Detail předmětu

Systems Biology

MPA-SYS FEKT MPA-SYS Ak. rok 2023/2024 letní semestr 5 kreditů

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, biochemii a biotechnologii.
Uvažované modely jsou reprezentovány rozsáhlými síťovými grafy. Důraz je kladen na metodologii analýzy těchto modelů, a to jak analýzu statickou, tak analýzu dynamickou, především kvantitativní pomocí ODE modelů. Je postupováno podle konceptu hierarchie, přičemž jsou prezentovány všechny vrstvy od genových regulačních sítí, přes signální dráhy až po metabolické sítě. Tyto modely jsou ilustrovány na systémech konkrétních organizmů, převážně jednobuněčných.

Garant předmětu

Jazyk výuky

anglicky

Zakončení

zápočet+zkouška

Rozsah

  • 26 hod. přednášky
  • 26 hod. pc laboratoře

Zajišťuje ústav

Přednášející

Cvičící

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.
Absolvent předmětu je schopen:
- matematicky popsat hlavní komponenty genové exprese
- matematicky popsat hlavní komponenty signálních drah
- analyzovat síťové grafy pomocí síťových motivů
- vyjmenovat hlavní síťové motivy transkripčních sítí a sítí signálních drah
- vysvětlit funkci hlavních síťových motivů transkripčních sítí a signálních drah
- popsat experimentální metody v systémové 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 referenční

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

Osnova přednášek

1. Úvod do systémové biologie
2. Laboratorní techniky pro systémovou biologii
3. Modelové organismy, biologické sítě a dráhy
4. Základy dynamické analýzy spojitých modelů
5. Kinetika enzymů
6. Transkripční regulace
7. Predikce síťových motivů, autoregulační motiv
8. Síťový motiv FFL
9. Další síťové motivy
10. Genová ontologie
11. Kvalitativní booleovské modely
12. Odvození genových regulačních sítí a odhad parametrů modelu
13. Prezentace projektů

Osnova počítačových cvičení

1. Úvod do systémové biologie
2. Databáze pro systémovou biologii
3. Cytoscape
4. Dynamická analýza
5. Kinetika enzymů, Michaelis-Menten
6. Kinetika enzymů II, Michaelis-Menten II
7. Regulace transkripce
8. FFL motiv
9. Cell collective
10. Cell collective, projekt
11. Cell collective, projekt
12. Cell collective, projekt
13. Konzultace, náhrada zameškaných cvičení

Průběžná kontrola studia

až 16 bodů za vypracované reporty ze cvičení
až 14 bodů za vypracování a prezentaci semestrálního projektu
až 70 bodů za zkoušku.
Zkouška je ústní formou.

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

Rozvrh

DenTypTýdnyMístn.OdDoKapacitaPSKSkupInfo
Po poč. lab výuky T12/SE 3.144 15:0016:5018 1MIT 2MIT xx Musilová, Umair
Út zkouška 2024-05-14 T12/SD 4.117 09:0011:00 term 2
St přednáška výuky T12/SE 4.166 10:0011:5036 1MIT 2MIT xx Sedlář
Čt zkouška 2024-05-30 T12/SD 4.117 09:0011:00 term 4
Čt poč. lab výuky T12/SE 3.144 09:0010:5018 1MIT 2MIT xx Musilová, Umair
zkouška 2024-05-10 T12/SD 4.117 09:0011:00 term 1
zkouška 2024-05-17 T12/SD 4.117 09:0011:00 term 3

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Nahoru