050058 VU WA.PI.DD1.BS.VU Bioinformatik und Systembiologie (2007W)

Definition von Systemen. Vergleich von natürlichen und künstlichen Systemen. Die Anwendbarkeit der Systemtheorie und der Denkweise des Ingenieurs in der Biologie. Grundprinzipien der Regulierung: positive und negative Feedback. Wie man den Mechanismus eines komplexen Systems aufklärt: experimentelle und theoretische Vorgangsweise. Fundamentale Konzepte der Evolution. Mathematische Methoden. Evolution von makromolekularen Sequenzen, Molekulare Phylogenie. Grundprinzipien der genetischen Regulation. Funktionsweise der nuklearen Rezeptoren und deren Bedeutung in der Pharmakologie. Epigenetik: hatte Lamarck doch Recht? Microarrays: ein High-Throughput-Verfahren für die experimentelle Analyse des Transkriptoms. Qualitative Beschreibung dynamischer Prozesse: Gleichgewichtszustände, steady state, periodische Prozesse, deterministischer Chaos, und ihre Bedeutung in der Biologie. Quantitative Beschreibung mit Differentialgleichungen. Kinetische Simulationen durch die numerische Lösung von Differentialgleichungssystemen. Anwendungsbeispiele: glykolytische Oszillationen, "predator-prey models". Metabolische Netzwerke. Enzymregulation. Der Begriff "metabolic flow". Signalverarbeitung in biochemischen Reaktionen. Selbstoptimierung des mikrobiellen Metabolismus. Evolution von Netzwerken:Chemoton-Theorie, Ligand-Rezeptor Koevolution. Die Dynamik der Evolution und deren systemtheoretische Beschreibung. Homeostase und Robustness.