Plasmid-DNA

In diesem Kurs lernen die Schülerinnen und Schüler nicht nur die molekularbiologischen Grundlagen, sondern auch den praktischen Umgang mit Gelen, Pipetten und Zentrifugen. 

So können sie in den Laboralltag von Biologinnen und Biologen sowie BTAs hineinschnuppern und dieses Berufsfeld für sich erkunden. Von Flemings erster Beobachtung bis zur modernen Forschung gewähren Experimente interessante Einblicke in die Molekularbiologie. Plasmide mit und ohne zusätzlich eingefügtes Gen werden isoliert, gereinigt und mit Restriktionsenzymen gespalten. Das Ergebnis können die Schülerinnen und Schüler nach dem selbständigen Auftragen der Proben und einer Färbung auf einem Agarose – Gel diskutieren.

Ablaufbeschreibung

Nach einer Einführung in die Regeln und Abläufe im Labor, werden die Schülerinnen und Schüler zunächst mit den verwendeten Geräten vertraut gemacht: Spannungsversorgung der Gele, Zentrifuge, Schüttler und vor allem die automatische Mikropipette. Danach gehen wir zum eigentlichen Versuch über und isolieren in einem mehrstufigen Prozess von zentrifugieren, lösen und pipettieren Plasmid-DNA mit und ohne ein zusätzlich eingebautes Bruchstück von DNA. Diese gereinigte Plasmid-DNA wird dann mit verschiedenen Restriktionsenzym-Ansätzen verdaut. Die verschiedenen Proben werden schließlich mit einem Fluoreszenz-Farbstoff versetzt und gegen einen Längenstandard auf ein Agarosegel aufgetragen. Diese Gele und Gelkammern werden zum besseren Verständnis von den Schülerinnen und Schülern selbst aufgebaut. Anschließend werden die Ergebnisse an einem Fluoreszenz Fotometer ausgewertet und diskutiert.

Vorgesehene Experimente

• Zentrifugation und Resuspendierung von Bakterien Pellets.
• Aufschluss der Zellmembran und Freisetzung der DNA.
• Ethanol Fällung von DNA.
• Weitere Reinigungsschritte und Aufnahme in Puffer.
• Restriktionsverdau der Plasmide mit Hilfe von EcoR1 und BamH1.
• Vorbereitung der Gele und Gelkammern.
• Auftragen der Proben und Durchführung der Gelelektrophorese.
• Auswertung der Gele auf einem Fluoreszenz Fotometer.
• Diskussion der Ergebnisse.

Lernvoraussetzungen

Die Schülerinnen und Schüler sollten…

Im Grundkurs:

• Den Grundsätzlichen Aufbau der DNA kennen.
• Den Aufbau von Zellen mit Membran und Kern beschreiben.
• Das Verhalten von Ladungen im elektrischen Feld verstehen.

Im Leistungskurs zusätzlich:

• Vorkenntnisse zum Aufbau von Plasmiden und zum Restriktionsverdau besitzen.
• ein grundlegendes Verständnis des Ablaufs einer gel-elektrophoretischen Trennung haben.

Anbindung an den KLP (getrennt nach GK, LK)

Lernform

Selbständige und angeleitete praktische Experimente unterstützt durch grundlegende Theorie