Páginas de interés general para la materia:
- Videos de las clases de Rob Philips @CalTech
- Homepage de Rob Phillips
- Homepage de Philip C. Nelson
- Programa “Physics of Living Systems”.
Algunos papers históricos y links relacionados:
- A QUANTITATIVE DESCRIPTION OF MEMBRANE CURRENT AND ITS APPLICATION TO CONDUCTION AND EXCITATION IN NERVE, by Hodgkin & Huxley.
- The Chemical Basis of Morphogenesis, by A. Turing. Un artículo de divulgación sobre este trabajo puede encontrar se acá. En 2021 el Reino Unido lanzó un billete de 50 libras con su imagen. Se inició también un proyecto muy interesante con actividades para estudiantes de escuela primaria sobre los “patterns” de Turing.
- Molecular Structure of Nucleic Acids, by Watson & Crick
- Positional Information and the Spatial Pattern of Cellular Differentiation de L. Wolpert
Apuntes y sitios útiles sobre temas más matemáticos o de programación
- Apunte de Números Complejos y Ecuaciones Diferenciales Ordinarias Lineales
- Introducción básica sobre el lenguaje Python y sobre el modo de hacer gráficos en los notebooks.
- Página con links a sitios varios con tutoriales sobre Python para principiantes.
Programa de la materia con material útil adicional:
1. La célula. Propiedades básicas. Composición, estructura, energía, comunicación. Biomoléculas. Nucleótidos y proteínas. La biología en números.
- Essential Cell Biology by Alberts et al
- Cell Biology by the Numbers by Rob Philips et al
- Base de datos de números útiles en biología
- Canal de YouTube del RCSB Protein Data Bank
- Cell Biology @Scitable by NatureEducation
- Protein Database
- Human Protein Atlas
- Nucleotide Database
- Lipid MAPS Lipidomics Gateway
- Prólogo del libro de P. Nelson, “Physical Modeling of Living Systems”.
Algunos videos: ¿Qué es una proteína?; Dogma central de la biología; Otro video sobre el dogma central.
2. El lado probabilístico de la vida. Difusión, disipación, paseos al azar, fricción.
- En este sitio del CNRS de Francia hay una película muda producida en 1923 en el laboratorio de química-física de la Sorbona por Jean Perrin (1870 – 1942), físico, miembro del Instituto y Premio Nobel, que dedicó su vida al estudio de los átomos y moléculas y contribuyó a la creación del CNRS en 1939. En la película se explica qué es el movimiento browniano (observación al microscopio de los movimientos de una emulsión de partículas sólidas en un líquido), así como las técnicas para preparar emulsiones. Algunas vistas de Jean Perrin en su laboratorio se alternan con imágenes de microcinematografía.
- Random Walks Tutorial del Santa Fe Institute
- Introducción a Python
- Página del grupo de Howard Berg
- Video que explica cómo funciona la técnica de Fluorescence Recovery After Photobleaching (FRAP) que es usada para medir difusión, especialmente de proteínas de membrana.
3. Reacciones químicas. Ley de acción de masas. Disociación. Transiciones cooperativas en macromoléculas. Cinética de enzimas. Alosterismo. Cooperatividad.
- Video de una simulación de dinámica molecular que ilustra cómo ocurre una reacción química. Este video está tomado de la siguiente publicación: “Resolving the HONO formation mechanism in the ionosphere via ab initio molecular dynamic simulations”, de R. He et al, aparecida en PNAS en 2016. Esta publicación tiene, como material suplementario, tienen muchos videos de dinámica molecular.
- Cómo funcionan las enzimas (video del sitio del Protein Data Bank).
- Ejemplo de cooperatividad: Cómo funciona la hemoglobina en el cuerpo (video del Wellcome Trust)
- Hemoglobina “vs” Mioglobina (video producido por el sitio Neural Academy).
- Descripción de los pasos de la glucólisis.
4. La membrana celular. Receptores. Transporte de sustancias a través de la membrana. Ósmosis. Bombas. Potencial de membrana. Electrodifusión. Canales iónicos. Modelo de Hodgkin-Huxley. Excitabilidad. Bursting.
- Stochastic models of ion channels
- Hodgkin-Huxley Model MIT Open CourseWare. Part 1. Part 2
- Hodgkin-Huxley: Un poco de historia
5. La vida en entornos desordenados y llenos de cosas. Difusión y reacciones. Dinámica de moléculas únicas.
- SImulaciones numéricas del sistema de reacción-difusión correspondiente al modelo de Gray-Scott
- Los sistemas de reacción-difusión como un marco con el cual entender la formación de patrones en sistemas biológicos.
- Observación de patterns de Turing en simulaciones numéricas de sistemas de reacción-difusión.
- Modelo de patterns de Turing en células (usando modelo de Selkov)
- Turing patterns. Charla de Philip Maini.
- Propagación de frentes en sistemas de reacción-difusión (con dinámica homogénea bi-estable).
- Animación con explicación de la propagación del potencial de acción en células del corazón.
- Simulaciones de ondas espirales: Video1. Video2 (muestra rotura de la onda, aplicación a fibrilación ventricular)
- Página de grupo que estudia sistemas de reacción-difusión con videos de simulaciones de ondas espirales aplicadas al caso de la propagación de la señal eléctrica en el corazón.
- Ondas espirales de AMP cíclico como resultado de la interacción entre células de Dictyiostelium: video 1, video 2, video 3
- Observación de ondas espirales en la reacción de Belousov-Zhabotinsky
- Comentario sobre paper que estudia ondas espirales que pueden estar relacionadas con arritmias cardíacas.
6. Del ADN a las proteínas. Expresión génica.
7. Fluctuaciones y ruido.
8. Cascadas de señalización.
9. Entropía e Información.
