TVI: Statistische Physik der Biopolymere (PD Thomas Franosch, Dr. Ulrich Gerland)
Vorlesung
- 3-stündig, Mo 9 - 11 Uhr, Di 10 - 11 Uhr
- Theresienstr. 37, Raum 450
Für den Fall, dass Studenten eine Prüfung für das Wahlpflichtfach wünschen, hat sich Prof. Erwin Frey bereiterklärt, diese Prüfungen gegebenenfalls zu übernehmen.
Kurze Zusammenfassung:
Die Vorlesung behandelt grundlegende theoretische Konzepte der
Polymerphysik und stellt Bezüge zu aktuellen Forschungsthemen in der
biologischen Physik her. Zunächst werden die wichtigsten Modelle für
ideale Ketten eingeführt und deren Gleichgewichts-Statistik und Dynamik
untersucht. Danach werden Selbstvermeidungs- und Ladungs-Effekte für
einzelne Ketten studiert. Diese Konzepte sind grundlegend z.B. für das
Verständnis von Einzelmolekül-Experimenten und für die physikalische
Beschreibung der Biopolymere DNA, RNA und Proteine. Schließlich werden
einige Elemente der Physik von Polymergelen und Netzwerken behandelt.
Inhalt in Stichpunkten:
Gleichgewichts-Statistik idealer Ketten
- Freely jointed/rotating chain Modelle
- Worm-like chain Modell
- Zentraler Grenzwertsatz angewandt auf End-zu-End Abstand
- Paarkorrelationen und Prinzipien von Streuexperimenten
- Selbstvermeidender Random Walk
- Flory Theorie
- Lösungsmitteleffekte
- Rouse Modell
- Zimm Modell
- Relaxationsmoden in beiden Modellen
- Dynamik von semiflexiblen Ketten
- DNA als Informationsträger
- DNA als semiflexibles Polymer: Kraft-Ausdehnungs Kurven
- DNA Looping
- "Knicke" in DNA: Kopplung von Basenpaarungs-Wechselwirkung und elastischer Energie
- Sequenzabhängige Eigenschaften von DNA
- Mean-field Modell des Sol-Gel Übergangs
- Scaling Modell der Gelation