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Synthetische Biologie 2
Synthetic Biology 2

Modul PH2235

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Modulversion vom SS 2018 (aktuell)

Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.

verfügbare Modulversionen
SS 2018SS 2016

Basisdaten

PH2235 ist ein Semestermodul in Deutsch oder Englisch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Spezialfachkatalog Physik
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Biophysik

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 30 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2235 ist Friedrich Simmel.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Die Vorlesung Synthetische Biologie beschäftigt sich im Gegensatz zum ersten Teil mit speziellen Themen, insbesondere mit neueren technologischen Entwicklungen, die in der synthetischen Biologie zum Einsatz kommen.

Dazu zählen:

- Gene assembly & gene editing

- Mikrofluidik (Einzelzellstudien in Mikrofluidik, Droplet-Mikrofluidik für Screening)

- Sequenzierung, insbesondere Next Generation Sequencing

- RNA-basierte synthetische Biologie

- Metabolic Engineering

Lernergebnisse

Nach der erfolgreichen Teilnahme an dem Modul haben die Studierenden Kenntnisse über:

  1. die physikalischen Grundlagen von mikrofluidischen Systemen
  2. über moderne Verfahren des Gene und Genome Engineering
  3. der experimentellen und theoretischen Grundlagen von Next GEneration Sequencing-Methoden
  4. moderne genetische Verfahren, insbesondere CRISPR
  5. über Prinzipen des Metabolic engineering und der assoziierten Analyseverfahren (flux balance analysis, etc)

    und die Anwendung der entsprechenden Verfahren in der synthetischen Biologie.

Darüberhinaus sind die Studierenden in der Lage entsprechende "Computational Tools" zu verstehen und zu verwenden.

Voraussetzungen

Vorkenntnisse in Biophysik/Biochemie/Molekularbiologie sind wünschenswert, auch wäre der vorherige Besuch der Vorlesung Synthetische Biologie 1 hilfreich

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 2 Synthetische Biologie 2 Simmel, F. Do, 10:00–12:00, ZNN 2.003

Lern- und Lehrmethoden

Die Inhalte der Vorlesung werden durch Vortrag, Präsentation und gelegentlich Tafelanschrieb vermittelt.

In der Vorlesung werden grundlegende Konzepte vorgestellt und diese anhand einer Vielzahl von Beispielen aus der aktuellen Forschung wissenschaftlich diskutiert. Die Studierenden sollen diese Beispiele versuchen in Heimarbeit im Detail zu verstehen und zu durchdringen. Hierbei sollen die Studierenden die Inhalte der Vorlesung aktiv anwenden,

Begleitend sollen die Studierenden entsprechende Lehrbücher (oder Abschnitte in den Lehrbüchern) sowie Fachliteratur zur Vertiefung der für die Inhalte der Vorlesung nötigen Kenntnisse heranziehen.

Medienformen

Vortragsfolien, ergänzende Literatur, Online-Tools für Biophysik/Synthetische Biologie. Die Vortragsfolien werden über Moodle bereit gestellt.

Literatur

Milo & Phillips, Biology by the Numbers (Garland Science)

Phillips, Kondev, Theriot, Garcia, Physical Biology of the Cell (Garland Science)

Uri Alon, Systems Biology (Chapman & Hall)

Alberts, Molecular Biology of the Cell (Garland Science)

Strogatz, Nonlinear Dynamics and Chaos (Westview Press)

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Es findet eine mündliche Prüfung von etwa 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:

  • Erklären Sie klassisches, Gibson & Golden Gate Cloning.
  • Erläutern Sie Gene Editing mit CRISPR/Cas9 und andere Anwendungen von CRISPR-Systemen.
  • Erläutern Sie die Erzeugung von Emulsiontröpfchen in der Mikrofluidik (Kapillarzahl, Grenzflächenspannung und viskose Spannung).
  • Erklären Sie eine der modernen Next Generation-Sequenzierungstechniken.
  • Erklären Sie das allgemeine Konzept der metabolischen Kontrollanalyse.
  • Diskutieren Sie in-vivo-Sensing / Computing mit RNA-Molekülen.
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