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TVI: Einführung in die Theoretische Biophysik – Inhalte & Material

Inhalte "Einführung in die Theoretische Biophysik"

Termin Themen und Literaturempfehlungen
21.04. Motivation "Biologische Funktion", Beispiel: Chemotaxis von Eukaryonten und Bakterien. Makroskopische Beschreibung bakterieller Chemotaxis: Drift-Diffusions-Prozess funktioniert nicht.
23.04. Bakterielle Chemotaxis: Einzel-Zell Experimente, Response - Funktion, Random Walk mit Gedaechtnis, Linear-Response Theorie
28.04. Optimierung der Response-Funktion (Variationsrechnung), transiente Drift und stationäre Verteilung
30.04. Rezeptoren: molekulare Konzentrations-"Messgeräte", Berg-Purcell Theorie, einfaches Rezeptor-Modell
05.05. Allosterie, Kooperativität, Sensitivität, Zeroth-order ultrasensitivity
07.05. Adaptation und Robustheit, molekulare Mechanismen. Theoretisches Konzept: integrales Feedback
12.05. Methoden-Block: Nichtlineare Dynamik 1
  • S. H. Strogatz, Nonlinear Dynamics & Chaos, Kapitel 1-4
14.05. Methoden-Block: Nichtlineare Dynamik 2
  • S. H. Strogatz, Nonlinear Dynamics & Chaos, Kapitel 3-8
19.05. Dynamik der Gen-Expression, quantitative Beschreibung der Genregulation, genetische Regelkreise
26.05. Gen-Regulation: Input-Output-Relationen, kombinatorische Regulation
28.05. Protein-DNA Wechselwirkung und Suchprozess
  • O. Berg, R.B. Winter & P.H. von Hippel, Biochemistry 20 (1981) 6929
  • M. Slutsky & L. Mirny, Biophys. J. 87 (2004) 4021
04.06. Kinetisches Fehlerlesen
  • J.J. Hopfield, PNAS 71 (1974) 4135
  • J.J. Hopfield, T. Yamane, V. Yue & S.M. Coutts, PNAS 73 (1976) 1164
09.06. Methoden-Block: Stochastische Prozesse I (Markov Prozesse, Master-Gleichung)
  • C.W. Gardiner "Handbook of Stochastic Methods", Springer
16.06. Methoden-Block: Stochastische Prozesse II (Fokker-Planck Gleichung)
  • C.W. Gardiner "Handbook of Stochastic Methods", Springer
18.06. Methoden-Block: Stochastische Prozesse III (Langevin-Gleichung)
  • C.W. Gardiner "Handbook of Stochastic Methods", Springer
23.06. Präsenz-Übung
25.06. Zusatz-Übung
30.06. Intrinsisches + extrinsisches Rauschen in biochemischen Netzwerken, Modelle
02.07. Physikalische Grenzen fuer die biochemische Signalübermittlung
  • W. Bialek & S. Setayeshgar, PNAS 102 (2005) 10040
07.07. Musterbildung durch Turing-Mechanismus; Stabilitätsanalyse von Reaktions-Diffusions-Systemen
09.07. Zellteilung von Bakterien: Raum-zeitliche Dynamik der MinD/E- Oszillationen
14.07. Musterbildung bei der Embryogenese: Drosophila vs. Vertebraten; Mechanismus und Modellierung der Somitogenese
16.07. RNA-Faltung als Beispiel fuer einen durch (Sequenz-)Information getriebenen Strukturbildungsprozess
21.07. Statistische Physik der RNA-Faltung auf der Ebene der Sekundar- Struktur
Volesungsmitschrift von Benedikt Ludwig

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