How can a bird sense magnetic fields, how does our ear detect sound waves, how does our bone feel gravitation? It is the physics of individual molecules that dictate these and many other processes in life.
This course introduces computational methods to study the structure, dynamics and mechanics of biomolecules at different scales. It aims at endowing the students with an understanding of the principles, the capacity and limitations of different numerical simulation techniques with an emphasis on Molecular Dynamics simulations. The course comprises alternating lectures and hands-on computer tutorials of which the latter are meant to directly demonstrate the principles of running and analyzing computer simulations of biological matter. Lectures and hands-on computer tutorials will take place alternately in the seminar room SR043 and the CIP-Pool (both Bioquant). The lectures/tutorials will take place once a week, on Wed from 4 to 5.30 pm (2 SWS), starting now on October 14, 2015. Lectures will be given by Prof. Frauke Gräter and Prof. Rebecca Wade.
The lectures will be targeted to advanced Bachelor, Master and interested PhD students and will be complemented by hands-on computer sessions in which the students will have the opportunity to run molecular simulations supervised by Dr. Katra Kolšek, Dr. Csaba Daday and Ms. Ana Herrera-Rodriguez.
Introduction
Examples for forces in biology: bone and gravity; birds and magnetic fields; muscle and motors; ears and sound waves
Structure & dynamics of biomolecules (proteins, RNA and DNA)
Mechanics of biomolecules (polymer theories, rate theories, experiments)
Atomistic scale:
Molecular Dynamics I – approximations and force fields;
Molecular Dynamics II – integration schemes;
Molecular Dynamics III – boundaries, electrostatics, ensembles;
Molecular Dynamics IV – probing mechanics;
Monte Carlo
Mesoscopic scale:
Coarse-graining, Go models, Langevin and Brownian Dynamics
continuum approximations
Macroscopic scale:
computational mechanics, finite element methods, fracture theories;
Current challenges: bridging scales, whole virus/cell simulations
MD: phase transition of argon
MD: structure and dynamics of the protein ubiquitin
MD: mechanics of ubiquitin
Brownian Dynamics
finite-element analysis of DNA mechanics
M.P. Allen and Tildesley, „Computer Simulation of Liquids“, Oxford Science Publishers. (Great book with a focus on Molecular Dynamics simulations)
www.gromacs.org open source molecular simulation software used in the tutorial, for both atomistic MD and coarse-grained Brownian dynamics simulations. Comes with an extensive manual, which includes the principles of MD simulations and biomolecular force fields.
http://cando-dna-origami.org/ web-based finite element software for mechanics/dynamics of DNA sculptures
Das HITS (Heidelberger Institut für Theoretische Studien) wurde 2010 von dem Physiker und SAP-Mitbegründer Klaus Tschira (1940-2015) und der Klaus Tschira Stiftung als privates, gemeinnütziges Forschungsinstitut gegründet. Es betreibt Grundlagenforschung in den Naturwissenschaften, der Mathematik und der Informatik. Zu den Hauptforschungsrichtungen zählen komplexe Simulationen auf verschiedenen Skalen, Datenwissenschaft und -analyse sowie die Entwicklung rechnergestützter Tools für die Forschung. Die Anwendungsfelder reichen von der Molekularbiologie bis zur Astrophysik. Ein wesentliches Merkmal des Instituts ist die Interdisziplinarität, die in zahlreichen gruppen- und disziplinübergreifenden Projekten umgesetzt wird. Die Grundfinanzierung des HITS wird von der Klaus Tschira Stiftung bereitgestellt.
Diese Seite ist nur auf deutsch verfügbar
Zur englischen Seite wechseln oder auf dieser Seite bleiben.
Wir nutzen Cookies auf unserer Website. Einige von ihnen sind essenziell, während andere uns helfen, diese Website und Ihre Erfahrung zu verbessern.
Hier finden Sie eine Übersicht über alle verwendeten Cookies. Sie können Ihre Einwilligung zu ganzen Kategorien geben oder sich weitere Informationen anzeigen lassen und so nur bestimmte Cookies auswählen.
Essenzielle Cookies ermöglichen grundlegende Funktionen und sind für die einwandfreie Funktion der Website erforderlich.
Cookie-Informationen anzeigen Cookie-Informationen ausblenden
Name | |
---|---|
Anbieter | Eigentümer dieser Website |
Zweck | Speichert die Einstellungen der Besucher, die in der Cookie Box von Borlabs Cookie ausgewählt wurden. |
Cookie Name | borlabs-cookie |
Cookie Laufzeit | 1 Jahr |
Statistik Cookies erfassen Informationen anonym. Diese Informationen helfen uns zu verstehen, wie unsere Besucher unsere Website nutzen.
Cookie-Informationen anzeigen Cookie-Informationen ausblenden
Akzeptieren | |
---|---|
Name | |
Anbieter | HITS gGmbH |
Zweck | Cookie von Matomo für Website-Analysen. Erzeugt statistische Daten darüber, wie der Besucher die Website nutzt. |
Cookie Name | _pk_*.* |
Cookie Laufzeit | 13 Monate |
Inhalte von Videoplattformen und Social-Media-Plattformen werden standardmäßig blockiert. Wenn Cookies von externen Medien akzeptiert werden, bedarf der Zugriff auf diese Inhalte keiner manuellen Einwilligung mehr.
Cookie-Informationen anzeigen Cookie-Informationen ausblenden
Akzeptieren | |
---|---|
Name | |
Anbieter | |
Zweck | Wird verwendet, um Facebook-Inhalte zu entsperren. |
Datenschutzerklärung | https://www.facebook.com/privacy/explanation |
Host(s) | .facebook.com |
Akzeptieren | |
---|---|
Name | |
Anbieter | |
Zweck | Wird zum Entsperren von Google Maps-Inhalten verwendet. |
Datenschutzerklärung | https://policies.google.com/privacy |
Host(s) | .google.com |
Cookie Name | NID |
Cookie Laufzeit | 6 Monate |
Akzeptieren | |
---|---|
Name | |
Anbieter | |
Zweck | Wird verwendet, um Instagram-Inhalte zu entsperren. |
Datenschutzerklärung | https://www.instagram.com/legal/privacy/ |
Host(s) | .instagram.com |
Cookie Name | pigeon_state |
Cookie Laufzeit | Sitzung |
Akzeptieren | |
---|---|
Name | |
Anbieter | OpenStreetMap Foundation |
Zweck | Wird verwendet, um OpenStreetMap-Inhalte zu entsperren. |
Datenschutzerklärung | https://wiki.osmfoundation.org/wiki/Privacy_Policy |
Host(s) | .openstreetmap.org |
Cookie Name | _osm_location, _osm_session, _osm_totp_token, _osm_welcome, _pk_id., _pk_ref., _pk_ses., qos_token |
Cookie Laufzeit | 1-10 Jahre |
Akzeptieren | |
---|---|
Name | |
Anbieter | |
Zweck | Wird verwendet, um Twitter-Inhalte zu entsperren. |
Datenschutzerklärung | https://twitter.com/privacy |
Host(s) | .twimg.com, .twitter.com |
Cookie Name | __widgetsettings, local_storage_support_test |
Cookie Laufzeit | Unbegrenzt |
Akzeptieren | |
---|---|
Name | |
Anbieter | Vimeo |
Zweck | Wird verwendet, um Vimeo-Inhalte zu entsperren. |
Datenschutzerklärung | https://vimeo.com/privacy |
Host(s) | player.vimeo.com |
Cookie Name | vuid |
Cookie Laufzeit | 2 Jahre |
Akzeptieren | |
---|---|
Name | |
Anbieter | YouTube |
Zweck | Wird verwendet, um YouTube-Inhalte zu entsperren. |
Datenschutzerklärung | https://policies.google.com/privacy |
Host(s) | google.com |
Cookie Name | NID |
Cookie Laufzeit | 6 Monate |