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Physik der Gene 1: Nukleinsäuren
Physics of Genes 1: Nucleic Acids

Modul PH2277

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.

Basisdaten

PH2277 ist ein Semestermodul in Deutsch oder Englisch auf 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 60 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2277 ist Friedrich Simmel.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

- Historische Einführung

- Die chemische Struktur von DNA und RNA

- DNA- und RNA-Thermodynamik

- Konformationsänderungen

- Nukleinsäuren als Polymere

- Nukleinsäuren als Polyelektrolyte

- DNA-Topologie

- Analytische Verfahren

- Wechselwirkung von Proteinen mit DNA

- Biogenese von DNA und RNA

Lernergebnisse

Nach erfolgreichem Belegen des Moduls können die Studierenden:

1. die wesentlichen biophysikalischen Eigenschaften von Nukleinsäuren formulieren, auf spezielle Probleme anwenden und ihre Nutzung in der Biotechnologie, Gentechnik und Nanotechnologie verstehen

2. Vorträgen, die sich mit biophysikalischen Eigenschaften von Nukleinsäuren beschäftigen, folgen und sich an entsprechenden wissenschaftichen Diskussionen beteiligen.

3. sich mit Hilfe vermittelten Grundlagen und Ansatzpunkte selbständig durch Literaturrecherche weiterbilden

4. einfache Berechnungen zu DNA-Struktur und Thermodynamik, z.T. mit Hilfe von Computerprogrammen durchführen

Voraussetzungen

Keine Vorkenntnisse nötig, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen.

Grundkenntnisse in Biophysik und Biochemie sind hilfreich.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 2 Physik der Gene 1: Nukleinsäuren Simmel, F. Do, 10:00–12:00, ZNN 2.003
sowie einzelne oder verschobene Termine
UE 2 Übung zu Physik der Gene 1: Nukleinsäuren
Leitung/Koordination: Simmel, F.

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 Nukleinsäurebiophysik und entsprechender (Rechen-)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

Bloomfield, Crothers, Tinoco, Nucleic Acids, University Science Books

Bates & Maxwell, DNA Topology, Oxford University Press

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

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 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:

  • Beschreiben Sie quantitativ die mechanischen Eigenschaften von einzel- und doppelsträngiger DNA
  • Welche Größen beschreiben die Topologie von DNA-Molekülen?
  • Bestimmen Sie die Sekundärstruktur einer gegebenen (kurzen) Nukleinsäuresequenz
  • Wie berechnet man den Schmelzpunkt einer gegebenen DNA-Sequenz?

Während der Prüfung sind keine Hilfsmittel erlaubt.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

Aktuell zugeordnete Prüfungstermine

Derzeit sind in TUMonline die folgenden Prüfungstermine angelegt. Bitte beachten Sie neben den oben stehenden allgemeinen Hinweisen auch stets aktuelle Ankündigungen während der Lehrveranstaltungen.

Titel
ZeitOrtInfoAnmeldung
Prüfung zu Physik der Gene 1: Nukleinsäuren
Mo, 4.2.2019 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin vor So, 24.03.2019. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date before Sun, 2019-03-24. bis 15.1.2019 (Abmeldung bis 3.2.2019)
Di, 26.3.2019 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin von Mo, 25.03.2019 bis Sa, 27.04.2019. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date from Mon, 25.03.2019 till Sat, 27.04.2019. bis 25.3.2019
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