Modul 20-SM14 Vom Gen zur Funktion: In Theorie und Praxis

Die Studierenden werden in diesem Praktikum an Modellorganismen mit den wichtigsten analytischen Methoden der systembiologischen Forschung vertraut gemacht. Sie werden Experimente selbstständig planen, durchführen und durch geeignete bioanalytische Methoden auswerten können. Die angewandten analytischen Methoden decken umfassend die systembiologisch relevanten Ebenen biologischer Systeme ab. Aus Zellkulturen wird RNA isoliert, quantifiziert und damit die Expressionsrate bestimmter Gene bestimmt (Transkriptomik). Mit Hilfe der zweidimensionalen Gelelektrophorese und anschließender MALDI-TOF Massenspektrometrie wird die Proteinzusammensetzung der Zellen ermittelt. Zur Stoffwechselanalyse werden Metabolite aus Zellkulturen isoliert und mit Hilfe der Gaschromatographie in Verbindung mit massenspektrometrischen Methoden identifiziert. Die Informationen aus den verschiedenen Ansätzen werden dann mit bioinformatischen Verfahren integriert und damit ein Gesamtbild der Zelle gewonnen. Als Methoden werden vermittelt:

• Isolierung von RNA, Proteinen und Metaboliten
• 2D-Gelelektrophorese
• MALDI-TOF MS
• Gaschromatographie-MS/MS
• Umfangreiche bioinformatische Analysen

Ein Ziel moderner biologischer Forschung ist das Verständnis von Organismen in ihrer Gesamtheit. Um ein integriertes Bild aller regulatorischen Prozesse zu erhalten, werden zurzeit alle Ebenen vom Gen bis zu dessen Funktion intensiv untersucht. Ausgehend vom Genom eines Organismus werden die Genexpression (Transkriptomik), die Proteine samt ihrer Modifikationen (Proteomik) und die Veränderung des Stoffwechsels (Metabolomik) studiert. Die dazu angewandten Methoden führen häufig zu riesigen Datenmengen, die nur noch mit bioinformatorischen Hilfsmitteln vernünftig analysiert werden können. Im praktischen Teil des Moduls werden Daten aus den verschiedenen biologischen Ebenen gewonnen, welche im parallel stattfindenden theoretischen Teil intensiv mit entsprechender Software ausgewertet werden. Die Teilnehmer des Moduls sollen sowohl in moderne analytische Methoden als auch in den Umgang mit der zur Auswertung notwendigen Software eingeführt werden.

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Eines der beiden Module:
20-AM5_a - Genetik / Zellbiologie / Physiologie
20-AM5 - Genetik / Zellbiologie / Physiologie