Fakultät für Physik
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Vorlesung System Biophysik – Übersicht

  • Übersicht

Dozenten

Rädler, Braun, Parak, Mendoza

Ort /Zeit
Dienstag 14-16:30 Uhr, kl. HS, Altbau Physik

INHALTE

20.04. Einleitung (Rädler/Braun)

TEIL 1
Überblick Evolution, Braun
Überblick Neuronale Netze, Braun
Verteilung der Referatsthemen

TEIL 2 (Rädler)
Dictyostelium Discoideum - Ein Modellsystem

Journal Club (Mendoza)
Modellierung einfacher Systeme und numerische Behandlung nicht-linearer Gleichungen
Einführung PLAS (A software package for Power Law Analysis and Simulation.) free-ware

 
27.04. Evolution (Braun)

Molecular Evolution of Life
o Timeline: some cosmological and geological background
o Tree of Life: Clues, characteristics and starting organisms
o Historical of ideas on the origin of life
o Early experiments on biosynthesis
o The big debate: Metabolism versus Replication
o Self-Replication in Experiment and Theory
o The stage: possible starting points on earth
o Hydrothermal vents and convective approaches

Interesting Literature:
Iris Fry: The Emergence of Life on Earth
Cairns-Smith: Seven Clues to the Origin of Life
Geoffrey Zubay: Origins of Life : On Earth and in the Cosmos
Roland Glaser: Biophysics
Raymond F. Gesteland: The Rna World
Cindy Lee van Dover: The Ecology of Deep-Sea Hydrothermal Vents

Journal Club über die Paper:
Thermal force approaches to Molecular Evolution
Thermophoretic trapping of DNA
Convective PCR

Vortrag von Uwe Megerle: Molecular Evolution

04.05. Evolution II (Braun)

o Locations of evolution
o Hydrothermal vents
o Archaea
o The procaryotic-eucaryotic transition
o The oxygen-catastrophy
o The great extinctions
o Game theory
o Stability criterion
o Evolutionary trajectories in game theory

Interesting Literature on game theory:
John Maynard Smith: Evolution and the Theory of Games.
Ulrich Müller: Evolution und Spieltheorie, 1990
Rudolf Schüßler: Kooperation unter Egoisten, 1990
Michael Taylor: The possibility of cooperation, 1987
Richard Dawkins: the selfish gene. 1976, 2nd edition 1989. (dt: das egoistische Gen)
Matt Ridley: The origins of virtue: human instincts and the evolution of cooperation, 1996, pinguin paperback

Journal Club
Talk by Evelyn Plötz (PDF) / Talk as OpenOffice File
on the papers:
Polymerization by fast cooling
Autocatalysis?
Enhancement with Vesicles

11.05. Raum-Zeitliche Strukturbildung (Parak)

Mathematische Strukturen in der Natur - Fibonnacci-Regel
Beispiel physikalischer Musterbildung: Moden-Selektion im Laser
Beispiel chemischer Strukturbildung: Belousov-Zhabotinski-Reaktion
Periodische Musterbildung in der Natur: Schneckenschalen

18.05. Chemische Wellen und Zellaggregation (Rädler)

Vom Einzeller zum Organisierten Zellverband - Morphogenese der Schleimpilze
Modell des Camp Signalsystems

Selbsterregte Oszillationen des c-AMP und Synchronisierung der Zellaggregation
Der Van der Pol Oszillator
Raum-zeitliche Strukturierung der morphogenetischen Signale

25.05. Signal-Netzwerke und Chemotaxis (Rädler)

Bakterielle Chemotaxis
Signal Transduktion Bakterien
Adaption
Robustheit

Eukaryotische Chemotaxis
Molekulare Grundlagen der Signaltransduktion
Signalverstärkung durch Second Messenger Systeme

08.06. Morphogenese (Parak)

Aktivator-Inhibitor Modell
Zelldifferenzieung
Beispiel: Hydra
Beispiel: Hühnerflügel

15.06. Immunsystem (Rädler)

Zelluläre Grundlage der Immunantwort
Gedächnisfunktion des Immunsystems
Klonale Selektionstheorie
Jernesche Netzwerktheorie - Ein mathematisches Modell des Immun-Netzwerks


22.06. Grundfunktionen des Gehirns, Grundlagen Neuronale Netze (Braun)

Lecture:
- Anatomy of Neuronal Networks
- Formal Neural Networks
- Are they realistic?
- Mapping problem: Kohonen Networks
- Extended Brain memory for game
theory and economics: bookkeeping.

Talk on Chapter I of "Models of Neural Networks II",
Domany, van Hemmen, Schulten, Springer 1994
by Peter Krawitz

29.06. Metabolische Netzwerke (Mendoza)

06.07. Genetische Netzwerke (Mendoza/Maier)

13.07. Proteinnetzwerke in der Systembiologie (Mendoza)

20.07. Zusammenfassung SystemBiophysik