Dresden 2003 – wissenschaftliches Programm

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LTD: Lehrertage Dresden

LTD XII: HV XII

LTD XII.1: Hauptvortrag

Samstag, 29. März 2003, 10:15–11:00, HSZ/04

Biophysik des Zytoskeletts — •Karsten Kruse — Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme, Nöthnitzer Str. 38, 01187 Dresden

Das Zytoskelett ist von herausragender Bedeutung im Leben tierischer Zellen. Es ermöglicht ihnen, den intrazellulären Transport von Metaboliten zu organisieren, sich zu teilen sowie sich fortzubewegen. Auch bestimmt es deren mechanische Eigenschaften. Strukturell ist das Zytoskelett ein Netzwerk von Filamenten, die über viele verschiedene Proteine miteinander wechselwirken. Motorproteine z.B. wandeln chemische in mechanische Energie um und transportieren auf diese Art Lasten entlang der Filamente oder erzeugen Spannungen im Netzwerk. In diesem Vortrag werden verschiedene Aspekte vorgestellt, unter denen sich Physiker mit diesem System beschäftigen. Inzwischen gut untersucht sind Lösungen und Gele von Filamenten, die interessante Materialeigenschaften aufweisen. Gleiches gilt für die Motorproteine. Insbesondere haben einfache Beschreibungen der Dynamik dieser Moleküle zur Voraussage interessanter kollektiver Effekte vieler miteinander wechselwirkender Motoren geführt. Diese Effekte ermöglichen z.B. eine Erklärung der Bewegung von Spermien als auch der Antworteigenschaften von Hörsinneszellen. Inzwischen wenden sich immer mehr Physiker der Untersuchung von Filament-Motor-Gemischen zu. Diese Systeme zeigen Musterbildung als Folge dynamischer Instabilitäten.