Exkurs des Biologie Leistungskurses

Am 15.01.2020 machte sich der gesamte Kurs ohne Komplikationen auf den Weg nach Beverungen, in der Hoffnung das ultimative Bakterium (resistent gegen das Antibiotikum Ampicillin, fähig Laktase abzubauen) zu züchten. Das musste jedoch erst einmal warten, da Herr Riepen, welcher den von uns belegten „Blue Genes“ Kurs beaufsichtigte, einen Einführungsvortrag über die von uns anschließend durchgeführten Verfahren hielt. Nachdem er seine Präsentation beendet hatte, haben wir uns in den eigentlichen Laborbereich begeben und nachdem alle mit Kitteln ausgestattet waren, gab Herr Riepen uns eine Einführung in die Welt des Pipettierens, worauf eine kleine Übungseinheit folgte.

Nachdem beinah alle dies erfolgreich absolvierten, wurde unser Arbeitstag in fünf Schritte unterteilt.

1. Die Restriktion ist ein Verfahren, bei welchem wir über einen Träger (hier das Plasmid pUCD) die gewünschte Eigenschaft in unser Bakterium (E. coli) transportiert haben.
   • Dafür muss der Träger durch sogenannte Restriktionsenzyme aufgeschnitten werden, was ca. 60 min bei einem 37°C warmen Wasserbad dauert.
   • Doch nach den 60 min müssen die Restriktionsenzyme abgeschaltet werden, was ca. 5 min bei einem 65°C warmen Wasserbad passiert.

Während der 60 min haben wir die erste Pause eingelegt und einige machten sich ebenfalls auf den Weg zum 400m entfernten Supermarkt, um sich nach der ersten Etappe anstrengender Laborarbeit zu stärken.

2. Nun mussten die verschiedenen Proben mit einem Färbungsmittel versetzt werden, damit sie bei der folgenden Gel-Elektro-Phorese¹ sichtbar sind.
3. Bei der Gel-Elektro-Phorese muss ein Gel in eine Form gegossen werden, wo eine weitere kammähnliche Form eingesetzt wird, um Geltaschen zu erzeugen, in welche die Proben pipettiert werden. Anschließend wird über zwei Kontakte Strom durch das in einer wässerigen Flüssigkeit getränkte Gel geleitet, was die polarisierten Teilchen dazu bringt, sich durch das schwammähnliche Gel zu quetschen.

Dank der anfänglichen Übungsphase im Pipettieren gelang es uns allen die Geltaschen erfolgreich zu befüllen.

4. Die Ligation hatte die Aufgabe, unsere neue Eigenschaft in Form eines Gens in unseren Träger zu integrieren. Bei diesem Schritt, gibt es drei verschiedene Ausgangsmöglichkeiten: Und zwar kann sich der Träger wieder schließen, ohne das Gen aufgenommen zuhaben, der Träger kann das Gen aufnehmen oder das Gen an sich schließt sich.

Diese drei Möglichkeiten werden eine prägnante Auswirkung auf den letzten Schritt haben.

5. Für die Transformation haben fünf Schüler Nährböden hergestellt, welche zur Kontrolle dienten. Nach dem Auftragen der Bakterien auf die Nährböden, gab es verschiedene Möglichkeiten, wie die Versuche ausgehen konnten:
   • Wenn sich ein Bakterium vermehrt, welches einen Träger aufgenommen hatte, der sich ohne das Gen aufzunehmen wieder geschlossen hat, würde ein weißer Pilzteppich wachsen, da das Bakterium zwar gegen das Antibiotikum resistent ist, aber Laktose nicht abbauen kann und somit keinen blauen Farbstoff entwickeln kann.
   • Die zweite Alternative ist, dass das Bakterium den Träger aufgenommen hat, welcher mit dem neuen Gen versetzt ist. Dann sprießt ein blauer Pilzteppich, da hier sowohl eine Resistenz als auch die Laktoseabbau entsteht.
   • Abschließend kann das Bakterium ebenfalls nur das Gen aufgenommen haben, was dazu führt, dass keine Kolonien entstehen. Das Antibiotikum hat das Bakterium vollständig zerstört.

Nach einem anstrengen und arbeitsreichen, aber auch interessanten Tag im Labor machten wir uns auf den Rückweg nach Horn-Bad Meinberg. Kurz nachdem der Bus losgefahren ist, wurden die ersten Süßigkeiten hervorgeholt und alle diskutierten über den spannenden Tag. Der eine oder andere war wiederum so erschöpft, dass er trotz der lauten Unterhaltungen kurz einnicken konnte. Wiederum andere spielten Spiele, wie „Stadt, Land, Fluss“, jedoch mit veränderten Kategorien, wie zum Beispiel „Grund, wenn man zu spät kommt“ (um sich auf den folgenden Tag vorzubereiten).

Abschließend ist zu sagen, dass der Exkurs einem die im Unterricht theoretisch besprochenen Inhalte veranschaulicht und somit für Verständnis sorgt.

1 Gel-Elektro-Phorese: ein Verfahren um die Größe/Länge von den Teilchen in unseren Proben zu sortieren