Tantárgy adatlapja

Tárgy neve: Számítógépes rendszerbiológia I.
Tárgy kódja: P-ITBIO-0015
Óraszám: N: 2/0/0, L: 0/0/0
Kreditérték: 2
Az oktatás nyelve: magyar
Követelmény típus: Kollokvium
Felelős kar: ITK
Felelős szervezeti egység: Pázmány Péter Katolikus Egyetem Információs Technológiai és Bionikai Kar
Tárgyfelelős oktató: Dr. Csikász-Nagy Attila István
Tárgyleírás:

Tantárgy neve:Számítógépes rendszerbiológia I.
P-ITBIO-0015
Tárgyfelelős:Csikász-Nagy Attila István
Tantárgy oktatója:Csikász-Nagy Attila István
A tantárgy céljának rövid ismertetése:A kurzus célja, hogy a hallgatók megismerjék a molekuláris hálózatok viselkedését és a rendszerbiológiai alapfogalmakat. Továbbá képesek legyenek a molekuláris hálózatok analízisére és biológiai rendszerek matematikai modelljeinek felállítására.
Elsajátítandó elméleti ismeretanyag:

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 kurzus bevezetést nyújt a számítógépes rendszerbiológia legfontosabb szoftvereinek alkalmazásába is.

A kurzus fő témái:

  • Bevezetés: biológiai, matematikai és rendszerbiológiai alapok.
  • Enzimkinetikai ismétlés, Hill-együttható, differenciálegyenlet-rendszerek.
  • Hálózati modellek: komplex hálózatok, gráfelemzés, skálafüggetlen hálózatok, hálózati motívumok.
  • Biológiai hálózatok elemzése, adatbázisok használata.
  • Biológiai szabályozó hálózatok ODE-modelljei: kinetikai példák, grafikus megoldás.
  • Modellfejlesztés, szimuláció, stacionárius állapotok elemzése, paraméterbecslés, érzékenység- és robusztussági analízis.
  • Biológiai oszcillátorok: sejtciklus és cirkadián ritmus, szintetikus oszcillátorok.
  • Metabolikus hálózatok, fluxusegyensúly-analízis (FBA), metabolikus kontrollanalízis.
  • Térbeli modellek, reakció–diffúziós rendszerek, Turing-mintázatok.
  • ?Evolúciós játékelmélet, sejt–sejt kölcsönhatások modellezése, fogolydilemma.
Elsajátítandó gyakorlati ismeretanyag:n.r.
A 2-4 legfontosabb kötelező irodalom felsorolása bibliográfiai adatokkal (szerző, cím, kiadás adatai, (esetleg oldalak), ISBN):E. Klipp, W. Liebermeister, C. Wierling, A. Kowald és R. Herwig, Systems Biology: A Textbook. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, 2016. ISBN: 978-3-527-33636-4.
U. Alon, An Introduction to Systems Biology: Design Principles of Biological Circuits, 2. kiad. Boca Raton, FL, USA: Chapman and Hall/CRC, 2019. ISBN: 978-1-439-83717-7.
A 2-4 legfontosabb ajánlott felsorolása bibliográfiai adatokkal (szerző, cím, kiadás adatai, (esetleg oldalak), ISBN):B. Ingalls, Mathematical Modeling in Systems Biology: An Introduction. Cambridge, MA, USA: MIT Press, 2013. ISBN: 978-0-262-01888-3.
A. Csikász-Nagy, B. Kovács, G. Tóth, M. Varga és D. Horváth, „Agent based modeling of yeast colony growth reveals spatial control of cell-cycle progression,” Frontiers in Systems Biology, vol. 4, 2025.
Elmélet-gyakorlat aránya:Elméleti óra óraszáma: 2
Gyakorlati óra és labor óra óraszáma: 0 + 0
Az alkalmazott oktatási módszerek:Frontális előadás, önálló témafeldolgozás.
Az értékelés módja:Kollokvium
Az értékelés kritériuma:A diákok az utolsó órán zárthelyi dolgozatot írnak, amely eredménye alapján megajánlott jegyet kaphatnak. Órai aktív részvétel alapján a zárthelyi dolgozat eredménye mellé plusszpontokat kaphatnak.
Miként járul hozzá a tantárgy a KKK-ban megjelölt kompetenciaelemek megszerzéséhez:

Molekuláris bionika mérnöki alapképzés:
A tantárgy fejleszti a molekuláris bionika mérnöki képzéshez szükséges rendszerszintű biológiai modellezési kompetenciákat. A hallgatók megtanulják molekuláris hálózatok viselkedésének elemzését, differenciálegyenlet-alapú modellek felállítását, valamint a biológiai rendszerek szimulációs és paraméterbecslési módszereit.

A tárgy az alábbi képzéseken vehető fel

molekuláris bionika mérnöki IANI-MB alapképzés (BA/BSc/BProf) Nappali magyar 7 félév ITK
Széchenyi 2020 - Magyarország Kormánya - Európai Unió, Európai Regionális Fejlesztési Alap - Befektetés a Jövőbe