Block 3 — Vom Molekül zur Zelle

94 akademische Stunden Vorlesung

26 akademische Stunden Kleingruppen

Um aktuelle diagnostische Techniken anzuwenden, Befunde interpretieren oder Vorteile neuer therapeutischer Interventionen voll nutzen zu können, müssen wir molekulare Details von Zellfunktionen, Kommunikation, Entwicklung oder Wachstum verstehen. Ziel des Blocks ist es, dem Studierenden auf einführendem Niveau jene Grundlagen zu vermitteln, die für das Verständnis des normalen Verhaltens von Zellen sowie von Pathomechanismen notwendig sind. Anhand von Beispielen wird der Zugang zu aktuellen Ergebnissen und Methoden moderner zellbiologischer Forschung geschaffen. 

Um den Bau und die Funktion von Zellen in ihrer Vielfalt zu verstehen, werden biochemisch/physikalische Grundlagen - von kleinen Molekülen bis zu informationsspeichernden Makromolekülen - erarbeitet. Bauprinzip und Lebensstrategien von Viren und Bakterien leiten zu Eukaryonten und den Funktionsweisen tierischer Zellen. Die biologische Membran, zentral für das Verständnis von Transportvorgängen, Dynamik, oder Erkennung leitet zu den funktionellen Kompartimenten - den Organellen und dem Transport von Biomolekülen (biosynthetische, endozytische Transportwege); der Bezug zu spezifischen Krankheiten wird thematisiert.

Grundlegende Kenntnisse über den Energiehaushalt von Zellen (biologische Energie, Bedeutung von energiereichem Phosphat, oxidativer Phosphorylierung, kataboler und anaboler Stoffwechsel) ermöglichen das Verständnis lebenswichtiger Funktionen wie Wachstum oder Vermehrung. Intrazelluläre Signalübertragung, zelluläre Kommunikation (Zell-Zell, Zell-Matrix) und Reaktionen (Migration, Proliferation, Überlebens- und Zelltodstrategien) ergänzen wichtige Prinzipien komplexer Lebensformen. Grundlagen zur Informationstheorie, Struktur und Funktion der DNA, Zellzyklus und Zellteilung (inklusive Störungen und Krankheitsbildern), Befruchtung und Embryonalentwicklung werden erarbeitet und in den folgenden Blöcken weiterentwickelt.

Zur Erreichung dieser Ziele wird auf bereits erarbeitetem Vorwissen aufgebaut. Kenntnisse der Schuloberstufe, vor allem der Fächer Biologie, Chemie und Physik werden als Grundlagen vorausgesetzt; eine systematische Wiederholung ist nicht vorgesehen. Die Voraussetzungen werden in Block 1 thematisiert und exemplarisch wiederholt.