Modul 20-MZB-5 Molekulare Mechanismen der Differenzierung und Anpassung

Die Studierenden besitzen vertiefte Kenntnisse der verschiedenen Ebenen der transkriptionellen und posttranskriptionellen Regulation sowie der zu deren Analyse verfügbaren molekularbiologischen und biochemisch-physiologischen Methoden. Das Methodenspektrum umfasst z.B. cDNA-Array-Analyse, zellfreie Proteinsynthese, in vivo-Markierung, immunbiologische Nachweisverfahren, Aktivitätsnachweise, Proteinchemie und -aufreinigung, Vitalitätstests und Mutanten-Screeningverfahren. Daneben verfügen die Studierenden über vertiefte Kenntnisse und Fähigkeiten in Literatur- und Datenbankrecherche und in der Präsentation neuerer Arbeiten sowie in der Diskussion wissenschaftlicher Ergebnisse. Damit sind sie in der Lage, einschlägige Experimente zu planen und durchzuführen sowie die erzielten Daten auszuwerten, darzustellen und einzuordnen.

Eine höhere Pflanze differenziert aus Stammzellen mehr als 70 verschiedene Zelltypen, ein Säugetier über 200. Die Zelldifferenzierung ermöglicht eine hochgradige Arbeitsteilung und funktionelle Spezialisierung. Auf diese Zellen wirken eine Vielzahl chemischer (Nährstoffe, Hormone, Schwermetalle, Toxine) und physikalischer Faktoren (z.B. Licht, Temperatur, mechanische Reize), die teils endogen kontrolliert und teils durch die Umwelt determiniert werden. Sowohl im Prozess der Differenzierung als auch der Anpassungen werden Programme aktiviert, die durch molekularbiologische Methoden auf jeder Ebene der Regulation erschlossen werden können. Die funktionellen Auswirkungen dieser Umsteuerung sind mittels biochemischer und physiologischer Analytik zugänglich. An Hand von Beispielen werden molekulare Mechanismen erörtert, die am Induktionsprozess und der andauernden Etablierung der differenziellen und adaptiven Eigenschaften auf den Ebenen der Genaktivität sowie der strukturellen und funktionellen Veränderung beteiligt sind. Im Praktikum werden Experimente mit dem Ziel durchgeführt, die kurz- und mittelfristige Auswirkung abiotischer Stressoren detailliert hinsichtlich der Entwicklung von Schadsymptomen und der Ausbildung der Anpassung zu beschreiben.

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