Teil I - Einführung:
-Kann die Physik zum Verständnis biologischer Lebensvorgänge beitragen?
-Ein historischer Überblick
-Biologische Evolution als Zusammenspiel von Physik und Genetik.
-Die Zelle: Bauelement der Zelle und Ihre Funktion. Phänomenologie der Zellteilung.
Teil II: Molekulare Biophysik:
-Einführung in die Thermodynamik ?und chemische Kinetik
-Biologische Makromoleküle und ihre Funktion.
-Strukturbildende und funktionelle Lipide
-Lipid als Sekundäre Botenmoleküle
-Konformations-Dynamik der Kohlenwasserstoffketten.
-Thermodynamische Grundlagen biologischer Materie und biochemischer Reaktionen
-Reaktions-Diffusionsgleichungen
-Das Turing Modell der Morphogenese.
-Physik der Proteine
-Physik der molekularen Erkennung.
-Fang- und Gleit-Bindungen
-Fundamentale physikalische Eigenschaften der Proteine.
-Anisotrope Kräfte in Proteinen-Triangulation der Kraftspektroskopie
- Physik der Proteinfaltung:
Statistische Mechanik von Nichtgleichgewichtszuständen
Teil III: Physik Biologischer Membranen:
- Molekulare Architektur und Funktion biologische Funktionen:
- Mikroanatomie der Zellhülle-als dreischichtiges Verbundsystem
- Photonenverstärker und Hormon-induzierte Zellproliferation- Biologische Adaption.
- Thermomechanik der Selbstorganisation und Funktion biologischer Membranen
- Membranen als pseudo -ternäre Lipidmischungen
-Homeostasie der Membranfluidität
- Membranen als semiflexible elastische Schalen -Form und Funktion
- Proteine als Sensoren und Regulatoren der Membran-Krümmung und krümmungs-induzierter Funktionen.
- Tubuläre Netzwerke des Endoplasmatischen Retikulums.
- Ein neues Paradigma der Form und Funktion zellulärer Schalen.
-Bildung funktioneller Domänen in Multikomponenten Lipid-Protein Legierungen
- Thermomechanische Prinzipien der Membrane Mikro-Anatomie
-Aktivierung von Enzymen durch elektrostatisch-hydrophobe Lipid Protein Wechselwirkung.
- Physik der Zelladhäsion
- Was uns Modellexperimente lehren
-Thermomechanisches Modell lokaler und globaler biochemischer Reaktionszentren
-Immunologische Synapsen
Teil IV. Neurophysik:
- Physiologie und Elektrostatik der Nervenleitung
Adhäsions-induzierte Myelinbildung: Ein Paradigma der Steuerung der Adhäsion durch die Glykokalix.
Steuerung des Wachstum der Axone
- Elektrodynamik der Nervenleitung
- Huxley Hodkins-Nagumo Modell der diffusiven Signalausbreitung- Axone als Kabel
- Langfristige Steuerung der Ionenkanäle durch Zell-Signalsysteme Rezeptor Tyrosin Kinasen.
- Herz-Oszillator. Ein Paradigma Biologischer Rythmen
Chemische Oszillatoren durch allosterische Prozesse .
Teil IV. Physik der Zelle.
- Mikroanatomie und Funktion des Zytoskeletts
Einführung in die Steuerung des Aktin-Zytoskeletts durch biochemische Signalsysteme und biochemische Schalter (GTPasen).
-Zyklische Aktin-Polymerisation als Triebkraft der Zellbewegung
-Das Mikrotubulin-basierte Zytoskelett und seine Rolle bei der Zellteilung
- Ein Paradigma der Strukturierung biologischer Materie durch biochemische Schalter
- Molekulare Linearmotoren
- Unkonventionelle Myosine steuern die Bildung von Filopodien und Mikrovilli
- Physik des Muskels
Mechanoenzyme regulieeren die Stabilität der Sarkomere
- Protonengetriebene Rotationsmotoren
Neue Entwicklungen
- Leben bei kleinen Reynoldszahlen
Reibungsbestimmte Antriebskräfte -Der Sandfisch als Paradigma
- Makromoleküle des extrazelluklären Raums
Die Natur als Material-Designer - Biomineralisierung
- Physik flexibler Makromoleküle-Vom Einzelmolekül zur Lösung
Oberflächenvergütung durch Polymerfilme und -bürsten.
- Molekulare Dynamik und Elastizität semiflexibler Filamente
- Viskoelastizität homogenr Netzwerke und Gele
Mikrorheologie
- Physik und Funktion der Gele: Das Konze zwischen festkörper unf flüssigkeit
Aktive Gele
- Zellen als Mechanosensoren
Polarisation der Zellen durch Zusammenspiel attraktiver und repulsiver Cell- Adhäsionsmoleküle
- Mikromec