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Experimente

DNA-Extraktion

Die DNA-Extraktion umfasst die Extraktion / das Herauslösen von DNA aus Zellen. Hierbei werden zunächst die Zellen mittels lysierender Substanzen aufgelöst. Nun befinden sich in der Zellsuspension alle zuvor in der Zelle „verpackten“ Bestandteile frei zugänglich. Die DNA wird mittels Silica Gel Membranen innerhalb von „Säulen“ zunächst gebunden, weitere Stoffe durch verschiedene Chemikalien abgefangen und durch Zentrifugationen entfernt. Übrig bleibt die gebundene DNA, welche im letzten Schritt durch Ablösung, Zentrifugation und anschließendem Auffangen gewonnen wird.

PCR bei cytb

Es ist eines der meist beforschten Gene. In der Lebensmittelüberwachung wird es am häufigsten angewendet. Das Bild zeigt das mitochondriale Gesamtgenom mit den entsprechenden Abschnitten. Die Schülerinnen und Schüler überdenken ein entsprechendes Pipettierschema und wenden jenes an.

tierspezifische PCR

Was ist in der Wurst?, oder so ähnlich sind die Fragestellungen in der Lebensmittelüberwachung. Wenn die Voruntersuchungen Verdachtsfälle mittels Restriktionen liefern, werden tierartspezifische Primer verwendet. Diese können bei der Beantwortung der Frage helfen.

Restriktionen

Bei diesem Modul kommen verschiedene Restriktionsenzyme zum Einsatz. Eine Kleingruppe von Schülerinnen und Schülern arbeiten hier mit PCR-Amplifikaten des cytb-Gens. Sie müssen ein komplexes Pipettierschema verstehen und anwenden.

DNA-Sequenzierung (hier: Einkapillarsequenzierung)

Die DNA-Sequenzierung ist die Bestimmung der Nukleotid-Abfolge in einem DNA-Molekül. Bei der Sequenzierung in einem Einkapillarsequenzierer, wie dem ABI Prism 310, kommt die Didesoxymethode nach Sanger zum Einsatz.

Bei dieser Methode werden im PCR-Vorgang nicht nur normale Nukleotide, sondern auch vorliegende Didesoxynukleotide eingebaut. Jene führen zu einem Kettenabbruch, das heißt, dass dieser DNA-Strang nicht mehr verlängert werden kann. Hierdurch entstehen verschieden lange Abschnitte und am Ende sollte jedes Nukleotid des DNA-Moleküls einen Endpunkt darstellen. Somit wandern im Anschluss die kleinsten Moleküle am Schnellsten durch die Kapillare des Sequenzierers. Da die Didesoxynukleotide auch einen Farbanhang besitzen, jedes Nukleotid einen anderen, können sie beim Wandern durch die Kapillare vom Laser detektiert werden. Ein eigens hierfür konzipiertes Programm kann jene Signale nun nach Stärke darstellen. Am Ende erlangt man somit eine genaue Abfolge der Nukleotide im Molekül und kann jene mit Hilfe von Datenbanken wie der NCBI vergleichen, somit den unbekannten Organismus bestimmen.

Real-Time-PCR

Das Prinzip der Real-Time PCR beruht auf der normalen PCR mit Hinzunahme der Quantifizierung durch einen fluoreszenten Reporter. Die Messung erfolgt in Echtzeit, was Schritte wie die Gelelektrophorese in einem Standardverfahren überflüssig macht.

Zusätzlich zu den Standardmaterialien einer PCR wird hierbei noch eine Sonde (Taqman probe) benötigt, die ihre komplementäre Nukleotidabfolge zwischen dem Ort der Primer haben und nicht länger als 20-30 Nukleotide lang sein sollte. Sie trägt an je einem Ende einen Reporter bzw. einen Quencher. Durch die Entfernung zueinander findet zunächst kein Energietransfer statt.

Wenn nun die synthetische Einheit der Taq-Polymerase den Gegenstrang synthetisiert, stößt die Taq-Polymerase auf die Sonde, die anschließend durch die Nuklease-Einheit der Taq-Polymerase hydrolysiert wird. Hierbei entsteht eine räumliche Trennung von Reporter und Quencher und somit ein Fluoreszenzsignal, das proportional zu der Menge des PCR-Produktes zunimmt.

moderne Methoden der Pflanzenvermehrung (Sek I)

Das Arbeiten an der Reinluftbank wird auch im Rahmen des Berufswahlpasses der Stadt Dortmund angeboten. Dazu bieten wir einen Kurs über drei Stunden an, in dem Schülerinnen und Schülern der Klassen 8-10 einen Einblick in die Berufswelt von technischen Assistenten im Laborbereich bekommen. Die Schülerinnen und Schüler können in unserem Labor an einer Sterilbank arbeiten und Orchideen im Reagenzglas vermehren (invitro-Kultur). Sie stellen sterile Nährmedien her und vermehren Orchideen in einer Laborumgebung. Begleitet werden Sie dabei von einer Biologisch-technischen Assistentin.

Kontakt und Ansprechpartner

LaborGarten am Heisenberg-Gymnasium

Dr. Marcus Mundry
Yvonne Sperling
Preußische Straße 225 | 44339 Dortmund
Tel.: 0231 477374-0 | info@laborgarten.de

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