RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM · Organisch-chemische Trennverfahren wie Destillation, Sublimation und...

RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM

Fakultät für Chemie

Titel der Lehreinheit (LE) Biochemie II

Bezeichnung der LE 185 404

180 641 LE-Kreditpunkte 4

Fachsemester Semester SWS

B. Sc. in Biochemie: 4. Dauer : 1 3

B. Sc. in Chemie: 6. Dozenten B.-J. Benecke Prüfer B.-J. Benecke, R.Heumann

Studiengänge Pflicht-LE für: B.Sc. Biochemie Wahl-LE für B.Sc. Chemie Freiwillige LE für:

ZielsetzungenDieses Modul soll den Studierenden der B.Sc.-Studiengänge Chemie und Biochemie die grundlegenden Kenntnisse über Struktur, Biosynthese und Funktion von Nukleinsäuren vermitteln. Aufbauend auf diesen Grundlagen werden die Mechanismen der prokaryontischen Genexpression earbeitet. Darüber hinaus soll anhand ausgewählter Beispiele die Regulation dieser Vorgänge dargestellt werden, um aufzuzeigen wie differentielle Genexpression zur Anpassung der Bakterien an metabolische Veränderungen beiträgt.

ThemenverzeichnisStoffwechsel der Nukleotide, Struktur von DNA, Replikation und Transkription bei Prokaryonten, Struktur von RNA, Proteinbiosynthese, Ribosomen, Kontrolle der bakteriellen Genexpression, Lambda Regulation

Lehrmethoden: Vorlesungen 12 x 2 Stunden

Übungen 6 x 2 Stunden

Überprüfung des Lernfortschritts Aktive Teilnahme an Vorlesungen und Übungen

Leistungskontrolle Zwei-stündige Klausur am Ende des Sommersemesters

Zusammenfassung der Lehrgegenstände 1. Biosynthese der Purine und Pyrimidine inkl. Regulation, Desoxy-Ribonukleotide, Abbau der Nukleotide, salvage-Route 2. Struktur von DNA (A-,B-,Z-), Größe und Topologie, Stabilität von Basenpaaren 3. Replikation, DNA Polymerase III Holoenzymkomplex, Fehlerkorrektur, Xeroderma pigmentosum 4. Restriktion, Sequenzierung und Markierung von DNA 5. Struktur von RNA (Primär-,Sekundär-,Tertiär-, Quartär-Motive), 6. Transkription, Prozessierung und Hydrolyse von RNA, Hemmstoffe, Sequenzierung 7. Proteinsynthese, Aktivierung von AS, genetischer Code, tRNA-Adaptor, Mutationen, Wobble-System, Suppression 8. Ribosomenstruktur, Initiations- und Elongationsreaktion, Polysomen, post-translationale Modifizierung, Inhibitoren der Proteinbiosynthese 9. Kontrolle der Genexpression, Lac-Operon, Lac-Repressor, cAMP, CAP-Protein, Helix-turn-Helix-Motiv, Arabinose-Operon, positive und negative Regulation durch araC 10. Tryptophan-Operon, Attenuation, Kopplung Transkription-Translation 11. Lambda Regulation, lytisches Wachstum und Lysogenie, cII/cro-Antagonismus, Lambda Repressor



Titel der Lehreinheit (LE) Biochemisches Grundpraktikum (2.Hälfte)

Bezeichnung der LE Nr. des

Vorl.-Verzeichnis LE-Kreditpunkte 3


4 Dauer 1 4

Dozenten B.Benecke, R. Heumann, M. Hollmann, B. Hovemann Prüfer N.N.

Pflicht-LE für: Studiengänge B.Sc. Biochemie Freiwillige LE für:

ZielsetzungenDieses Modul soll den Studierenden des Studiengangs Biochemie praktische Kenntnisse über grundlegende Methoden der Molekulargenetik vermitteln. Dazu gehören Verfahren zur Isolierung, Reinigung und Analyse von Nucleinsäuren und ihre Untersuchung in komplexen Systemen.

ThemenverzeichnisCharakterisierung von DNA und Chromatin, Amplifizierung von DNA in der Polymerase-Ketten-Reaktion, Phenol-Extraktion und Gel-elektrophoretische Aauftrennung von niedermolekularer RNA, Isolierung von Ribosomen, elektrophoretische Analyse von ribosomaler RNA, Kreuzungsexperimente zur Hefe-Genetik

Lehrmethoden: Praktika 5 x 8 Stunden

Praktikumsanleitung für private Vorbereitung

Überprüfung des Lernfortschritts Bearbeitung von Praktikumsaufgaben

Leistungskontrolle Die erfolgreiche Anfertigung von schriftlichen Berichten zu 5 Praktikumsaufgaben ist die Voraussetzung für das Bestehen der Lehrveranstaltung

Zusammenfassung der Lehrgegenstände Einführung: Sicherheitsaspekte des Praktikums DNA: Isolierung von hochmolekularer DNA und Chromatin aus Lebergewebe, Absorptions-messung, Schmelzkurven, Nukleosomen-Leiter, Restriktionskartierung. PCR: Amplifizierung von DNA Fragmenten mit Hilfe der Polymerase-Ketten-Reaktion, Restriktion, Fragmentanalyse in nativen Agarosegelen, Anfärbung mit Ethidiumbromid. RNA: Isolierung von niedermolekularen RNA Spezies des Zellkerns und des Zytoplasmas, elektrophoretische Auftrennung in denaturierenden Polyacrylamidgelen, Anfärbung. Ribosomen: Isolierung von zytoplasmatischen Ribosomen, Trennung der ribosomalen Untereinheiten durch Sucrose-Dichtegradienten Zentrifugation, Phenol-Extraktion der rRNA, Analyse in Formaldehyd-Agarosegelen. Hefe-Genetik: Kultivierung von Hefezellen auf Agarplatten, Analyse von temperatursensitiven Zellzyklus-Mutanten nach Kultivierung unter nicht-permissiven Bedingungen, Komplementations-analyse von Mutanten des Purinstoffwechsels.



Titel der Lehreinheit (LE) Organisch-chemisches Grundpraktikum

Bezeichnung der LE Nr. des Vorl.-Verzeichnisses

LE-Kreditpunkte 8

Fachsemester

4 Dauer Semester

1 SWS

14

Dozenten G. Dyker, M. Feigel, D. Hasselmann, W. Sander, G. von Kiedrowski

Prüfer G. Dyker, M. Feigel, D. Hasselmann, W. Sander, G. von Kiedrowski

Pflicht-LE für: Studiengänge B.Sc in Biochemie Freiwillige LE für:

ZielsetzungenNach Ende dieses Moduls soll der/die Student/Studentin ein apparatives und praktisches Verständnis der Grundoperationen der Organischen Synthese besitzen.

ThemenverzeichnisOrganische-chemische Reaktionen wie Additionen, Substitutionen, Eliminierung, C-C Verknüpfung. Organisch-chemische Trennverfahren wie Destillation, Sublimation und Chromatographie. Einfache analytische Methoden, UV, IR, NMR.

Lehrmethoden: Praktikum mit begleitendem Seminar

12 x 14 Stunden Praktikumsmanuskript für private Vorbereitung

Überprüfung des Lernfortschritts Aktive Teilnahme an begleitenden Kolloquien und Seminaren Sicherheits- und Eingangskolloquium vor jedem Versuch Bearbeitung von Praktikumsaufgaben

Leistungskontrolle Die erfolgreiche Anfertigung von schriftlichen Berich-ten zu den Praktikumsaufgaben und das Bestehen eines Abschlußkolloquium bei den Dozenten der Organischen Chemie sind die Voraussetzung für die Kreditierung der Lehrveranstaltung

Zusammenfassung der Lehrgegenstände Apparative Methoden Destillation, Sublimation, Vakuum- und Schutzgastechnik, Umgang mit kondensierten Gasen, Hydrierapparaturen, Ozonolyse Chromatographie, DC, Analytische Grundoperationen, UV, IR, NMR. Reaktionsklassen Esterbildung, Herstellung von Derivaten organischer Säuren, Elektrophile Aromatische Substitutionen, Nukleophile Substitutionen, Additionen, Wittig-Reaktion, Grignard-Reaktionen, Radikalreaktionen, Darstellung von Enaminen, Hydroborierung, Photoreaktionen, Racemattrennung



Titel der Lehreinheit (LE) Praktikum Bioorganische Chemie

Bezeichnung der LE ?????

LE-Kreditpunkte 3


4 Dauer 1 4

Dozenten G. von Kiedrowski Prüfer G. von Kiedrowski


Zielsetzungenwurde nicht bekannt gegeben

Themenverzeichniswurde nicht bekannt gegeben

Lehrmethoden: Praktikum Zwei Wochen ganztägig Praktikumsmanuskript für private

Vorbereitung

Überprüfung des Lernfortschritts Sicherheits- und Eingangskolloquium vor jedem Versuch Bearbeitung von Praktikumsaufgaben

Leistungskontrolle Die erfolgreiche Anfertigung von schriftlichen Berich-ten zu den Praktikumsaufgaben sind die Voraussetzung für die Kreditierung der Lehrveranstaltung

Zusammenfassung der Lehrgegenstände Sicherheit: wurde nicht bekannt gegeben Versuche wurde nicht bekannt gegeben



Titel der Lehreinheit (LE) Physikalisch-chemisches Grundpraktikum


Vorl.-VerzeichnissesLE-Kreditpunkte 5

4 Semester SWS

Fachsemester

Dauer 1 8

Dozenten E. Bründermann, M. Havenith-Newen, C. Hermann, H. Weingärtner,

Ch. Wöll Prüfer E. Bründermann, M. Havenith-Newen, C. Hermann, H. Weingärtner,

Ch. Wöll Pflicht-LE für: Studiengänge B.Sc. in Chemie

B.Sc. in Biochemie Freiwillige LE für:

ZielsetzungenNach Ende des Praktikums soll die Studentin/der Student ein apparatives und theoretisches Verständnis grundlegender experimenteller Techniken der Physikalischen Chemie erworben haben und in der Lage sein, die durchgeführten Experimente in schriftlichen Berichten und einem Seminarbeitrag darzustellen.

Themenverzeichnis

Thermodynamik, Elektrochemie, Mischungen, Kinetik Lehrmethoden: Praktika 12 x 6 Stunden

Seminare 12 x 2 Stunden

Überprüfung des Lernfortschritts Aktive Teilnahme an Seminaren, Eingangskolloquium zu jedem Versuch, Begleitung bei der praktischen Bearbeitung, Besprechung des schriftlichen Berichts

Leistungskontrolle Erfolgreiche Anfertigung von schriftlichen Berichten zu jedem Versuch, erfolgreiche Darstellung eines Themas in einem Seminarbeitrag

Zusammenfassung der Lehrgegenstände Es werden verschiedene Versuche zu den Teilgebieten der Physikalischen Chemie durchgeführt. Jeder Teilnehmer erstellt eigenständig einen schriftlichen Bericht. Vor jedem Versuch ist ein Sicherheitskolloquium abzulegen. Spezielle Sicherheitsunterweisungen erfolgen z.B. bei Versuchen, in denen Laser eingesetzt werden. Apparative Methoden Elektrodentypen, Kalorimeter, Vakuumanlagen, Gasanlagen, Physikalische und Chemische Sensoren, Datenaufnahme per Computer, Laser Themengebiete Phasendiagramm, Kalorimetrie, Elektromotorische Kraft, Elektrolyte, Reibung, Mischungen, Oberflächenspannung, Diffusion, Leitfähigkeit, Beweglichkeit, Kinetische Funktionen, Strukturbestimmung, Fehleranalyse Seminar Jeder Teilnehmer vertieft eine Thematik aus einem Teilgebiet der Physikalischen Chemie typischerweise anhand eines Versuches und präsentiert dies in einem eigenständig vorbereiteten Seminarvortrag.



Titel der Lehreinheit (LE) Molekulargenetische Methoden in der Biochemie


Vorl.-Verzeichnis LE-Kreditpunkte 4


4

Dauer 1 3

Dozenten B. Hovemann Prüfer B. Hovemann, K. Störtkuhl

Pflicht-LE für: Studiengänge BSc Biochemie Freiwillige LE für:

ZielsetzungenNach Ende dieser LE soll der Student / die Studentin grundlegende Kenntnisse molekulargenetischer Techniken besitzen.

ThemenverzeichnisKlonierung, Restriktions- und Modifikationssysteme, Nukleinsäurepräparation, Trennmethoden, Rekombinante-DNA, physikalische Kartierung, Vektoren, Transformation, Genbibliotheken, Blottransfer, Markierungsverfahren, Nachweisverfahren, Sequenzierung, Mutagenese, Mikro-Arrays, Quantitative PCR, Genomprojekt, RFLP, Genetische Krankheiten, Expressionsklonierung, Two Hybrid System, Phage Display, Biologische Sicherheitsbestimmungen

Lehrmethoden: Vorlesungen 12 x 2 Stunde

Übungen 12 x 1 Stunde

Überprüfung des Lernfortschritts Aktive Teilnahme an den Vorlesungen

Leistungskontrolle Zweistündige Klausur am Ende des 4. Semesters

Zusammenfassung der LehrgegenständeBegriffe: Rekombinante DNA, Passagier, Vektor, Klon, Gentransfer, Wirtssysteme Restriktion- und Modifikation - hsdTyp I, II und III, dam- und dcm Methylase, Methylierunsabhängige Restriktionssysteme, Typ II-Restriktionsenzyme, Methylasen Präparationsmethoden, DNA: Genomische DNA, Plasmide, Bakteriophagen-DNA, Restriktionsfragmente, Gescherte DNA, Chemische DNA-Synthese, PCR, cDNA-Synthese; RNA: in vitro Transkription Auftrennung: Ionenaustauschchromatographie, Gelelektrophorese Reindarstellungsverfahren: Extraktion, Ionenaustauscher, Elektroelution, Glasadsorbtion Rekombination von DNA: Ligase, Topoisomerase, Rekombinase Klonierungsvektoren: Plasmide, Phasmide, Phagen (M13, λ, P1), Artifizielle Chromosomen (YAC, BAC) Physikalische Kartierung: Mehrfachrestriktion, Partialverdau nach Endmarkierung Transfermethoden: Blottransfer (Kapillar-, Elektrotransfer), Kolonie- Plaque-Lift Markierung (3H, 32P, 33P, 35S; Biotin, Digoxygenin) Markierungsverfahren: Endmarkierung, Einbau (DNA: Nick-Translation, Random primed-Synthese, PCR, Oligonuktleotidsynthese; RNA: In vitro Transkription) Hybridisierungsbedingungen (DNA- bzw. RNA Proben) Nachweisverfahren: Autoradiographie, Immunchemie DNA-Transfer: Transformation, Ca2+-, Rb+-Zellen (E.coli), Calciumphosphat-Technik, Elektroporation, Transfektion (freeze/thaw-Lysat), Injektion (Transgene Tiere) Sequenzierung: +/- Verfahren (Sanger), Chemische Degradation (Maxam+Gilbert), Kettenabbruch-Methode (Coulson et al, PCR-Sequenzierung, Chip-Sequenzierung In vitro Mutagenese: Linker Scanning, Punktmutation Genexpression: Quantitative PCR, Mikro-Arrays Genomprojekt: Kartierung/Sequenzierung Medizinische Bedeutung: z.B. Typisierung durch RFLP, Genetische Krankheiten Proteinexpression: Expressionsklonierung, Two Hybrid System, Phage Display Biologische Sicherheitsbestimmungen



Titel der Lehreinheit (LE) Rechtskunde (Tierschutz ges. / Gentechnikges.)


LE-Kreditpunkte 2


4 Dauer 1 2

Dozenten Gespräche mit VCI gestartet Prüfer ????


Zielsetzungen

Themenverzeichnis

Lehrmethoden: Vorlesung 14 x 2 Stunden

Überprüfung des Lernfortschritts Aktive Teilnahme an Vorlesungen

Leistungskontrolle Zwei-stündige Klausur am Ende des 4. Semesters

Zusammenfassung der Lehrgegenstände



Titel der Lehreinheit (LE) Praktikum Molekularbiologische Grundtechniken

Bezeichnung der LE Nr. des Vorl.-Verzeichnis

LE-Kreditpunkte 3


4 Dauer 1 4

Dozenten B.Benecke, R. Heumann, M. Hollmann, B. Hovemann Prüfer N.N.

Pflicht-LE für: Studiengänge B.Sc. Biochemie Freiwillige LE für:

Zielsetzungen Dieses Modul soll den Studierenden des Studiengangs Biochemie praktische Kenntnisse über grundlegende Methoden der Molekulargenetik vermitteln. Dazu gehören Verfahren zur Isolierung, Reinigung und Analyse von Nucleinsäuren und ihre Untersuchung in komplexen Systemen.

Themenverzeichnis Charakterisierung von DNA und Chromatin, Amplifizierung von DNA in der Polymerase-Ketten-Reaktion, Phenol-Extraktion und Gel-elektrophoretische Aauftrennung von niedermolekularer RNA, Isolierung von Ribosomen, elektrophoretische Analyse von ribosomaler RNA, Kreuzungsexperimente zur Hefe-Genetik

Lehrmethoden: Praktika 5 x 8 Stunden

Praktikumsanleitung für private Vorbereitung

Überprüfung des Lernfortschritts Bearbeitung von Praktikumsaufgaben

Leistungskontrolle Die erfolgreiche Anfertigung von schriftlichen Berichten zu 5 Praktikumsaufgaben ist die Voraussetzung für das Bestehen der Lehrveranstaltung

Zusammenfassung der Lehrgegenstände Einführung: Sicherheitsaspekte des Praktikums DNA: Isolierung von hochmolekularer DNA und Chromatin aus Lebergewebe, Absorptions-messung, Schmelzkurven, Nukleosomen-Leiter, Restriktionskartierung. PCR: Amplifizierung von DNA Fragmenten mit Hilfe der Polymerase-Ketten-Reaktion, Restriktion, Fragmentanalyse in nativen Agarosegelen, Anfärbung mit Ethidiumbromid. RNA: Isolierung von niedermolekularen RNA Spezies des Zellkerns und des Zytoplasmas, elektrophoretische Auftrennung in denaturierenden Polyacrylamidgelen, Anfärbung. Ribosomen: Isolierung von zytoplasmatischen Ribosomen, Trennung der ribosomalen Untereinheiten durch Sucrose-Dichtegradienten Zentrifugation, Phenol-Extraktion der rRNA, Analyse in Formaldehyd-Agarosegelen. Hefe-Genetik: Kultivierung von Hefezellen auf Agarplatten, Analyse von temperatursensitiven Zellzyklus-Mutanten nach Kultivierung unter nicht-permissiven Bedingungen, Komplementations-analyse von Mutanten des Purinstoffwechsels.



Titel der Lehreinheit (LE) Organisch Chemisches Grundpraktikum für Studiengang Bachelor Biochemie

Bezeichnung der LE Nr. des Vorl.-Verzeichnisses

LE-Kreditpunkte 8

Fachsemester 4 Dauer Semester

1 SWS

14

Dozenten Prof. Dr. G. Dyker, Prof. Dr. M. Feigel, Prof. Dr. D. Hasselmann, Prof. Dr. W. Sander, Prof. Dr. G. von Kiedrowski

Prüfer Prof. Dr. G. Dyker, Prof. Dr. M. Feigel, Prof. Dr. D. Hasselmann, Prof. Dr. W. Sander, Prof. Dr. G. von Kiedrowski

Pflicht-LE für: Studiengänge B.Sc. in Biochemie Freiwillige LE für:

Zielsetzungen Dieses Modul soll den/die Studenten/Studentin apparatives und praktisches Verständnis der Grundoperationen der Organischen Synthese vermitteln.

Themenverzeichnis Organisch-chemische Reaktionen wie Additionen, Substitutionen, Eliminierung, C-C- und C-Heteroatom-Verknüpfungen Organisch-chemische Trennverfahren wie Destillation, Sublimation und Kristallisation. Einfache analytische Methoden, UV, IR, NMR.

Lehrmethoden: Praktikum mit begleitendem Seminar

12 x 14 Semesterwochenstunden Praktikumsmanuskript für private

Vorbereitung

Überprüfung des Lernfortschritts Aktive Teilnahme an begleitenden Kolloquien und Seminaren Sicherheits-und Eingangskolloquium vor jedem Versuch Bearbeitung der Praktikumsaufgaben Abschlusskolloquium bei den Dozenten der Organischen Chemie

Leistungskontrolle Die erfolgreiche Anfertigung von schriftlichen Berichten zu den Praktikumsaufgaben ist die Voraussetzung für die Kreditierung der Lehrveranstaltung.

Zusammenfassung der Lehrgegenstände Grundoperationen: Destillation, Sublimation, Kristallisation, Extraktion, Vakuum- und Schutzgas-Technik; analytische Basismethoden wie IR und NMR. Reaktions- und Substanzklassen: Veresterung, radikalische Kettenreaktion, Farbstoffe, elektrophile Substitution am Aromaten, Reduktion, Aldol-Reaktionen, Acetale, Enamine, Naturstoffisolierung. Die durchzuführenden Versuche entstammen dem Organisch-Chemischen Grundpraktikum: z. B. Essigsäure-n-pentylester, Kristallviolett, 1,2-Diphenyl-1,2-ethandiol, 5,5-Dimethylcycohexan-1,3-dion, Grignard-Reaktion , 1-(4-Chlorphenylazo)-2-naphthol, 5,5-(Bishydroxymethyl)-2-phenyl-1,3-dioxan, Morpholinocyclohexen, Trimyristin aus Muskatnuss, 4-Nitroso-N,N-dimethylanilin.



Titel der Lehreinheit (LE) Praktikum Bioorganische Chemie


LE-Kreditpunkte 3


4 Dauer 1 4

Dozenten G. von Kiedrowski, N.N. Prüfer G. von Kiedrowski, N.N.


Zielsetzungen Die Studierenden sollen in die Grundlagen der chemischen Synthese von Oligonucleotiden und Peptiden eingeführt werden.

Themenverzeichnis

Schutzgruppen bei Oligonucleotiden und Peptiden, Synthese, Aufreinigung und Deblockierung Eigenschaften von Oligonucleotiden durch UV, MALDI-MS, Hybridisierung Oligonucleotid Arrays

Lehrmethoden: Praktikum Zwei Wochen ganztägig Praktikumsmanuskript für private

Vorbereitung

Überprüfung des Lernfortschritts Sicherheits- und Eingangskolloquium vor jedem Versuch Bearbeitung von Praktikumsaufgaben

Leistungskontrolle Die erfolgreiche Anfertigung von schriftlichen Berich-ten zu den Praktikumsaufgaben sind die Voraussetzung für die Kreditierung der Lehrveranstaltung

Zusammenfassung der Lehrgegenstände Sicherheit: Ein sicheres Arbeiten mit organischen Lösungsmitteln und mit Phosphor(III)-Verbindungen unter Schutzgas gehört zu den Ausbildungszielen. Versuche Trocknen von Lösungsmitteln, Arbeiten unter Schutzgas, Handhabung kleiner Substanzmengen in der organischen Synthese, Schutzgruppen in der Oligonucleotid- und Peptidchemie, N-Acylierung von Nucleosiden nach der Transient-Protection-Methode, Reaktionsverfolgung durch Dünnschichtchromatographie, Veretherung der 5’-Hydroxygruppe eines Nucleosids mit der 4,4’-Dimethoxytritylgruppe Durchführung einer Flash-Chromatographie, Herstellung des Bannwarth’schen Reagenzes Synthese und Aufreinigung von Nucleosid-3’-cyanoethylphosphoamiditen, Synthese und Aufreinigung von Amiditen zur 5’-terminalen Modifizierung von Oligonucleotiden, Synthese von PCR-Primern am DNA-Synthesizer. Deblockierung und Reinigung der Oligonucleotide. Umgang mit Eppendorf-Pipetten und Eppendorf-Tubes. Gelelektrophoretische Trennung von Oligonucleotiden. Quantifizierung von Oligonucleotiden durch UV-Spektroskopie. Charakterisierung von Oligonucleotiden durch MALDI-MS. Immobilisierung von Oligonucleotiden; Herstellung von Oligonucleotid Arrays. Durchführung eines Hybridisierungsassays mit fluoreszensspektroskopischen Methoden.



Titel der Lehreinheit (LE) Physikalisch-chemisches Grundpraktikum


Vorl.-Verzeichn. LE-Kreditpunkte 5


4 Dauer 1 8

Dozenten Ch. Wöll, M. Havenith-Newen, H. Weingärtner, E. Bründermann Prüfer Ch. Wöll, M. Havenith-Newen, H. Weingärtner, E. Bründermann

Pflicht-LE für: Studiengänge B.Sc. in Chemie

B.Sc. in Biochemie Freiwillige LE für:

Zielsetzungen Nach Ende des Praktikums soll die Studentin/der Student ein apparatives und theoretisches Verständnis grundlegender experimenteller Techniken der Physikalischen Chemie erworben haben und in der Lage sein, die durchgeführten Experimente in schriftlichen Berichten und einem Seminarbeitrag darzustellen.

Themenverzeichnis

11 apparative Experimente aus allen Teilgebieten der Physikalischen Chemie 1 Seminarbeitrag zu einem ausgewählten Thema der Physikalischen Chemie Lehrmethoden: Praktika 12 x 6 Stunden

Seminare 12 x 2 Stunden

Überprüfung des Lernfortschritts Aktive Teilnahme an Seminaren, Eingangskolloquium zu jedem Versuch, Begleitung bei der praktischen Bearbeitung, Besprechung des schriftlichen Berichts

Leistungskontrolle Erfolgreiche Anfertigung von schriftlichen Berichten zu jedem Versuch, erfolgreiche Darstellung eines Themas in einem Seminarbeitrag

Zusammenfassung der Lehrgegenstände Es sind 11 Versuche (von derzeit 16 möglichen) zu Teilgebieten der Physikalischen Chemie durchzuführen. Dampfdruckkurve und kritische Daten Verbrennungsenthalpie einer festen organischen Substanz Bestimmung von Hydratations- und Lösungsenthalpien Siedediagramm eines binären Gemischs Phasendiagramm beschränkt mischbarer Substanzen Bestimmung der Ionenbeweglichkeit Elektromotorische Kraft Dissoziationskonstante amphoterer Elektrolyte (Potentiometrie) Auflösungsgeschwindigkeit von Gips Kinetik der Reduktion von Peroxodisulfat durch Iodid Geschwindigkeit der Mutarotation (Polarimetrie) Bestimmung der Oberflächenspannung mit Hilfe der Blasenmethode Innere Reibung von Gasen Fluoreszenz von Chlorophyll Modellversuch zur Strukturbestimmung durch Beugung Elektronische Datenverarbeitung (Excel). Die verschiedenen Thematiken werden in einem Seminar behandelt und erweitert. Vor jedem Versuch ist ein Sicherheitskolloquium abzulegen. Spezielle Sicherheitsunterweisungen erfolgen z.B. bei Versuchen, in denen Laser eingesetzt werden.



Titel der Lehreinheit (LE)

Molekulargenetische Methoden in der Biochemie


LE-Kreditpunkte 4


4

Dauer 1 3

Dozenten B. Hovemann Prüfer B. Hovemann, K. Störtkuhl

Pflicht-LE für: Studiengänge BSc Biochemie Freiwillige LE für:

Zielsetzungen Nach Ende dieser LE soll der Student / die Studentin grundlegende Kenntnisse ausgewählter molekulargenetischer Techniken besitzen.

Themenverzeichnis Restriktions- und Modifikationssysteme, Nukleinsäurepräparationen, Allgemeine Methoden, Spezielle PCR, Vektoren/Rekombinationsverfahren/Genbanken, Positional Cloning, Expressionsklonierung, Markierungs-/Nachweisverfahren, In vitro Transkription/Gene-Silencing, In vitro Mutagenese, Transgene Organismen, Phage Display/Two-Hybrid Verfahren, Biologische Sicherheitsbestimmungen

Lehrmethoden: Vorlesungen 12 x 2 Stunde

Übungen 12 x 1 Stunde

Überprüfung des Lernfortschritts Aktive Teilnahme an den Vorlesungen und Übungen

Leistungskontrolle Zweistündige Klausur am Ende des 4. Semesters

Zusammenfassung der Lehrgegenstände Restriktion und Modifikation: hsdTyp I, II und III - dam- und dcm Methylase - Methylierungsabhängige Restriktionssysteme - Typ II-Restriktionsenzyme und -Methylasen. Nukleinsäure Präparationsmethoden: Genomische DNA – Plasmid-DNA - Phagen-DNA – Größenfraktionierte DNA - Chemische DNA-Synthese - PCR - Gesamt-RNA – Poly(A+)RNA – cDNA – Run-off-Transkription. Spezielle PCR-Methoden: DNA-Polymerasen – Long-Range-PCR – Inverse-PCR – RT-PCR – RACE – Differential Display-PCR – Real Time-PCR – RNA-Amplification. Allgemeine Methoden: Agarose/PAA-Gelelektrophorese – DNA/RNA-Reindarstellung (Fällung/Ionenaustauschchromatographie/Silikaadsoption/Extraktion/Elektroelution) - Physikalische Kartierung von DNA – Transfermethoden (Southern, Northern, Western) – Kolonie/Plaque/Southern/Northern-Hybridisierung – Transformation von E.coli (Ca-Technik/Elektroporation) – Sanger Sequenzierung. Vektoren/Rekombinationsverfahren: Plasmide – Phasmide – Phagen/Cosmide (M13, λ, P1) - Artifizielle Chromosomen (YAC, BAC) - Rekombination von DNA: Ligase – Topoisomerase – Rekombinase. Expressionsklonierung: Antikörperscreening von Expressionsbibliothen – Fusionsprotein Affinitätschromatographie – Two Hybrid System – Phage Display. Markierungs-/Nachweisverfahren: Endmarkierung von NS – Einbau von markierten Nukleotiden (DNA: Nick-Translation, Random primed-Synthese, PCR, In vitro Transkription) - Nachweisverfahren (Autoradiographie, Luminiszenz/Fluoreszenz, Immunchemie) In vitro Mutagenese/Sequenzierung: Spezielle Punktmutation/Deletion/Insertion – Sättigungsmutagenese – Multiple Mutagenese - Random Mutagenese. Positional Cloning: Genomprojekte – Gendefekte (Kartierung: Rekombination, RFLPs, SNPs, Mikro-arrays) – Klonierung. Transgene Tiere: Transformation von Drosophila – Enhancer Trap Verfahren - Gal4/UAS-Systeme – Transformation von Maus – Knock-out Mäuse - Sicherheitsbestimmungen: Umgang mit Radioaktivität - Arbeiten im S1-Labor



Titel der Lehreinheit (LE) Grundlagen der Versuchstierkunde und Gentechnikrecht


LE-Kreditpunkte 2


4 Dauer 1 2

Dozenten von Stralendorf, H.-P. Neidhardt Prüfer von Stralendorf, H.-P. Neidhardt


Zielsetzungen Dieses Modul soll den Studierenden einen ersten theoretischen Einblick in die zur Durchführung von Tierversuchen generell notwendigen theoretischen und praktischen Kenntnisse und gesetzlichen Bestimmungen vermitteln. Weiterhin soll den Studierenden ein erster Überblick über die geltenden gesetzlichen Regelungen bei der Durchführung gentechnischer Arbeiten vermittelt werden.

Themenverzeichnis Ethische Aspekte und gesetzliche Voraussetzungen; Biologie der Versuchstiere und deren Haltung; Mikrobiologie und Krankheiten; Gesundheitsgefahren und Sicherheitsmaßnahmen in einem Tierlabor; Planung und Durchführung von Tierversuchen; Narkose, Analgesie und experimentelle Methoden; Ersatz- und Ergänzungsmethoden zu Tierversuchen Grundsätzliche rechtliche Regelungen im Gentechnikrecht

Lehrmethoden: Vorlesung Teil Versuchtierkunde 7 x 2 Stunden

Vorlesung Teil Gentechnikrecht 5 x 2 Stunden

Überprüfung des Lernfortschritts aktive Teilnahme an Vorlesungen

Leistungskontrolle zwei-stündige Klausur am Ende des 4. Semesters

Zusammenfassung der Lehrgegenstände A. Vorlesungsteil Versuchstierkunde ethische Aspekte: Mensch/Tier-Beziehung, Argumente für und gegen die Nutzung von Tieren

zu wissenschaftlichen Zwecken, Beratende Kommission nach § 15 TSchG gesetzliche Aspekte: Definition des Tierversuches, andere Eingriffe an Tieren,

Genehmigungs- und Anzeigeverfahren, sachkundige Person, zweckgezüchtete Tiere, Überwachung, weitere Gesetze mit dem Hintergrund Tierschutz

Biologie der Versuchstiere und deren Haltung: Einsatz von Tieren für verschiedene Forschungsgebiete, Pflege und Haltung, Verbesserung der Haltungsbedingungen, Umgang mit Versuchstieren, Ernährung, Erkennen von Schmerzen und Leiden

Mikrobiologie und Krankheiten: Gesundheitsüberwachung, Quarantäne, Hygiene, Desinfektion, spezifiziert pathogen freie Tiere, Barrieresysteme, Einfluß von Krankheiten auf Ergebnisse von Experimenten, Sicherheitsmaßnahmen beim Umgang mit (infizierten) Tieren

Gesundheitsgefahren und Sicherheitsmaßnahmen in einem Tierlabor: Allergien, Zoonosen, Krankheitserreger, radioaktive Materialien

Planung und Durchführung von Tierversuchen: Erstellung eines Versuchsplanes, Auswahl und Beschaffung der Versuchstiere, Tiermodelle, Übertragbarkeit der Ergebnisse von Tierversuchen auf den Menschen, statistische Aspekte

Narkose, Analgesie und experimentelle Methoden: Methoden der Anästhesie und Narkose, Schmerzbehandlung, Wahl der richtigen Medikamente, Verbleib der Tiere nach Versuchsende, Euthanasie, Tierkörperbeseitigung, Beispiele für häufig angewandte operative und nichtoperative Methoden

Ersatz- und Ergänzungsmethoden zu Tierversuchen: Definition, 3-R-Prinzip (reduce, replace, refine), Möglichkeiten und Grenzen von Ersatz- und Ergänzungsmethoden

B. Vorlesungsteil Gentechnikrecht Rechtliche Grundsätze: Einführung in die grundsätzliche nationale und europäische

Rechtssystematik und die Einordnung der Gentechnikrechtes in dieses System. Zuständigkeiten im Gentechnikrecht.

Gesetzliche Regelungen im Gentechnikrecht im Detail: Zweck und Geltungsbereich des Gentechnikgesetzes (GenTG), Definition des gentechnisch veränderten Organismus nach GenTG, Definition gentechnische Arbeit, gentechnische Anlage. Einstufung gentechnischer Arbeiten nach Sicherheitsstufen,

personelle Anforderungen: Betreiber, Projektleiter, Beauftragter für die Biologische Sicherheit, technische Anforderungen an die Ausstattung einer gentechnischen Anlage, nach Gentechnik-

Sicherheitsverordnung (GenTSV) und Laborrichtlinie, Anforderung an Desinfektionsmittel und Sterilisationsverfahren

organisatorische Anforderungen: Betriebsanweisung, Belehrung, Aufzeichnungen nach Gentechnik-Aufzeichnungsverordnung (GenTAufzV), Hygieneplan, gute Laborpraxis und mikrobiologische Arbeitsweise (GLP)

Anmelde- und Genehmigungsverfahren nach GenTG, Zuständigkeit, Verfahrenszuordnung, Formulare

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