2003/2004 - Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten - Uppsala ...

UPPSALA UNIVERSITET STUDIEHANDBOK 2003/04
Uppsala tekniska högskola
Civilingenjörsprogrammen
Kursplaner
Cellen som dynamiskt system, 5 poäng
The Cell as a dynamical system
1TS131
Kursplanen är fastställd 2003-05-22 av teknisk- naturvetenskapliga fakultetsnämnden
Kursen ges inom Civilingenjörsprogrammet i system i teknik och samhälle
Studieperiod: Kursen ges i Period 2
Mål för utbildningen
Kursen skall ge färdigheter i att göra matematiska modeller för biologiska system. Däri ingår
modeller för metaboliska flöden, reglering av genuttryck, adaption till förändringar i
omgivningen. Studenterna får träning i ordinära differentialekvationer, fasplansanalys, stabila
punkter, masterekvationer för stokastisk beskrivning av kemiska reaktioner i enskilda celler.
Kursens innehåll
Kursen introducerar allmänna stökiometriska beskrivningar av metabola flöden och hur
känsliga dessa flöden är för aktiviteten hos enskilda enzymer. Optimala flödesnätverk
diskuteras. Kursen behandlar också olika mekanismer för reglering av genuttryck på
transkriptionsnivå och translationsnivå samt globala reglersystem för stressresponser och
adaption. Kemotaxi, dvs mekanismer som gör det möjligt för celler att söka upp näring
(attraktion) och undvika giftämnen (repulsion), diskuteras jämte enkla modeller för
morfogenes.
Dynamiska system modelleras med ordinära, icke-linjära differentialekvationer som löses
numeriskt eller diskuteras utifrån fasplansanalys och stabila punkter.
Stokastiska beskrivningar av genuttryck och kemiska nätverk i enskilda celler introduceras
med hjälp av masterekvationer. Lösningar till dessa erhålles analytiskt, med numerisk
integration eller Monte-Carlo simuleringar. Modeller för molekylär evolution introduceras.
Datorlaborationer kommer att belysa delmoment i kursen och ge studenterna träning i viktiga
tekniker.
Litteraturseminarier skall ge utblickar till intressanta problemområden i systembiologi.
Särskild behörighet
Kemi 5p. Biologi 5p. Cell- och molekylärbiologi 5p. Dynamiska system 5p.
Undervisningsform Föreläsningar, seminarier, datorövningar och litteraturuppgifter.
Examinationsform Skriftlig tentamen vid slutet av kursen samt hemuppgifter.
Betyg Något av betygen underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4) eller med
beröm godkänd (5)
Kurslitteratur Kompendium samt valda tidskriftsartiklar.
Nivå: Kursen ges på C-nivå
Ämne: Kursen ges inom huvudämnet Biologi och inom huvudämnet Teknik
Kursansvarig institution
Institutionen för biologisk grundutbildning
139