Modul 20-SM10 Zell- und Molekularbiologie niederer Eukaryonten

In diesem Spezialmodul werden moderne Methoden der Zellbiologie, der Mikroskopie, der Molekularbiologie und der Biochemie vereint. Das Modul soll die Fähigkeit vermitteln, Experimente vorausschauend zu planen und selbständig durchzuführen. Daneben soll auch die Literaturrecherche, die Dokumentation, sowie die Präsentation und Diskussion der Ergebnisse erlernt bzw. vertieft werden. Das Methodenspektrum umfasst:

• Standard- und "High-End" Lichtmikroskopie (Auflicht, Durchlicht, Stereo, Dunkel-/Hellfeld, Phasen-/ Varel-Kontrast, Luft/Ölimmersion, Dokumentation per Digitalphotographie)
• Physiologische Experimente (z.B. Induktionsexperimente, Handhabung von Flüssigkulturen in Mikrotiterplatten, Kultivierung diverser Organismen unter verschiedenen Laborbedingungen)
• Molekularbiologie: Isolierung genomischer DNA, PCR-Amplifikation und Klonierung von Genen bzw. Genfragmenten in Plasmid-Vektoren, Restriktionsanalyse, Sequenzierung, Sequenzvergleich
• Proteinbiochemie: Immunologischer Nachweis von Epitop-markierten Proteinen

Das in diesem Modul vermittelte theoretische Wissen und die dazugehörigen Techniken und Methoden sind für moderne Biologen, Umweltwissenschaftler und andere Akademiker aus biologienahen Disziplinen gleichermaßen von Bedeutung. Dabei spielt es keine Rolle, ob später in Forschung, Lehre, Öffentlichkeitsarbeit oder Produktion gearbeitet wird. Studierende mit Zielrichtung Lehramt an Schulen können in diesem Spezialmodul mikroskopische Techniken für den Biologieunterricht erlernen, auch erlangen sie theoretisches Wissen und sammeln praktische Erfahrung auf dem Gebiet der zellulären und molekularen Biologie, sowie auf dem Gebiet der Gentechnik.

Das Vorgehen, mit einfachen Organismen Fragen zu klären, die sich mit höheren, sehr viel komplexeren Lebewesen nur sehr viel schwerer bearbeiten lassen, ist eine in den Biowissenschaften häufig verfolgte Strategie. So werden komplexe zelluläre Prozesse häufig an ein- und wenigzelligen Eukaryonten unter dem Blickpunkt des Modellorganismus bearbeitet. Bei den Grünalgen der Ordnung Volvocales gibt es zwei solche Modellorganismen für zell-, molekular- und entwicklungsbiologische sowie biochemische Fragestellungen: den Einzeller Chlamydo-monas und den einfachen Vielzeller Volvox. Die Volvocales sind unter anderem für Untersuchungen zum Übergang von der Ein- zur Vielzelligkeit prädestiniert, zumal in dieser Ordnung neben den beiden genannten Arten noch mehrere rezente Zwischenformen, wie z.B. Gonium, Pandorina, Eudorina und Pleodorina, existieren.
In diesem Modul sollen die genannten Arten auf mikroskopischer und molekularer Ebene verglichen, die Ergebnisse unter evolutionsbiologischen Gesichtspunkten analysiert, und folgende Aspekte in Theorie und Praxis bearbeitet werden:

• Anforderungen an moderne Modellorganismen
• Prinzipien der Anzucht und Stammkulturhaltung
• Mikroskopische Analyse der Organismengruppe (Formenkenntnis)
• Untersuchungen zur Physiologie
• Molekularbiologischer Vergleich ausgewählter Gene
• Vergleichende Charakterisierung (z.B. Lokalisation, Funktion) ausgewählter, extrazellulärer Proteine

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