Physik der Gene 2
Physics of Genes 2
Modul PH2288
Modulversion vom SS 2020 (aktuell)
Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.
Ob die Lehrveranstaltungen des Moduls in einem spezifischen Semester angeboten werden, finden Sie im Abschnitt Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise unten.
| verfügbare Modulversionen | |
|---|---|
| SS 2020 | SS 2019 |
Basisdaten
PH2288 ist ein Semestermodul in Deutsch oder Englisch auf Master-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.
Die Gültigkeit des Moduls ist von SS 2019 bis WS 2021/2.
Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.
| Gesamtaufwand | Präsenzveranstaltungen | Umfang (ECTS) |
|---|---|---|
| 150 h | 60 h | 5 CP |
Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2288 ist Friedrich Simmel.
Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen
Inhalt
1. Biophysik von DNA-bindenden Proteinen
2. Suche nach Bindungsseiten
3. Biophysik der Transkription
4. Biophysik der Übersetzung
5. Transkriptionsverordnung
6. Verkehr und Staus auf DNA
7. Regulatorische RNA
8. Gen-Schaltungsmotive
Optional: Informationstheorie, CRISPR-Technologie, Chromatin Remodeling, Epigenetik
Lernergebnisse
Nach erfolgreichem Belegen des Moduls können die Studierenden:
1. Genexpressionsprozesse aus biophysikalischer Sicht verstehen und quantitativ beschreiben
2. Vorträgen zur quantitativen Biologie der Genexpression und der synthetischen Biologie folgen und sich an entsprechenden wissenschaftichen Diskussionen beteiligen.
3. sich mit Hilfe vermittelten Grundlagen und Ansatzpunkte selbständig durch Literaturrecherche weiterbilden
4. einfache Genschaltungen mit Hilfe von Computerprorgrammen selbst entwerfen und modellieren
Voraussetzungen
Kenntnisse in Biophysik, Biochemie und Molekularbiologie. Der Besuch der Vorlesung Physik der Gene 1 ist hilfreich.
Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise
Lern- und Lehrmethoden
In der thematisch strukturierten Vorlesung werden die Lerninhalte präsentiert. In wissenschaftlichen Diskussionen werden die Studierenden mit einbezogen und die selbstständige Anwendung der Grundlagen anhand konkreter Probleme gefördert.
In der Übung werden die Lerninhalte durch Diskussion spezieller Probleme der Biophysik der Genexpression oder der synthetischen Biologie und entsprechender Aufgaben vertieft und eingeübt. Darüberhinaus wird in den Übungen spezielle Fachliteratur gelesen und im Detail diskutiert.
Medienformen
Die Vorlesung wird per Powerpoint-Präsentation abgehalten, gelegentlich unterstützt durch Tafelanschrieb.
Ein Skript zur Vorlesung wird über moodle bereitgestellt. Für die Übungen werden Aufgaben und Fachliteratur ausgegeben.
Literatur
Vologodskii, Biophysics of DNA, Cambridge University Press
Phillips, Kondev, Theriot, Garcia, Physical Biology of the Cell, Garland Science
Alon, Systems Biology, CRC Press
Weitere Fachliteratur (Publikationen) wird in der Vorlesung und in den begleitenden Übungen bereitgestellt und besprochen
Modulprüfung
Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen
Es findet eine mündliche Prüfung von 25 Minuten Dauer statt. Darin wird das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe exemplarisch durch Verständnisfragen und Beispielrechnungen überprüft.
Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:
- Formulieren Sie ein einfaches mathematisches Modell für einen Genexpressionsprozess (Transkription + Translation)
- Welche Möglichkeiten gibt es für die Herstellung eines genetischen "UND"-Gatters?
- Wie findet CRISPR/Cas9 sein Bindungstarget? Diskutieren Sie den Prozess aus biophysikalischer Perspektive.
Während der Prüfung sind keine Hilfsmittel erlaubt.
Wiederholbarkeit
Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.