph.D. (UBMI)

Jazyk výuky

česky

Zakončení

zkouška

Rozsah

Zajišťuje ústav

Ústav biomedicínského inženýrství (UBMI)

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.

Literatura studijní

  • Rosypal, S. Nový přehled biologie. Scientia, Praha 2003. ISBN 80-7183-268-5 (CS)

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 seminářů

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

Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Pro úspěšné absolvování předmětu je nutno dosáhnout 50 bodů.

Kontrolovaná výuka

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

Nahoru