Fakultät für Physik
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Einführung in die Biophysik – Lecture Notes

Änderungen in der Reihenfolge der Vorlesungen möglich!

09.04.18 1. Motivation
              Inhalt Biophysik Vorlesung
              Organisatorisches
              Was ist Biophysik?

              Überblick und Organisation Einführung in die Biophysik

16.04.18 2. Zellen
              Replikation, Evolution, RNA, Bakterien, Eukarioten, Prokarioten,
              Pflanzenzellen, Vertebratenzellen, innere Organisation, Organellen,
              Techniken: Fluoreszenz, Konfokale Mikroskopie, AFM, Phasenkontrast, GFP,
              Quantenpunkte, Einzelmolekülfluoreszenz, Zentrifugation, Dichtegradienten,
              Dynamische Zentrifugation

              Organisation der Tutorials

              Vorstellung Arbeitsgebiet: Prof. Tim Liedl

23.04.18 3. Biomoleküle
             
              3.1 Grundlagen
             
              Grundlagen Organische Chemie
             
Chemische Bindung, π, σ, Molekülorbitale, funktionelle Gruppen,
              Reaktionsschemen, Phosphate, Lipide, Zucker, Aminosäuren, Basen,
              Stereochemie, Chiralität

               Vorstellung Arbeitsgebiet: Prof. Joachim Rädler

30.04.18 Thermodynamik Grundlagen
             
1.&2. Hs, ΔG, ΔH, μ, Nernst-Potential, Redoxreaktionen, Oxidationszahl, TLS,
             
Reaktionskinetiken, MWG, Van’Thoff
             
Techniken: pH-Elektrode

               Vorstellung Arbeitsgebiet: Prof. Ralf Jungmann

07.05.18 Wasser
              H-Brücken, Solvatation, Säure-Base-GG, hydrophobe WW, dyn.
              Eisbergstruktur, anomale Temp. Abh. der Alkangemische

               Vorstellung Arbeitsgebiet: Prof. Chase Broedersz

14.05.18 3.2 Zucker
             
Hexosen, Pentosen, Ringe, Isomerie, Links, Polysaccharide,
              Ring-Mechanik
              Techniken: Einzelmolekül-Kraftspektroskopie

               Vorstellung Arbeitsgebiet: Prof. Don Lamb

21.05.18 Feiertag
            
28.05.18 3.3 DNA  

              DNA Klassisch
              DNA/RNA Erbinformation, Komplementarität, Struktur, Kodierung,
              Replikation, Sekundärstruktur, Aptamere, Ribenzyme, Thermodyn.
              Helix-Coil-Umwandlung, Kooperativität, Keimbildung, Van’tHoff
              Techniken: UV-Vis-Spektroskopie

               Vorstellung Arbeitsgebiet: Prof. Claudia Veigel

04.06.18 DNA in der Nanotechnologie
              Nanowires, Zeeman-Strukturen, DNA-Motoren, Andelman-DNA-Rechner,
              Techniken: FRET, DNA Synthese, PCR

              Vorstellung Arbeitsgebiet: Prof. Erwin Frey

              Ein Großteil der Präsentation besteht aus noch nicht veröffentlichten Arbeiten.
              Die hier aufgeführten Links geben jedoch einen guten Überblick zu
              früheren, bereits veröffentlichten Arbeiten zu den verschiedenen
              Themenbereichen aus der Arbeitsgruppe von Prof. Frey.            

              Pattern Formation:

              Rethinking pattern formation in reaction–diffusion systems
              https://www.nature.com/articles/s41567-017-0040-5

              Geometry-induced protein pattern formation
              http://www.pnas.org/content/early/2016/01/05/1515191113

              Highly Canalized MinD Transfer and MinE Sequestration Explain the
              Origin of Robust MinCDE-Protein Dynamics
              https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(12)00118-0

              Microtubuli:

              Driven transport on parallel lanes with particle exclusion and obstruction
              https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.83.031923

              Quantifying Protein Diffusion and Capture on Filaments
              https://www.cell.com/biophysj/fulltext/S0006-3495(15)00063-6

              Evolutionary Game Theory:

              Mobility promotes and jeopardizes biodiversity in rock–paper–scissors games
              https://www.nature.com/articles/nature06095

              Evolutionary games of condensates in coupled birth–death processes
              https://www.nature.com/articles/ncomms7977

              Range Expansion of Heterogeneous Populations
              https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.112.148103

              Evolutionary Game Theory in Growing Populations
              https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.105.178101



11.06.18 Gentechnologie
              Human Genom Project, Soziale & Gesellschaftliche Implikationen, Plasmide,
              Polymerasen, Ligasen, Helikasen, transgene Pflanzen und Tiere, Physik der
              Nanomedizin, künstliche Viren, functional genomics
              Techniken: Sangers-Reaktion, Gel-Elektrophorese, Maldi-TOF, Penning-Fallen
              Massenspektroskopie, Sequenom technology, cloning, from protein to gens,
              from gens to proteins, recombinant proteins, southern-northern... blots,
              DNA labelling, FISH, restriktion endonucleases, Vektoren,
              Expressionssysteme, site sirected mutagenesis, expression profiling,
              DNA-chips

               Vorstellung Arbeitsgebiet: Prof. Philipp Tinnefeld

18.06.18 3.4 Proteine
              Ribosomale Proteinsynthese, Primärbios Tertiärstrukturen, Motive,
              Faltungsproblem, Enzym-Rezeptor, katalytische Antikörper, molekulare
              Erkennung, inter- und intramolekulare WW (besonders Van der Waals,
              DebyeHückel), kolloidale Stabilität, MD-Rechnungen, Proteine als
              Gläser, hierarchische Zeitskalen, folding funnels, chaperonins,
              Proteinmodifikationen, alosterische Regulation
              Techniken: Conformational Flooding, externe Kräfte, Kraftspektroskopie,
              X-ray, NMR

               Vorstellung Arbeitsgebiet: Prof. Hauke Clausen-Schaumann

25.06.18 3.5 Lipide
              Membranen, Transportbarriere, Singer-Nickelson, Proteinanker,
              Phospholipide, Vesikel, Mizellen, Monolayer, laterale Diffusion,
              Fick’sche Gesetze, Saffmann-Delbrück, Free Volume Model,
              Lipid/Wasser Phasendiagramm, Membran-Biegeelastizität,
              Formfluktuationen, OSpannung, 2d- Thermodynamik,
              Formumwandlungen, Lipidmischungen, 2d-Phasendiagramme
              Techniken: Treeze etching, FRAP, single molecule tracking, Langmuir Trog,
              LB Transfer

               Vorstellung Arbeitsgebiet: Prof. Petra Schwille

02.07.18 4. Viren
              Struktur, Prinzip, Hüllen, life cycle, Retroviren, budding, Selbstorganisation,
              Symmetrien, TMV, Gauss’sche Körper
              Techniken: Polydron

               Vorstellung Arbeitsgebiet: Prof. Dieter Braun

09.07.18 Klausur