209602 Mastermodul 2 "Molekulare Grundlagen der Signaltransduktion" (V+Pr) (WiSe 2024/2025)

Pflanzen als sessile Organismen sind permanent Veränderungen der Umweltbedingungen ausgesetzt, an die sie Wachstum, Entwicklung, Metabolismus und Verhalten anpassen müssen. Dazu nehmen sie kontinuierlich Reize aus der Umgebung wahr, die decodiert werden und zur Auslösung entsprechender Reaktionen führen. In dem Modul werden grundlegende Konzepte vermittelt, wie Signaltransduktion von der Perzeption eines Stimulus durch Rezeptoren über die Signalübertragung in der Zelle bis zur molekularen Antwort abläuft. Am Beispiel der Reaktion auf Licht, Phytohormone und Streß wird erarbeitet, wie die Pflanze eine Feinabstimmung der Reaktion auf verschiedene synergistisch oder antagonistisch wirkende Reize durch Crosstalk individueller Signaltransduktionskaskaden erreicht und wie die Reaktionen auf Umweltfaktoren in das durch die innere Uhr gesteuerte Netzwerk endogener circadianer Rhythmen integriert sind. Dabei kommt ein breites Methodenspektrum zur Anwendung einschließlich Anzucht von Arabidopsis-Pflanzen in Sterilkultur, Selektion, Handhabung und molekularer Charakterisierung transgener Pflanzen, Isolierung von DNA, RNA und Protein, Analyse von Transkriptabundanzen mittels RNA Gel blots, RT-PCR und Real time PCR, immunologischer Nachweis von Proteinen, Einsatz verschiedener Markergene zur Analyse von Promotoraktivitäten, Messung von Metabolitspiegeln, Untersuchung von Mutanten mit Defekten in Photorezeptoren, Signaltransduktionskaskaden und dem circadianen System. Die Weiterentwicklung der Techniken zur Analyse von Reaktionen auf Umweltfaktoren auf der Ebene des Gesamtgenoms werden diskutiert.