Vertiefungsmodul Modellierung biologischer und molekularer Systeme

• Vorlesung "Modellierung biologischer und molekularer Systeme" (2 SWS) = 30 h Präsenzzeit und 50 h Selbststudium = 80 h
• Vorlesung "Spezialvorlesung wahlweise aus Inhalt" (2 SWS) = 30 h Präsenzzeit und 50 h Selbststudium = 80 h
• Praktikum "Modellierung biologischer und molekularer Systeme" (2 SWS) = 30 h Präsenzzeit und 50 h Selbststudium = 80 h
• Seminar "Modelle in Medizin und Biologie " (1 SWS) = 15 h Präsenzzeit und 45 h Selbststudium = 60 h

• Stochastischer Prozesse: Markovprozesse, Simulationsstrategien, Mastergleichungsansatz; Anwendung auf biologische Systeme, wie z.B. klonale Kompetitionen innerhalb von Zellpopulationen oder die Analyse von Fluktuationen innerhalb einfacher genetischer Netzwerke
• Modellierung strukturierter Populationen: Modellierungsansätze auf der Basis partieller Differentialgleichungen, Analytische und numerische Lösungsstrategien; Anwendung auf biologische Systeme, wie z.B. Wachstum strukturierter Zellpopulationen
• Modellierung zellulärer und genetischer regulatorischer Systeme: Biologische Grundlagen genetischer und metabolischer Regulation, Vorstellung verschiedener Modellierungsansätze: z.B. logische/bayssche Netze, Differentialgleichungsansätze u.a.; Anwendung auf verschiedene molekulare Systeme wie z.B. Zellzyklusregulation, allgemeine genetische Schalterfunktionen, Regulation des lac-Operons, u.a.
• Modellierung von Gewebsorganisation: Möglichkeiten der mathematischen Beschreibung von Homöostase bzw. Regeneration nach Störung; Untersuchung allgemeiner Prinzipien der Selbsterhaltung und Differenzierung am Beispiel der Organisation von Stammzellpopulationen; Vorstellung verschiedener mathematischer Ansätze wie z.B. Systeme gewöhnlicher Differentialgleichungen, stochastische Prozesse, Zellularautomaten u.a.

Praktische Übungen am Computer: Implementation und Analyse eines mathematischen Modells zu einem vorgegebenen biologischen System. Theoretische Biologie