Behörighetskrav

Kemi 5 p. Biologi 5 p. Cell- och molekylärbiologi 5 p. Dynamiska system 5 p.

Syfte

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.

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.

Undervisning

Föreläsningar, seminarier, datorövningar och litteraturuppgifter.

Examination

Skriftlig tentamen vid slutet av kursen samt hemuppgifter.