„Blue Genes“ mikrobiologisches Praktikum

Zuallererst möchte ich mich, im Namen aller Schülerinnen und Schüler, wie auch Lehrerinnen und Lehrer, beim Förderverein unserer Schule bedanken, denn ohne seine große finanzielle Unterstützung wäre der fünfte Gentechnik-Tag für uns nicht möglich gewesen.

Aber was macht man an so einem "Gentechnik-Tag"?

Ganz einfach, wir Schülerinnen und Schüler lernen grundlegende Methoden der Gentechnik und Biotechnologie und damit auch den Alltag eines Laboranten kennen. So konnten wir das im Unterricht erworbene theoretische Wissen in die Praxis umsetzen.   

Im Biologie Leistungskurs haben wir DNA mithilfe einer Restriktion und anschließender Gel-Elektrophorese analysiert und anschließend eine Selbstklonierung von DNA bei Escherichia coli mit den Schritten Restriktion, Ligation, Transformation und Selektion durchgeführt.

Unsere erste Aufgabe war also eine Restriktion.

Bei der Restriktion haben wir den Plasmid pGEM-5Zf(+) , in den später ein neues Gen eingefügt werden soll, mit Hilfe des Restriktionsenzyms Eco R V geschnitten und damit linearisiert.

Nachdem wir alle notwendigen Reagenzien pipettiert hatten, kam das Eppendorfgefäß in für 60 Minuten bei 37°C in einen Heizblock. Nach den 60 Minuten wurde die Restriktion unterbrochen und wir haben das Gefäß wieder auf Eis gestellt.

Während der 60 minütigen Restriktion begannen einzelne Schüler durch das Gießen der Agarosegele die Gelelektrophorese vorzubereiten.  

Mit der Gelelektrophorese können u.a. DNA – Fragmente unterschiedlicher Länge getrennt werden.  Mit der Gelelektrophorese wollten wir überprüfen, ob unsere Restriktion erfolgreich war.

Um Vergleichswerte zu haben, mussten wir zusätzlich einen DNA-Längen-Standard, eine Kontrolle mit ungeschnittenem Plasmid und unseren Restriktionsansatz in die Geltaschen übertragen.

Nach 60 min Gelelektrophorese und Anfärben der Agarosegele konnten wir die ersten DNA – Banden erkennen.

Erstes Ergebnis: die Restriktion hat geklappt!!

Erst nach dieser Kontrolle begannen wir mit der Ligation und bauten „neue“ DNA in den linearisierten Plasmid ein.

Anschließend begann die Transformation kompetenter E. coli Bakterien, indem die Bakterien den neu kombinierten Plasmid aufnahmen.

Zur Überprüfung und Selektion der erfolgreichen Transformation überimpften wir die Bakterien auf 6 Agar-Platten. Zur Selektion war dem Agar Ampicillin und das synthetische Substrat X-Gal zugegeben worden.

Wenn die Bakterien auf den Ampicillin-Platten wachsen, war die Transformation erfolgreich, denn durch die Aufnahme des Plasmids wurden die Bakterien gegen Ampicillin resistent. Die Platten wurden über Nacht im Brutschrank bebrütet und somit fand die Auswertung am darauffolgenden Tag statt.

Auf einigen Ampicillin-Platten konnten wir Bakterienkolonien erkennen - blaue und weiße Kolonien-  die Bakterien hatten also den Plasmid aufgenommen. Die blauen Kolonien konnten das synthetische Substrat X-Gal umsetzen und es entstand ein Farbstoff, der die Kolonien blau färbte; die weißen Kolonien konnten das Substrat nicht umsetzen, da bei ihnen das lac-Z Gen inaktiv war, da wir dort die Fremd-DNA eingefügt hatten. Die weißen Kolonien zeigten, dass unsere Klonierung erfolgreich war.

 

Fazit.

Der Tag war sehr lang und anstrengend, trotzdem hat es viel Spaß gemacht und das gesamte Praktikum war ein riesiger Erfolg mit vielen positiven Eindrücken und Ergebnissen. Durch dieses praktische Arbeiten konnten wir die vorher erlernten theoretischen Grundlagen der Gentechnik und Biotechnologie nun viel besser verstehen.

Wenn man es dann einmal selbst gemacht hat, kommt es einem gar nicht mehr so kompliziert vor!

M. Mollenhauer Q1