Quantitative Fundamentals of Molecular and Cellular Bioengineering

ارائه ای جامع از موضوعات ضروری برای مهندسان بیولوژیکی، با تمرکز بر توسعه و کاربرد مدل های دینامیکی پدیده های بیومولکولی و سلولی.

این کتاب به تشریح اصول مولکولی و سلولی می پردازد. رویدادهایی که مسئول عملکرد بیولوژیکی هستند، مدل هایی را برای مطالعه پدیده های زیست مولکولی و سلولی ایجاد می کند و با مثال هایی نشان می دهد که چگونه مدل ها در طراحی و تفسیر آزمایش ها بر روی سیستم های بیولوژیکی به کار می روند. ادغام زیست شناسی سلولی مولکولی با تجزیه و تحلیل و طراحی مهندسی کمی، این اولین کتاب درسی است که ارائه جامعی از این موضوعات ضروری برای مهندسی شیمی و بیولوژیکی ارائه می دهد.

این کتاب به طور سیستماتیک مفاهیم لازم برای درک و مطالعه پیچیده را توسعه می دهد. پدیده‌های بیولوژیکی، حرکت از ساده‌ترین عناصر در کوچک‌ترین مقیاس و افزایش تدریجی پیچیدگی در سطح سازمانی سلولی، با تمرکز بر آزمایش تجربی فرضیه‌های مکانیکی. پس از معرفی انگیزه‌های فرمول‌بندی مدل‌های فرآیند نرخ ریاضی در زیست‌شناسی، متن به موضوعاتی مانند تعاملات اتصال غیرکووالانسی می‌پردازد. توصیف کمی از فعل و انفعالات گذرا، حالت پایدار، و تعادل پروتئین ها و لیگاندهای آنها. سینتیک آنزیم؛ بیان ژن و قاچاق پروتئین؛ پویایی شبکه؛ توصیف کمی از پویایی رشد. حمل و نقل و واکنش همراه؛ و فرآیندهای تصادفی گسسته. این کتاب درسی برای دوره های پیشرفته کارشناسی و کارشناسی ارشد در مهندسی شیمی و مهندسی زیستی در نظر گرفته شده است و توسط نویسندگان برای کلاس هایی که در MIT و دانشگاه مینه سوتا تدریس می کنند، تهیه شده است.

A comprehensive presentation of essential topics for biological engineers, focusing on the development and application of dynamic models of biomolecular and cellular phenomena.

This book describes the fundamental molecular and cellular events responsible for biological function, develops models to study biomolecular and cellular phenomena, and shows, with examples, how models are applied in the design and interpretation of experiments on biological systems. Integrating molecular cell biology with quantitative engineering analysis and design, it is the first textbook to offer a comprehensive presentation of these essential topics for chemical and biological engineering.

The book systematically develops the concepts necessary to understand and study complex biological phenomena, moving from the simplest elements at the smallest scale and progressively adding complexity at the cellular organizational level, focusing on experimental testing of mechanistic hypotheses. After introducing the motivations for formulation of mathematical rate process models in biology, the text goes on to cover such topics as noncovalent binding interactions; quantitative descriptions of the transient, steady state, and equilibrium interactions of proteins and their ligands; enzyme kinetics; gene expression and protein trafficking; network dynamics; quantitative descriptions of growth dynamics; coupled transport and reaction; and discrete stochastic processes. The textbook is intended for advanced undergraduate and graduate courses in chemical engineering and bioengineering, and has been developed by the authors for classes they teach at MIT and the University of Minnesota.