Stochastic Dynamics for Systems Biology

ویرایش:  
نویسندگان: Benaim. Michel,  Mazza. Christian  
سری: Chapman & Hall/CRC mathematical and computational biology series (Unnumbered) 
ISBN (شابک) : 9781466514935, 1466514930 
ناشر: CRC Press 
سال نشر: 2014 
تعداد صفحات: 272 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 2 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 46,000

کتاب هایی برای ارائه یک مطالعه سیستماتیک از بسیاری از مدل های تصادفی مورد استفاده در زیست شناسی سیستم ها. این کتاب نشان می‌دهد که چگونه مدل‌های ریاضی به عنوان ابزارهای فنی برای شبیه‌سازی فرآیندهای بیولوژیکی استفاده می‌شوند و چگونه مدل‌ها به بینش‌های مفهومی در مورد عملکرد سیستم پردازش سلولی منجر می‌شوند. بیشتر متن باید برای دانشمندان با دانش پایه در حساب دیفرانسیل و انتگرال و نظریه احتمال در دسترس باشد. --

نویسندگان نظریه زنجیره مارکوف مربوطه را با استفاده از مدل های واقع بینانه از زیست شناسی سیستم ها از جمله مسیرهای سیگنالینگ و متابولیک، فرآیندهای فسفوریلاسیون، سوئیچ های ژنتیکی و رونویسی نشان می دهند. بخش مرکزی کتاب، رویکردی اصیل و به‌روز از همکاری را ارائه می‌کند. این کتاب شاخص‌های کلاسیک مانند ضریب هیل را با استفاده از مفاهیم مکانیک آماری تعریف می‌کند، توضیح می‌دهد که چرا منحنی‌های اتصال اغلب شکل S دارند و چرا رفتارهای مشارکتی می‌توانند منجر به سوئیچ‌های ژنتیکی فوق‌العاده حساس شوند. سپس از این مفاهیم برای مدل‌سازی نرخ رونویسی استفاده می‌شود. نمونه ها سوئیچ ژنتیکی فاژ لامبدا و بیان ژن یوکاریوتی را پوشش می دهند. --

این کتاب سپس یک دوره کوتاه در مورد سیستم های دینامیکی ارائه می دهد و جنبه های تصادفی تقریب نویز خطی را شرح می دهد. این چارچوب ریاضی، ساده‌سازی دینامیک تصادفی پیچیده را با استفاده از فرآیندهای گاوسی و ODE‌های غیرخطی امکان‌پذیر می‌سازد. مثال‌های ساده، تکنیک انتشار نویز در شبکه‌های ژنی و اثرات ساختارهای شبکه بر چندپایداری و سطوح نویز بیان ژن را نشان می‌دهند. فصل آخر نتایج به‌روزی را در مورد سینتیک‌های عمل جرمی تصادفی و قطعی با کاربردهایی در واکنش‌های بیوشیمیایی آنزیمی و مسیرهای متابولیک ارائه می‌کند. --کتاب کتاب. ادامه مطلب...
چکیده: کتابهایی برای ارائه مطالعه سیستماتیک بسیاری از مدل های تصادفی مورد استفاده در زیست شناسی سیستم ها. این کتاب نشان می‌دهد که چگونه مدل‌های ریاضی به عنوان ابزارهای فنی برای شبیه‌سازی فرآیندهای بیولوژیکی استفاده می‌شوند و چگونه مدل‌ها به بینش‌های مفهومی در مورد عملکرد سیستم پردازش سلولی منجر می‌شوند. بیشتر متن باید برای دانشمندان با دانش پایه در حساب دیفرانسیل و انتگرال و نظریه احتمال در دسترس باشد. --

نویسندگان نظریه زنجیره مارکوف مربوطه را با استفاده از مدل های واقع بینانه از زیست شناسی سیستم ها از جمله مسیرهای سیگنالینگ و متابولیک، فرآیندهای فسفوریلاسیون، سوئیچ های ژنتیکی و رونویسی نشان می دهند. بخش مرکزی کتاب، رویکردی اصیل و به‌روز از همکاری را ارائه می‌کند. این کتاب شاخص‌های کلاسیک مانند ضریب هیل را با استفاده از مفاهیم مکانیک آماری تعریف می‌کند، توضیح می‌دهد که چرا منحنی‌های اتصال اغلب شکل S دارند و چرا رفتارهای مشارکتی می‌توانند منجر به سوئیچ‌های ژنتیکی فوق‌العاده حساس شوند. سپس از این مفاهیم برای مدل‌سازی نرخ رونویسی استفاده می‌شود. نمونه ها سوئیچ ژنتیکی فاژ لامبدا و بیان ژن یوکاریوتی را پوشش می دهند. --

این کتاب سپس یک دوره کوتاه در مورد سیستم های دینامیکی ارائه می دهد و جنبه های تصادفی تقریب نویز خطی را شرح می دهد. این چارچوب ریاضی، ساده‌سازی دینامیک تصادفی پیچیده را با استفاده از فرآیندهای گاوسی و ODE‌های غیرخطی امکان‌پذیر می‌سازد. مثال‌های ساده، تکنیک انتشار نویز در شبکه‌های ژنی و اثرات ساختارهای شبکه بر چندپایداری و سطوح نویز بیان ژن را نشان می‌دهند. فصل آخر نتایج به‌روزی را در مورد سینتیک‌های عمل جرمی تصادفی و قطعی با کاربردهایی در واکنش‌های بیوشیمیایی آنزیمی و مسیرهای متابولیک ارائه می‌کند. --کتاب کت

Books to provide a systematic study of the many stochastic models used in systems biology. The book shows how the mathematical models are used as technical tools for simulating biological processes and how the models lead to conceptual insights on the functioning of the cellular processing system. Most of the text should be accessible to scientists with basic knowledge in calculus and probability theory. --

The authors illustrate the relevant Markov chain theory using realistic models from systems biology including signaling and metabolic pathways, phosphorylation processes, genetic switches, and transcription. A central part of the book presents an original and up-to-date treatment of cooperativity. The book defines classical indexes, such as the Hill coefficient, using notions from statistical mechanics, it explains why binding curves often have S-shapes and why cooperative behaviors can lead to ultrasensitive genetic switches. These notions are then used to model transcription rates. Examples cover the phage lambda genetic switch and eukaryotic gene expression. --

The book then presents a short course on dynamical systems and describes stochastic aspects of linear noise approximation. This mathematical framework enables the simplification of complex stochastic dynamics using Gaussian processes and nonlinear ODEs. Simple examples illustrate the technique in noise propagation in gene networks and the effects of network structures on multistability and gene expression noise levels. The last chapter provides up-to-date results on stochastic and deterministic mass action kinetics with applications to enzymatic biochemical reactions and metabolic pathways. --Book Jacket. Read more...
Abstract: Books to provide a systematic study of the many stochastic models used in systems biology. The book shows how the mathematical models are used as technical tools for simulating biological processes and how the models lead to conceptual insights on the functioning of the cellular processing system. Most of the text should be accessible to scientists with basic knowledge in calculus and probability theory. --

The authors illustrate the relevant Markov chain theory using realistic models from systems biology including signaling and metabolic pathways, phosphorylation processes, genetic switches, and transcription. A central part of the book presents an original and up-to-date treatment of cooperativity. The book defines classical indexes, such as the Hill coefficient, using notions from statistical mechanics, it explains why binding curves often have S-shapes and why cooperative behaviors can lead to ultrasensitive genetic switches. These notions are then used to model transcription rates. Examples cover the phage lambda genetic switch and eukaryotic gene expression. --

The book then presents a short course on dynamical systems and describes stochastic aspects of linear noise approximation. This mathematical framework enables the simplification of complex stochastic dynamics using Gaussian processes and nonlinear ODEs. Simple examples illustrate the technique in noise propagation in gene networks and the effects of network structures on multistability and gene expression noise levels. The last chapter provides up-to-date results on stochastic and deterministic mass action kinetics with applications to enzymatic biochemical reactions and metabolic pathways. --Book Jacket

Content: Reaction networks: introduction --
Continuous-time Markov chains --
First-order chemical reaction networks --
Biochemical pathways --
Binding processes and transcription rates --
Kinetics of binding processes --
Transcription factor binding at nucleosomal DNA --
Signalling switches --
Differential equations, flows and vector fields --
Equilibria, periodic orbits and limit cycles --
Linearisation --
Density dependent population processes and the linear noise approximation --
Mass action kinetics --
Appendixes: A. Self-regulated genes --
B. Asymptotic behaviour of the solutions to time-continuous Lyapunov equations