Molekularbiologische
Versuche im
S1 Lernlabor
Versuche:
Die Kurse werden vorzugsweise ganztägig nach Terminabsprache durchgeführt. Zur Durchführung eines Schülerpraktikums sollte der Lehrer vorab ein entsprechendes Praktikum besucht haben. Dies hat u.a. das Ziel, dem Lehrer die Möglichkeit zur theoretischen Vorbereitung des Praktikums im Unterricht zu geben. Zum Arbeiten in einem biologischen Sicherheitslabor der Stufe S1 ist eine Belehrung zum Kursbeginn notwendig. Der Sicherheitsstufe 1 sind gentechnische Arbeiten zuzuordnen, bei denen nach dem Stand der Wissenschaft nicht von einem Risiko für die menschliche Gesundheit und die Umwelt auszugehen ist. Anschließend werden die theoretischen und praktischen Grundlagen des Experiments erläutert bevor mit dem praktischen Teil begonnen werden kann. Hier werden die Teilnehmer in kleine Gruppen von 2-4 Personen (je nach Experiment) aufgeteilt und können nun unter Anleitung die Versuche selbstständig durchführen. Der Materialkostenbeitrag pro Teilnehmer beträgt 5€.Plasmide sind kleine, ringförmige DNA-Moleküle, die neben der DNA des "Bakterienchromosoms" innerhalb einer Bakterienzelle vorliegen können. Diese DNA-Moleküle dienen in der Gentechnik als Vektoren um Fremd-Gene in das Bakterium einzubringen. Im Praktikum soll die Isolation eines Plasmids aus einer Bakterienkultur durchgeführt werden. Der Nachweis der isolierten Plasmid-DNA erfolgt durch Agarose Gel Elektrophorese.
Restriktionsendonukleasen sind Enzyme, die DNA-Moleküle aufschneiden, wobei sie die Schnittstelle an einer spezifischen Nukleotidsequenz erkennen. Man nutzt sie zur Herstellung rekombinanter DNA-Moleküle und schneidet mit ihrer Hilfe den ringförmigen DNA-Strang eines Vektors (z.B. eines Plasmids) an einer bestimmten Stelle auf. In diesem Experiment werden 3 verschiedene Restriktionsendonukleasen verwendet um isolierte Plasmid-DNA zu verdauen. Die resultierenden DNA Fragmente werden anschließend elektrophoretisch getrennt und ausgewertet.
Die Polymerase-Kettenreaktion (kurz: PCR für engl. Polymerase Chain Reaction) ist eine Methode, um DNA zu vervielfältigen, ohne einen lebenden Organismus, wie z.B. E.coli zu benutzen. PCR wird in biologischen und medizinischen Laboratorien für eine Vielzahl verschiedener Aufgaben verwendet, zum Beispiel für die Erkennung von Erbkrankheiten, für das Erstellen und Überprüfen genetischer Fingerabdrücke, für das Klonieren von Genen und für Vaterschaftstests. Im Versuch vervielfältigen die Teilnehmer eine vorgegebene DNA (Template) mittles PCR. Die PCR Produkte werden dann mittels Agarose Gel Elektrophorese nachgewiesen.
Proteine bestimmen Form und Funktion der Organismen. Sie sind für so unterschiedliche Aktivitäten wie Transport, Enzymreaktion, Skelettbildung oder Signalübermittlung verantwortlich. Im Praktikum wird die Expression eines GFP Proteins durchgeführt, das anschließend durch Chromatographie aufgereinigt wird. Danach erfolgt die Analyse der Proteine mittels Polyacrylamid Gelelektrophorese (PAGE).
Bakterientransformation (nur in mehrtägigen Kursen durchführbar)
Die Transformation ist die Aufnahme von Fremd-DNA durch lebende Bakterien. Sie wird in der Gentechnik eingesetzt um Fremd-DNA in ein Bakterium einzubringen. Dazu müssen die Bakterien aufnahemfähig (kompetent) gemacht werden. Nach der erfolgreichen Transformation können Kulturen dieser veränderten Bakterien angelegt werden und zur Plasmidisolation oder Proteinexpression verwendet werden.
ELISA Immuno Explorer Kit (Biorad)
Simulieren Sie das Ausbrechen einer Krnakheit und verwenden Sie echte Antikörper, um den Ausbruchherd zurückzuverfolgen. Hier wird den Schülern vermittelt, wie Krankheiten (z.B. HIV), genetisch veränderte Organismen und molekulare Anzeichen für Krebs, Schwangerschaft oder Drogenmissbrauch diagnostiziert werden.
Rolf Lutz BIOTEACH - Experimentierkits für Unterricht und Ausbildung
ROLF LUTZ BIOTEACH ist ein unabhängiger Anbieter von Dienstleistungen und Produkten rund um die Aus- und Weiterbildung in den modernen Biowissenschaften.Die Angebote richten sich an Bildungspartner an beruflichen und weiterführenden Schulen und in der Biotechnologischen Industrie. Die Experimente können an den Stützpunktschulen oder direkt an der Schule durchgeführt werden.