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Nachtrag: Exkursion des Biologie-Leistungskurs ins Schüler-Labor der Firma Bayer in Wuppertal

Am Dienstag, den 11. September 2018 war es endlich soweit:

Um 08:45 Uhr trafen wir, 11 Studierende des 4. Semesters, uns inmitten ländlicher Idylle an der Pforte der Firma Bayer Pharma AG mit unserem Biologie-Lehrer Herrn Bongs und seiner Frau. Nach zwei Monaten Vorfreude und kurzer Vorbereitung (Anmeldung und Besucherausweise) konnten wir dort in einem Projekt zum Thema „Molekularbiologie“ selbständig im Forschungs-

und Entwicklungszentrum gentechnische Experimente durchführen, welche wir bereits in der Theorie kannten.

Nachdem wir an der Pforte abgeholt wurden, brachte man uns in das Ausbildungszentrum, wo wir von der Laborleiterin Andrea Norpoth-Hambüchen sowie den zwei Auszubildenden Lana und Kevin aus dem zweiten Lehrjahr instruiert wurden.

Hauptaufgaben des Tages:

  • Erkennen und Schneiden von Restrikionsenzymen BamHI und HindIII
  • Isolierung von DNA
  • Gelelektrophorese
  • anschließende Auswertung der Qualität

Anschließend begaben wir uns, aufgeteilt in Zweiergruppen, bewaffnet mit Handout, Kittel und Schutzbrille, ins Schülerlabor. Der erste Arbeitsschritt war die Einführung in den Umgang mit der Kolbenhubpipette.

Schneiden der DNA

Wir vermischten die Enzymlösungen BamHI und HindIII, den Spaltungspuffer, DNA-Lösung und einen Längenstandard, alle aus verschieden farbigen Röhrchen (genannt „Eppi“, um sie auseinander halten zu können) und hielten das Reagenzglas kurz in die Minizentrifuge. Im Anschluss fand die Inkubation für 1 Stunde bei 37 Grad Celsius im Thermomixer statt.

DNA- Isolierung aus Zwiebeln

Hierfür zerkleinerten wir eine halbe Gemüsezwiebel mit der Küchenreibe und füllten 10ml der Zwiebelpaste in ein Zentrifugenröhrchen, gaben 10ml destilliertes Wasser (Aqua demin) dazu und homogenisierten das Ganze. Um die DNA freizusetzen, gaben wir 20ml Lyselösung hinzu und inkubierten das Gemisch für 15 Minuten im Wasserbad. Wir kühlten das Gemisch für 5 Minuten im Eisbad auf Raumtemperatur runter und filtrierten es anschließend durch ein Teesieb in einen Messzylinder. Dann wurde die DNA ausgefällt. Hierfür überschichteten wir vorsichtig das Filtrat mit der gleichen Menge eisgekühltem Ethanol, ließen es zwei Minuten ruhen, um dann die ausgefallene DNA mit einem Holzstäbchen herauszufischen. Diese DNA verwahrten wir in einem Braunglasfläschchen für die spätere fotometrische Auswertung.

 

Isolierung der DNA aus Bakterien

Dafür standen uns E.-coli-Bakterien zur Verfügung, welche zuvor in einem Erlenmeyerkolben über Nacht vermehrt wurden. Ca. 40ml der Bakterienkultur wurden bei 3500 Umdrehungen pro Minute für 10 Minuten zentrifugiert, das Pellet in 20ml Lyselösung resuspendiert und zuletzt 15 Minuten im Wasserbad bei 60 Grad Celsius inkubiert. Da wir die Zellen zur Isolierung der DNA aufschließen mussten, gaben wir, nach 5 Minuten im Eisbad, Lyselösung hinzu um die Zellhülle zu zerstören und erhielten das sogenannte Bakterienlysat. Daraufhin isolierten wir die Zellen durch Zugabe des doppelten Volumens eisgekühltem Ethanol und die chromosomale DNA ließ sich als Faden aus der Lösung fischen. Auch diese DNA verwahrten wir in einem Braunglasfläschchen für die spätere fotometrische Auswertung.

Durchführung der Gelelektrophorese

Während der Inkubationszeit des Restriktionsverdaus hatten wir die Elektrophoresekammer vorbereitet, indem wir den Gelkamm und die Trennschienen vorsichtig aus dem Gel herauszogen und das Agarosegel in die Gelwanne einlegten. Danach überschichteten wir das Gel mit Elektrophoresepuffer, bis das Gel ca. 5 bis 10 mm bedeckt war. Anschließend füllten wir Markerlösung in jeden Restriktionsansatz und diesen in die Geltaschen ein. Wir schlossen die Kammer an das Netzteil an und stellten die Spannung und die Amperezahl ein. Wir ließen die Elektrophorese 60 Minuten laufen. Im Anschluss gossen wir den Puffer weg, entfernten das Agarosegel aus der Kammer und stellten es in eine Schale.

Auch spannend war die darauffolgende UV-Licht-Auswertung sowie die Fotometrie, eine schnelle und genaue Methode, um Stoffe zu bestimmen und die Absorption zu messen.

Dieses Schüler-Labor existiert seit 1998 und ist nur einer von zwei Standorten in Deutschland. In jedem Ausbildungsjahr gibt es circa 20 Lehrlinge. Teilweise hat diese Exkursion die Berufswahl meiner Mitstudierenden beeinflusst, Interessen wurden geweckt und Talente entdeckt. Wir durften Zellkulturen aufbereiten, DNA extrahieren und mithilfe von Enzymen schnipseln.

Zusammen gefasst kann ich diesen Ausflug jeder Biologieklasse empfehlen, es war aufschlussreich, äußerst interessant, DNA anzufassen und sich mit den technischen Innovationen zu beschäftigen.

Danke dafür!

Martina Koukoudis