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A: Biophysik der Systeme – Übersicht

  • Übersicht

Dozent:

Dozent

Informationen zur Vorlesung

Zeit und Ort

Zeit: Freitags 9.00 - 11.15 mit anschließendem Seminar
Ort: Großer Physikalischer Hörsaal

Vorlesung

17.10. Einführung in die Vorlesung

Übersicht über die Biophysik der Systeme

Tutorial: Was erwarten wir von einem guten Seminarvortrag?
Vergabe der Seminarthemen
(Paper aller Seminare als ZIP, 30MB)

---- Dieses Semester offen für Bachelor-Studenten, 6 ECTS-Punkte ----

24.10. Musterbildung (PDFs siehe unten)

Biologische Musterbildung und Morphogenese. Aktivator-Inhibitor Modell, Raum-zeitliche Strukturbildung und oszillierende Reaktionen
PDFs: Einführung; Embryogenese; Hydra; Laser

Seminar 1: Gierer-Meinhardt Model (Andreas Gietl)
Literatur:
Sackmann-Skript Kap.III(23)
Gierer-Meinhardt Model auf Scholarpedia

31.10. Evolution Teil 1

Darwin und der phylogenetische Baum. Gemeinsame Strategien des Lebens. Frühe Evolution. Zeitlicher Verlauf der Evolution. Chemische Evolution: Bausteine. Orte für den Origin of Life, Hydrothermale Chemie.

Seminar 2: Q-beta replicase: The Spiegelman-Monster (Johannes Nagele)
Literatur: Spiegelman-PNAS Paper und Eigen-Review

7.11. Evolution Teil 2

Hydrothermale Chemie, Archaea, Hydrothermale Akkumulation, (Konvektive PCR), Populationsdynamik, Begrenztes Wachstum, Futterkonkurrenz, Räuber-Beute Modell, Eigen-Modell der Molekularen Evolution, Fehlergrenze, Sauerstoff-Krise, Endosymbiotische. Entstehung der Eucaryonten

Seminar 3: Konvektive PCR und hydrothermale Akkumulation (Fabian Fuchs)
Literatur: Convective PCR (PRL), Hydrothermal Accumulation (PNAS) and Evolution (Physical Biology)

14.11. Einführung biochemische Netzwerke (PDF)

Enzymkinetik, Michaelis Menten, S-Systeme

Seminar 4: Single-Molecule Enzymatic Dynamics (Fabian Wolfertstetter, PDF)
Literatur: Lu & Xie, Science 282, 1877 (1998)

21.11. Bakterielle Chemotaxis

Fortbewegung von Ecoli, direktionale Bewegung, run and tumble, Che-Proteinnetzwerk, Adaption, Sensitivität, Coorporative binding, Hill-Gleichung, Konformationsmodell eines Rezeptors, Ising-Modell des Rezeptorfeldes, Bool'sche Algebra mit Rezeptorfeldern.

Seminar 5: Flagellenstruktur & Sensitivity/Robustness in Ecoli (Andrea Ebert)
Literatur: Robustness, Alon & Leibler; Cluzel & Leibler und Buch "Ecoli in Motion" von Berg

27.11. Chemotaxis von Eukaryonten

Chemotaxis bei Dictyostelium; Ausblick: Chemotaxis bei der Gehirnentwicklung

Seminar 6: Dictyostelium Chemotaxis (Carleen Kluge)
Literatur: Review

5.12. Genregulation (Teil 1, Teil2)

Lac Operon, boolesche Netze.

Seminar 7: Synthetische Netzwerke in Bakterien : Konstruktion eines "Bakterienoszillators" (Massey)
Literatur: Elowitz & Leibler (2000)

12.12. Stochastische Effekte in regulatorischen Netzen (Teil 1, Teil 2)

Intrinsisches und extrinsisches Rauschen, "Quorum Sensing" [Collins (2005); Ellowitz et. al (2002)]

Seminar 8: Das Kompetenz-Netzwerk von B. Subtilus - ein "erregbares System"
Literatur: Suel & Elowitz (2005)

19.12. RNA-Regulationsmechanismen (Teil 1, Teil 2)

mRNA, RNA-interferenz, siRNA in der Medizin, Splicing, Spliceosome

Seminar 9: RNA als Schalter (Chrstian Werle)
Literatur: RNA Schalter durch schnelles Kühlen; Berechnung der RNA Faltung;  RNA Schalter in der Expression

9.1. Einsichten aus der Netzwerktheorie (Folien)

Degree distribution, Scale free networks, hierarchical networks, metabolic pathways, robustness.
Off Topic: Ökonomische Netzwerke der Buchhaltung (Teil 1, Teil 2, Teil 3)

Seminar 10: Anwendung von Netzwerkansätzen (Folien) (Matthias Schmitt)
Literatur: Criminal Network Analysis or Evolving Social Networks

16.1. Neuronale Netze (PDF)

Theoretische und reale neuronale Netze.

Seminar 11: Phase Locked Neuronal Networks (Marc Ablay)
Literatur: van Hemmen - Papers (PDF und im Buch Models of Neural Networks II)

23.1. Zelluläre Netzwerke / Immunologie (PDF)

Populationsstrategien, Netzwerke, Immunologie und Gewebe

Seminar 12: Das Immunsystem
Literatur: Etliche Reviews - Auswahl nach Rücksprache

30.1. Spieltheorie und Evolution (PDF)

Beschreibungen von ökonomischen Vorgängen. Anwendung in der Populationsdynamik

Seminar 13: Diversity in a diffusive Scissors-Game (Martin Weidl)
Literatur: Reichenbach-Frey-Nature Paper (Nature & PRE)

6.2. High Throughput Methods of Systems Biology (PDF)

Experimentelle Grundlagen. Überblick über unterschiedliche Methoden.
Vorstellung der aktuellen Forschung der NanoSystems Initiative Munich (NIM) (Gerrit Huy)
Literatur: Webseiten der NIM-Teilnehmer

>>>Special:
Besuch Prof. Andreas Herz, Aktuelle Forschung zu Neuronalen Netzen

Verantwortlich für den Inhalt: Dieter Braun