Biologia Cel·lular i Molecular (BIO-214)

Biologia Cel·lular i Molecular (BIO-214)

• Curs de 6 crèdits que explora l'organització, funció i regulació dels éssers vius a nivell cel·lular i molecular.
• Prerequisits: BIO-112, QUI-111.
• Semestre: IV.
• Àrea: Ciències Naturals.
• Naturalesa: Teòrico-Pràctica.

Objectiu General

• Proporcionar una comprensió integral de l'estructura, funció i regulació de les cèl·lules i els seus processos moleculars.

Objectius Específics

• Descriure l'estructura i la funció dels components cel·lulars, incloent la membrana plasmàtica, el nucli i els orgànuls.
• Explicar els processos de replicació, transcripció i traducció del material genètic.
• Comprendre els mecanismes de transport de molècules a través de les membranes cel·lulars.
• Analitzar els processos de senyalització cel·lular i comunicació intercel·lular.
• Discutir la regulació del cicle cel·lular i la divisió cel·lular.

Continguts del Curs

Unitat I: Introducció a la Biologia Cel·lular i Molecular

• Origen i evolució de les cèl·lules.
• Teoria cel·lular.
• Organització cel·lular: procariotes i eucariotes.
• Virus: estructura i replicació.

Unitat II: Components Cel·lulars

• Membrana plasmàtica: estructura, composició i funcions.
• Transport a través de la membrana: transport passiu i actiu.
• Nucli: estructura i funció.
• Citoplasma: orgànuls i citoesquelet.

Unitat III: Material Genètic

• ADN: estructura i replicació.
• ARN: tipus i funcions.
• Transcripció: síntesi d'ARN.
• Traducció: síntesi de proteïnes.
• Regulació de l'expressió gènica.

Unitat IV: Metabolismo Celular

• Enzims: estructura, funció i regulació.
• Glucòlisi i respiració cel·lular.
• Fotosíntesi.
• Metabolisme de lípids i proteïnes.

Unitat V: Senyalització Cel·lular

• Receptors cel·lulars: tipus i mecanismes d'acció.
• Vies de senyalització intracel·lular.
• Comunicació intercel·lular: unions cel·lulars i missatgers químics.

Unitat VI: Cicle Cel·lular

• Fases del cicle cel·lular: interfase, mitosi i meiosi.
• Regulació del cicle cel·lular: punts de control.
• Mort cel·lular programada: apoptosi.

Metodologia i Avaluació

• Clases teòriques, discussions en grup, pràctiques de laboratori, anàlisi d'articles científics i presentacions orals.
• Avaluació basada en exàmens parcials (60%), treballs pràctics i presentacions (30%), i participació en classe (10%).

Bibliografia Recomanada

• Alberts, B., et al. (2014). Molecular Biology of the Cell (6th ed.). Garland Science.
• Lodish, H., et al. (2016). Molecular Cell Biology (8th ed.). W. H. Freeman.
• Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2009). The Cell: A Molecular Approach (5th ed.). ASM Press.

Teoria Algorísmica de Jocs

Què és la Teoria Algorísmica de Jocs?

• La teoria de jocs estudia les interaccions estratègiques entre agents racionals.
• El disseny d'algorismes desenvolupa procediments per resoldre problemes computacionals.
• La Teoria Algorísmica de Jocs (TAC) fusiona la teoria de jocs i el disseny d'algorismes, abordant qüestions computacionals en jocs.

Per què la Teoria Algorísmica de Jocs?

• La teoria de jocs tradicional assumeix un poder computacional il·limitat.
• L'internet introdueix interaccions estratègiques a gran escala (subhastes en línia, xarxes socials).
• Els jocs poden ser computacionalment difícils de resoldre.

Encaminament Egoista

• Considera una xarxa amb dues rutes d'A a B: una amb latència constant d'1 i una altra amb latència dependent del trànsit.
• En l'equilibri de Nash, el trànsit es distribueix per igualar el temps necessari, el temps total és d'1.

Paradoxa de Braess

• Afegir un enllaç a una xarxa pot empitjorar el seu rendiment.
• Afegir un enllaç pot augmentar la latència per a tothom a la xarxa.
• El preu de l'anarquia quantifica com de dolent pot ser un equilibri de Nash en comparació amb la solució òptima.

Definició Formal de PoA

• El cost social (CS) és la suma del cost de tot els jugadors: $SC(s) = \sum_{i \in N} C_i(s)$
• El preu de l'anarquia (PoA) és la proporció del "pitjor cas" del cost social d'un equilibri de Nash respecte del cost social òptim.
• $PoA = \frac{\max_{s \in NE} SC(s)}{\min_{s \in S} SC(s)}$ on s és el perfil estratègic i NE és el conjunt d'equilibris de Nash.

Disseny de Mecanismes

• Dissenyar les regles d'un joc per aconseguir un resultat desitjable, fins i tot quan els jugadors actuen estratègicament.
• Els jugadors tenen informació privada i pot actuar de forma interessada.
• Crear incentius perquè els jugadors revelin la seva informació real.

Subhasta de Vickrey

• Els licitadors presenten ofertes secretes.
• El licitador més alt guanya.
• El guanyador paga la segona oferta més alta.
• Els licitadors estan incentivats a licitar el seu valor real.

Mecanisme VCG

• VCG (Vickrey-Clarke-Groves): Maximitzar el benestar social
• Incentiva als licitadors revelar les seves verdaderes valoracions
• Racionalitat individual: garantir que els licitadors no es trobin participant.

Teoria de Jocs de Coalició

• Estudia com els grups (coalicions) cooperen per aconseguir millors resultats.
• Destaca la formació de coalicions i la divisió de guanys.
• Important assegurar la estabilitat

Assignació Estable

• "n" homes i "n" dones que busquen parelles.
• Cada persona té una llista de preferència de possibles parelles
• Trobar una combinació estable on ningú prefereix l'altra parella més per sobre de la seva parella

Jocs Repetits

• Jocs jugats vàries vegades per els mateixos jugadors.
• Interaccions repetides pot conduir a la col·laboració
• Ús d'estratègies depenen d'accions en el passat.
• Estratègia tipus "ull per ull".

Problemes Oberts i direccions futures

• Complexitat dels Equilibris, disseny de mecanismes amb info limitada, jocs a gran escala
• Incorporar models realisstes de comportament dels humans en l'anàlisis d ela teoria del joc.
• Ús de la IA per treure a lluir estratègies òptimes en jocs complexes
• Disseny de mecanismes descentralitzats utilitzant la tecnologia Blockchain
• Aplicar la teoria de jocs per entendre i influir el comportament en xarxes socials.