Es bien patente la importancia que la tecnología ha adquirido en los sistemas biológicos, y son muchas las disciplinas científicas que directa o indirectamente están colaborando en los grandes avances que se están produciendo tanto en el conocimiento como en el control de los procesos bio-inspirados. No obstante, su gran complejidad les hace inabordables de forma detallada, por lo que el uso de modelos simples resulta esencial para comprender su funcionamiento y para tratar de profundizar en su estructura interna.

En esta asignatura se abordarán aspectos generales de los sistemas biológicos, algunos a nivel celular, otros a nivel intercelular y otros a nivel funcional, mediante modelos dinámicos. Se analizarán las estructuras elementales de realimentación que pueden explicar su comportamiento y se identificarán sus parámetros característicos. El agrupamiento de estas estructuras elementales permitirá conformar modelos más representativos de los procesos biológicos. En la asignatura también habrá oportunidad de analizar aspectos de control que surgen de forma natural y otros que aparecen artificialmente. En definitiva la asignatura pretende que el estudiante desarrolle habilidades y destrezas que le capaciten para abordar problemas de modelado, simulación y control en relación con los sistemas biológicos.

Además de contribuir en los resultados de aprendizaje generales del máster, se espera que esta asignatura proporcione al estudiante:

Comprensión sobre la naturaleza dinámica de los sistemas biológicos y las estructuras elementales de realimentación que determinan su comportamiento.

Capacidad para representar mediante ecuaciones matemáticas ciertos comportamientos básicos de los sistemas biológicos y para analizar cómo influyen en ellos sus parámetros característicos.

Destrezas para la representación de comportamientos más complejos de los sistemas biológicos como agregación de comportamientos básicos.

METODOLOGÍA
En esta asignatura se seguirá la metodología de educación a distancia. Esta metodología se apoya en el uso de plataformas educativas de la UNED y prevé que la asignatura disponga de un curso virtual. El estudiante tendrá a su disposición un material didáctico para seguir la asignatura, recibirá orientaciones y apoyo del equipo docente a través de las herramientas proporcionadas por el curso virtual, y podrá entrar en contacto con sus compañeros.

El tipo de actividades previstas en esta asignatura (estudio teórico, resolución de problemas, utilización de herramientas informáticas) se incorporarán de forma gradual en el material preparado específicamente por el equipo docente, así como a través del curso virtual. Facilitando que éstas se puedan realizar en solitario, pero sin descartar que algunas se realicen de forma colaborativa. Las actividades formativas atenderán el siguiente reparto orientativo de créditos: 25% de tipo teórico, 55% de tipo práctico y 20% de trabajo autónomo.
 

Los contenidos de la asignatura se han estructurado en tres bloques, con dos temas cada uno. El primer bloque presenta una visión general, funcional y estructurada de ciertos procesos representativos en los que intervienen seres vivos. El segundo bloque aborda las catálisis biológicas con la participación de enzimas o del ácido ribonucleico, como una forma natural de explicar ciertos condicionamientos observados en el desarrollo de los seres vivos. Y el tercer bloque aborda dos aplicaciones típicas de la Ingeniería de Control, donde alterando el entorno es posible condicionar el comportamiento de los seres vivos. El crecimiento de células constituye el proceso básico en el cultivo de células madre. Por otro lado, el crecimiento controlado de microorganismos es un proceso básico en muchas fermentaciones y por tanto está muy presente en la industria alimentaria. En ambos casos se comprobará que no es necesario entrar en el detalle celular para poder explicar los procesos y para tomar las acciones tecnológicas necesarias.

Bloque 1: Dinámica de los procesos biológicos

1. Visión sistémica de los procesos biológicos

2. Mecanismos reguladores en los seres vivos

Bloque 2: Modelado y simulación de procesos biológicos celulares

3. Reacciones enzimáticas

4. Transcripción genética

Bloque 3: Procesos biológicos controlados

5. Cultivo celular

6. Crecimiento de microorganismos