Simulation and Theory of Biological and Soft Matter Systems II - Interfaces, Self-Assembly and Networks - NMMO568

• Anglický název: Simulation and Theory of Biological and Soft Matter Systems II - Interfaces, Self-Assembly and Networks
• Zajišťuje: Matematický ústav UK (32-MUUK)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2024
• Semestr: letní
• E-Kredity: 3
• Rozsah, examinace: letní s.:2/0, Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ano / neomezen
• Kompetence: 4EU+ Flagship 3
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: angličtina
• Způsob výuky: prezenční
• Garant: Christoph Allolio, Ph.D.
• Vyučující: Christoph Allolio, Ph.D.
• Třída: M Mgr. MOD; M Mgr. MOD > Povinně volitelné; Mat. modelování
• Kategorizace předmětu: Matematika > Matematické modelování ve fyzice

Anotace

čeština

Přednáška se zabývá biologickými systémy z mezoskopického a makroskopického pohledu. Je úvodem do teorie rozhraní, membrán a samouspořádávání a představuje některé fenomenologické modely biologických systémů. Kurz je vhodný pro magisterské studenty matematicko-fyzikální a přírodovědecké fakulty a bude probíhat v angličtině. Lze jej absolvovat nezávisle na první části kurzu.

Poslední úprava: Kaplický Petr, doc. Mgr., Ph.D. (02.06.2020)

angličtina

This lecture takes a mesoscopic to macroscopic view. It introduces the theory of interfaces, membranes and self-assembly and some phenomenological models of biological systems.  Suitable for master students MFF UK and PřF UK, given in English, first part not a precondition.

Poslední úprava: Kaplický Petr, doc. Mgr., Ph.D. (02.06.2020)

Literatura

Israelachvili, Jacob N: Intermolecular and Surface Forces.

Stryer L, Berg JM, Tymoczko JL (2007): Biochemistry.

Poslední úprava: Kaplický Petr, doc. Mgr., Ph.D. (02.06.2020)

Sylabus

• Introduction to the cell (an Overview)

• Contents of the cell

• Structure and function of important organelles

• Selected biochemical mechanisms and pathways

• Gene transcription and translation

• Vesicle trafficking

• Biointerfaces

• Interfaces in solution

• Lifshitz theory

• Charge: Poisson-Boltzmann equation

• Success and limits of DLVO theory

• Hydration forces

• Surface tension and the Gibbs isotherm

• Depletion forces

• Self-Assembly

• Surfactants and their phase diagrams

• Lipid membranes

• Helfrich theory

• Phases in lipid membranes

• Membrane proteins

• Simulation of interfaces

• Coarse-grained molecular simulations

• Continuum models and their parameters

• Lattice models

• The protein expression point of view

• Expression analysis

• Gene regulatory networks, metabolic networks

• Modeling via ODEs

• Modeling via stochastic processes

• Examples in current research

• The top-down point of view

• Phenomenological cell models

• Epidemiological models

• Swarm behavior

• Social interactions and Ising models

Means of Instruction:

The entire class, its materials as the final exercise will be provided online for those students that wish to take the course online. The course

will be weekly from the start of the summer semester. To acquire the credits, students will need to successfully complete an exercise project at home.

Poslední úprava: Allolio Christoph, Ph.D. (28.07.2021)