DA8116 Sistēmbioloģija

Kods DA8116
Nosaukums Sistēmbioloģija
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles
Līmenis un tips Pamatstudiju, Akadēmiskais
Tematiskā joma Bioloģija
Struktūrvienība Dabaszinātņu un tehnoloģiju fakultāte
Mācībspēks Linda Mežule
Kredītpunkti 6.0
Daļas 1
Anotācija Studiju kurss rada padziļinātu izpratni par mehānistiskas matemātiskās modelēšanas pelietojumiem biotehnoloģijā un medicīnā. Studējošais iegūst zināšanas par modeļu uzbūves, simulēšanas un analīzes procesiem. Tiek demonstrētas modeļu pārbaudes un simulāciju rezultātu kritiskas izvērtēšanas metodes ar sistēmu bilances, masas un enerģijas nezūdamības un citām metodēm sistēmbioloģijas kontekstā. Studējošais iegūst praktiskas zināšanas par modeļu uzbūves un analīzes metodēm praktiski darbojoties ar modelēšanas programmproduktiem. Studiju kursa satura apguve notiek matemātiskās modelēšanas teorijas un matemātisko modeļu pielietojuma kontekstā radot iespējas mācībās apgūto pielietot praksē..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
Šūnu bioloģijas pamati, biomolekulas, to mijiedarbības. 2 2 0 0
Mehānistiskās matemātiskās modelēšanas koncepcija sistēmbioloģijā, tās priekšrocības un trūkumi. 2 2 0 0
Eksperimentālie dati. Genoma mēroga (omikas) dati. Iespējas un ierobežojumi. 2 2 0 0
Resursu bilances analīzes koncepts. 2 2 0 0
Matemātisko modeļu un to pielietojumu piemēri. 6 2 0 0
Deterministisko modeļu tipi (parasto diferenciālvienādojumu sistēmas, stehiometriskie modeļi, loģiskie modeļi) un to pielietojuma priekšnosacījumi. 2 2 0 0
Metabolisma dinamikas apraksts ar kinētikas vienādojumiem. 2 2 0 0
Mihaelis-Menten vienādojuma izvedums. 2 2 0 0
Šūnu metabolisma modelēšana ar diferenciālvienādojumu sistēmām; COPASI simulācijas vide. 3 2 0 0
Diferenciālvienādojumos balstīta modeļa izveide COPASI. 3 4 0 0
Parametru novērtēšanas eksperiments ar COPASI. 5 4 0 0
Praktiskais darbs ar modeli COPASI vidē. 7 6 0 0
Stacionārais stāvoklis metabolismā. 3 2 0 0
Stehiometriskās modelēšanas priekšrocības un ierobežojumi metabolisma analīzē 5 7 0 0
Stehiometriskā modeļa struktūra - reakcijas, metabolīti, gēnu/reakciju attiecības, nodalījumi, transporta reakcijas. 5 3 0 0
CNAPy programmatūra ierobežojumos balstīto stehiometrisko modeļu analīzei 7 7 0 0
Stehiometrisko modeļu piemēri CNAPy vidē 5 7 0 0
Elementārās plūsmas stehiometriskajos modeļos 5 5 0 0
Plūsmu bilances analīze CNAPy vidē. 5 7 0 0
Praktiskais darbs CNAPy vidē. 7 12 0 0
Kopā: 80 82 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs 		Studiju kursa mērķis ir attīstīt studentu zināšanas par mehānistiskās matemātiskās modelēšanas pielietojumiem sistēmbioloģijas koncepta ietvaros biotehnoloģijā un medicīnā. Studiju kursa uzdevumi: - radīt izpratni par dažādu matemātisko modeļu tipu pielietojamību, priekšrocībām un trūkumiem šūnu procesos biotehnoloģijā un medicīnā; - attīstīt prasmes izvērtēt modeļa piemērotību problēmas risināšanā, analizēt un kritiski interpretēt iegūtos rezultātus.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana 		Prot izvēlēties piemērotu matemātiskās modelēšanas metodi atkarībā no interesējošā procesa specifikas un pieejamajiem datiem. - Pārbaudes veidi: praktiskais darbs. Kritēriji: students spēj pamatot matemātiskās modelēšanas metodes izvēli, kā arī alternatīvo metožu trūkumus.
Prot kritiski izvērtēt modeļu iespējas un ierobežojumus atkarībā no modelēšanas metodes. - Pārbaudes veidi: praktiskie darbi, kontroldarbi, eksāmens. Kritēriji: students spēj izvērtēt modeļa simulāciju rezultātu izcelsmi un pieņēmumus, uz kuriem modelēšanas metode ir balstīta. Students spēj izvērtēt pieņēmumu ietekmi uz rezultātu ticamību.
Prot izvērtēt iegūtos matemātiskās modelēšanas rezultātus. - Pārbaudes veidi: praktiskie darbi, grupas darba prezentācija, eksāmens. Kritēriji: students orientējas modelēšanas risinājumu telpā un orientējas rezultātu ticamības pārbaudes metodēs dažādām modelēšanas pieejām.
Spēj patstāvīgi izveidot matemātisko modeli un interpretēt simulāciju rezultātus. - Pārbaudes veidi: praktiskie darbi. Kritēriji: students spēj demonstrēt paša izveidotu matemātisko modeli kādā no modelēšanas formālismiem, prezentēt simulāciju rezultātus un to ticamības pārbaudes rezultātus.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Kontroldarbi - 0%
Grupas darba prezentācija - 30%
Praktiskie darbi - 30%
Eksāmens - 40%
 
Priekšzināšanas Pamatzināšanas matemātikā, šūnu bioloģijā un darbā ar datoru.
Studiju kursa plānojums
Daļa KP Stundas Pārbaudījumi
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs
1 6.0 66.0 14.0 0.0 *
Pieteikties uz šo kursu
[Kursa apraksts PDF formātā]