Im CeBiTec konnten gentechnische Verfahren praktisch durchgeführt werden
Auch in diesem Jahr hatten die Biologie-Leistungskurse der Q1 wieder die Möglichkeit, das im Unterricht erworbene Wissen über Methoden der Gentechnik selbstständig in der Praxis anzuwenden.
Die Mitarbeiter des CeBiTec (Centrum für Biotechnologie) hatten drei
Versuche für die Schüler vorbereitet, mit denen eine Virusinfektion
durch den Phagen Lambda in Bakterien nachgewiesen werden sollte.
Wichtigstes Hilfsmittel dabei ist die Mikropipette, mit deren Hilfe kleinste Mengen genau abgemessen werden können.
Der Umgang mit diesen Geräten musste allerdings zunächst geübt werden.
Versuch 1
Die DNA der Bakterien wurde durch so genannte Restriktionsenzyme an klar
definierten Stellen in kleinere Fragmente geschnitten. Aus der Größe
der dabei erhaltenen Teilstücke und dem anschließenden Vergleich mit
bekannten Virus-Fragmenten konnte die DNA des Virus im Inneren der
Bakterien-DNA eindeutig identifiziert werden.
Versuch 2
Die PCR (Polymerase-Ketten-Reaktion) dient dazu, einzelne DNA-Stücke in
kurzer Zeit zu vervielfachen. Innerhalb von nur zwei Stunden können so
einige Milliarden Kopien eines einzelnen DNA-Fragmentes erstellt werden.
Da die Basensequenz der gesuchten Phagen-DNA bekannt ist, kann man
versuchen, mit passenden, speziell für diesen Versuch hergestellten so
genannten Primern genau diesen Teil zu erfassen und mittels PCR zu
vervielfältigen.
Die Ergebnisse dieser beiden Untersuchungsmethoden bekommt man in Form
einer Gelelektrophorese zugesandt.
Dabei wandern die verschie-denen DNA-Fragmente, durch ein Agarose-Gel
und werden dabei entsprechend ihrer Größe sortiert. Die kurzen Fragmente
befinden sich unten, die langen weiter oben in dem Gel.
Das entsprechende Bandenmuster muss dann später im Unterricht analysiert
werden.
Versuch 3
Mit einem Lichtmikroskop, so wie wir es hier in der Schule einsetzen,
können Objekte etwa 600fach vergrößert werden. Damit sind Strukturen bis
zu einer Größe von etwa 10 μm, also 1/100 mm erkennbar. Das reicht
allerdings bei weitem nicht aus, um einen Virus zu identifizieren.
Hierzu benötigt man die technischen Fähigkeiten eines
Elektronenmikroskopes. Die beiden Geräte, die uns in der Universität
demonstriert wurden, nehmen zusammen einen ganzen Raum ein und brauchen
an einem Tag so viel Energie, wie ein Ein-Familien-Haushalt in einem
Jahr. Immerhin wird hier eine Spannung von 75 000 Volt benötigt, um den
Elektronenstrahl zu erzeugen.
Bei einer 200000-fachen Vergrößerung konnte man dann allerdings die
einzelnen Viren (Länge nur etwa 1/100000 mm) und deren Bestandteile klar
erkennen.
Bei diesem Workshop war es zudem sehr interessant, sozusagen aus erster
Hand einmal zu erfahren, in welchen Bereichen die von uns durchgeführten
Techniken heute ein selbstverständlicher Teil des Arbeitsalltages in
den mikrobiologischen Laboren sind und welcher Grad an Automatisierung
dabei bereits erreicht worden ist.
Der Workshop am CeBiTec eröffnete den Schülern die Möglichkeit, unter
fachkundiger Anleitung zu arbeiten und dabei diese modernen Methoden der
Molekularbiologie kennen zu lernen.
Jeder, der eine Berufsperspektive in dieser Richtung ins Auge fasst,
wird in heutiger Zeit selbstverständlich damit umgehen müssen.
Fotos: H. Döring