Tantárgy adatlapja
Célkítűzések:
A diákok elsajátíthatják a biológiai regulációs hálózatok modellezésének számításos módszereit. Megismerkednek különböző módszerekkel és azzal, hogy milyen biológiai kérdést milyen módszerrel lehet a legjobban modellezni. A modellezési módszerek különböző biológiai modelleken keresztül kerülnek bemutatásra és ezekböl kiindulva a diákok csoportmunka keretében fejlesztik majd ki saját modeljeiket valós biológiai problémák vizsgálatára.
Tanterv:
- Bevezetés: biológiai, matematikai és rendszerbiológiai alapfogalmak
- Hálózati modellek: komplex hálózatok, gráf analízis, skálafüggetlen hálózatok, hálózati motívumok
- Hálózatok azonosítása, paraméterbecslés
- Metabolikus hálózatok, átfolyási egyensúly analízis, metabolikus szabályzási analízis
- Regulációs hálózatok vizsgálata differencial egyenlet rendszerekkel: kinetikai példák, grafikai megoldás, enzimkinetika
- Vissza- és előrecsatolásos rendszerek dinamikája, egyensúlyi analízis, fázissík, bifurkációk
- Biológiai oscillátorok: sejtciklus és a napi ritmus szabályozása, szintetikus oszcillátorok
- Kísérlet – model összehasonlítások, biológiai modellek paraméterinek becslése, meghatározás bizonytalansága, érzékenység analízis
- Logikai modellek, Boolean algebra
- Zaj szerepe a biológiában, sztochasztikus modellek, Gillepie módszere
- Térbeli modellek, reakció-diffúziós rendszerek, Turing mintázat
- Evolúciós játékelmélet sejt-sejt kölcsönhatások modellezésére, börtönlakó dilemmája, térbeli mintázatok képződése
- Ágens alapú modellek sejtpopulációk vizsgálatára, sejtautomata
- Csoportos feladat: adott biológiai rendszer számítógépes modeljének elkészítése különböző modellezési módszerekkel, a modellek analízise
