Systems Biology of Cell Signaling: Recurring Themes and Quantitative Models

چگونه می توانیم پیچیدگی ژن ها، RNA ها و پروتئین ها و شبکه های نظارتی مرتبط را درک کنیم؟ یک رویکرد این است که به دنبال انواع تکرارشونده رفتار پویا باشید. مدل‌های ریاضی مفید هستند، به‌ویژه مدل‌هایی که از تئوری‌های واکنش‌های بیوشیمیایی مانند مدل‌های معادلات دیفرانسیل معمولی به دست می‌آیند. آزمایش‌های هوشمندانه و دقیق این مدل‌ها و اساس آن‌ها را در تئوری‌های خاص آزمایش می‌کنند. هدف این کتاب درسی ارائه ابزارها و بینش های مورد نیاز برای انجام مطالعات ترسیم انتقال سیگنال در مدل سازی، تئوری و آزمایش به دانش آموزان پیشرفته است. فصل‌های اولیه بلوک‌های ساختمانی اساسی سیستم‌های سیگنالینگ را خلاصه می‌کنند: اتصال/تفکیک، سنتز/تخریب، و فعال‌سازی/غیرفعال‌سازی. فصل‌های بعدی دستگاه‌های مدار پایه مختلفی را معرفی می‌کنند: تقویت‌کننده‌ها، تثبیت‌کننده‌ها، ژنراتورهای پالس، سوئیچ‌ها، ژنراتورهای تصادفی و نوسانگرها. همه فصل ها به طور مداوم از رویکردها و مفاهیمی از سینتیک شیمیایی و دینامیک غیرخطی، از جمله تجزیه و تحلیل موازنه نرخ، تجزیه و تحلیل صفحه فاز، خطوط تهی، تجزیه و تحلیل پایداری خطی، گره های پایدار، زین ها، گره های ناپایدار، مارپیچ های پایدار و ناپایدار، و انشعاب ها استفاده می کنند. این کتاب درسی به دنبال آن است تا ابزارها و بینش‌های مورد نیاز برای استفاده از مدل‌سازی و نظریه در فرآیندهای بیولوژیکی جالب را به زیست‌شناسان و فیزیکدانان متمایل به بیولوژیکی ارائه دهد.

ویژگی‌های کلیدی:

·       برنامه تصویرسازی تمام رنگی با نمودارهایی برای کمک به روشن شدن مفاهیم

·       خواننده را قادر می‌سازد تا مدل‌سازی و نظریه را در فرآیندهای بیولوژیکی اعمال کند

· مطالب بیشتر برای هر فصل

·       تصاویر با کیفیت بالا در دسترس مربیان برای دانلود

How can we understand the complexity of genes, RNAs, and proteins and the associated regulatory networks?  One approach is to look for recurring types of dynamical behavior.  Mathematical models prove to be useful, especially models coming from theories of biochemical reactions such as ordinary differential equation models.  Clever, careful experiments test these models and their basis in specific theories.  This textbook aims to provide advanced students with the tools and insights needed to carry out studies of signal transduction drawing on modeling, theory, and experimentation. Early chapters summarize the basic building blocks of signaling systems: binding/dissociation, synthesis/destruction, and activation/inactivation. Subsequent chapters introduce various basic circuit devices: amplifiers, stabilizers, pulse generators, switches, stochastic spike generators, and oscillators. All chapters consistently use approaches and concepts from chemical kinetics and nonlinear dynamics, including rate-balance analysis, phase plane analysis, nullclines, linear stability analysis, stable nodes, saddles, unstable nodes, stable and unstable spirals, and bifurcations.  This textbook seeks to provide quantitatively inclined biologists and biologically inclined physicists with the tools and insights needed to apply modeling and theory to interesting biological processes.

Key Features:

·       Full-color illustration program with diagrams to help illuminate the concepts

·       Enables the reader to apply modeling and theory to the biological processes

·       Further Reading for each chapter

·       High-quality figures available for instructors to download