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Naturwissenschaft Übersicht


Genpraktikum








> Einleitung
> Bericht von Katja Krämer
> Der Versuch
> Elektrophorese, Analyse
> Ergebnis

Einleitung

Am Freitag, dem 21.11. und Donnerstag, dem 27.11.08 fuhren die Leistungskurse Biologie der Jahrgangsstufe 12 nach Frankfurt Höchst, um dort bei Sanofi Aventis einen Tag als Genforscher zu verbringen.
Katja berichtet

Gegen 7:30 Uhr trafen wir (in diesem Fall der Leistungskurs von Herrn Burandt und der halbe Sturmfelskurs) uns am Bahnhof in Langen und brachen von dort in Richtung Frankfurt Höchst auf.
Die Bahn und einen kurzen Fußmarsch hinter uns lassend erreichten wir Sanofi, wo wir freundlich begrüßt und dann direkt in unsere Aufenthaltsräume gebracht wurden.
Nach einer mehr oder weniger kurzen Einführung in das Unternehmen mit vielen „Roundabouts“ und einer Menge Zahlen (Sanofi Aventis ist immerhin eines der weltweit führenden pharmazeutischen Unternehmen und beschäftigt „roundabout“ 100.000 Mitarbeiter) durften wir uns in Kleingruppen auch sofort in die weißen Kittel schmeißen und ausgerüstet mit Chemiebrille in die Labore begeben.

Anfangen durften wir aber immer noch nicht. Einen DNA-Vergleich startet man ja nicht einfach mal so…
Genauestens wurden uns die Sicherheitsvorschriften und der Ablauf erklärt, man zeigte uns die Geräte und wir machten uns mit der Anwendung vertraut, dann war es endlich soweit.

Bei der Arbeit Ohne zu zögern griffen wir nach Eppendorfpipette und den kleinen bunten Röhrchen, füllten sie mutig Mikroliter um Mikroliter mit DNA, diversen Puffern und anderen Flüssigkeiten, um sie dann erst der Zentrifuge und später dem Thermomixer zu überlassen, der die kleinen Röhrchen durchschüttelte.

Uns genehmigte man derweil eine kleine Frühstückspause.
Eine Dreiviertelstunde später standen wir gesättigt und zufrieden erneut im Labor und kamen nach weiterem Hinzufügen verschiedener Proben zu einem Schritt, der erstmal jeden von uns ein wenig abschreckte.

Die „fertige“ DNA Probe sollte nun mithilfe der mikrolitermessenden Eppendorfpipette in winzige Geltaschen gefüllt werden. Um es uns auch ja nicht zu einfach zu machen, waren die Gele zusätzlich in eine Flüssigkeit eingelegt, und so mussten wir durch Flüssigkeit in die Geltaschen, wobei das Gel selbst nur die Konsistenz einer festen Marmelade hatte.
Trotz anfänglichem Respekt pipettierten wir munter drauflos und hatten im Großen und Ganzen auch Erfolg damit.

Bei der ArbeitNachdem die verschiedenen Proben in ihre Täschchen gefüllt waren, wurde das Gel unter Strom gesetzt und musste nun wieder ruhen.
So hatten wir also Zeit für eine kleine Rundfahrt durch das Gelände, die wir auch direkt mit dem „Emo Reisen“ Bus  begannen.
Von einem freundlichen „Reiseleiter“, dem Pressesprecher von Sanofi, begleitet sahen wir die Labore und Forschungsstationen, Männer in grünen und blauen Kitteln und wurden uns langsam darüber klar, in welcher Liga hier geforscht wurde.
Leider konnten wir das meiste nur im Vorbeifahren begutachten und das Aussteigen wurde uns nur einmal ermöglicht.
Dieser Zwischenstopp in einem kleinen Museum, das uns über die hier stattfindenden überwiegend medizinischen Forschungen informierte, brachte uns auch die Erklärung für die ständige Benutzung des Wortes „Roundabouts“: Denglisch sei hier für die Verständigung einfach sehr populär. Zurück in den Bus und schließlich wieder im Labor betrachteten wir unsere Gele, wo man mittlerweile deutlich die Wanderung der DNA erkennen konnte.

Nun gab es drei Teilbereiche, die jede Gruppe nacheinander besuchen sollte.
Einmal wurden neue Gele für die nachfolgenden Gruppen gegossen, der zweite Teilbereich bestand aus einem Bewertungsbogen für Sanofi und der dritte Teilbereich beschäftigte sich mit unseren Gelen, die unter UV-Licht betrachtet wurden.

Der Versuch: Teil 1
> Der Restriktionsverdau

Der Versuch, den wir bei Sanofi Aventis durchführten, war ein DNA-Vergleich, der sich  beispielsweise als Vaterschaftstest oder auch zur Überführung eines Täters eignet.

Aufgebaut war der Versuch in drei Teile:

  1. der Restriktionsverdau
  2. die Elektrophorese
  3. die Analyse

1. Der Restriktionsverdau

Am Anfang hat man sechs verschiedenfarbige leere Röhrchen und drei Röhrchen mit einem Enzymmix (E), einem Reaktionspuffer (RP) und sterilem Wasser (W).
Man überträgt mit der Eppendorfpipette (besonders genaue und feine Pipette) jeweils fünf Mikroliter von E, RP und W in die farbigen Röhrchen.

Zusätzlich werden in jedes Röhrchen fünf Mikroliter verschiedener DNA-Proben eingefüllt, wobei die erste DNA beispielsweise „vom Tatort“ kommt und die weiteren fünf Proben von „möglichen Tätern“.
Wichtig beim Einfüllen ist das ständige Wechseln der Pipettenspitzen, um nichts zu verunreinigen.
Hat man alle Flüssigkeiten in die Röhrchen gefüllt, werden sie kurz zentrifugiert.

Sie werden also in eine Zentrifuge, ein rotierendes Gerät gefüllt und ähnlich wie im Kettenkarussell schnell gedreht, sodass sich die Flüssigkeit am unteren Rand sammelt und vermischen kann.
Anschließend werden sie 45 Minuten bei 37°C im Thermomixer inkubiert, also bei gleicher Wärme leicht geschwenkt.

In diesen 45 Minuten wird die DNA in unterschiedlich große Stücke zerteilt.

Der Versuch: Teil 2 + 3
> Die Elektrophorese

Die Analyse

Nach 45 Minuten werden die DNA-Proben aus dem Thermomixer genommen und es wird ihnen und zusätzlich einem Längenstandard sogenanntes Loading Dye (LD) hinzugefügt.

Das LD sorgt dafür, dass die DNA dichter wird und so leichter in die Geltaschen einfüllbar ist. Zusätzlich ist ein Farbstoff enthalten.
Nun werden die verschiedenen Proben noch einmal zentrifugiert und inkubiert und dann in Geltaschen eines Agarose-Gels eingefüllt.

Elektrophoresekammer
Die Elektrophorseskammer


Das Agarose-Gel ist in eine Elektrophoresekammer eingesetzt, diese besitzt einen negativen und einen positiven Pol und wird unter Strom gestellt.
Die DNA ist negativ geladen und wird so durch die Spannung zum positiven Pol gezogen. Dieser Vorgang dauert ebenfalls 45 Minuten.

3. Die Analyse

Nach 45 Minuten wird der Strom abgeschaltet. Nun ist deutlich eine Wanderung der DNA zu erkennen, sichtbar gemacht durch den Farbstoff.

Die DNA, die an bestimmten Basenpaaren zerschnitten wurde, hat sich durch die netzartige Struktur des Gels bewegt und ist je nach Größe der Teilabschnitte weiter oder weniger weit gekommen.

Es haben sich Balken auf dem Gel abgezeichnet, diese zeigen wie weit die DNA-Stücke gekommen sind.

Nun kann man die DNA-Proben der „Täter“ mit der vom „Tatort“ vergleichen, denn gleiche DNA wird an den gleichen Basenpaaren zerschnitten, so entstehen gleichgroße Teilstücke, die dann bei der Elektrophorese identische Abbildungen zeigen.

Das Ergebnis
> Täter gefasst Ergebnis

Nun war ganz deutlich zu erkennen, dass wir unsere Arbeit gut gemacht hatten, denn man konnte klar den Täter, Vater, oder einfach nur die passende Bakterien-DNA identifizieren. Zufrieden mit unserer Arbeit belohnte man uns dann mit einem guten und vor allem reichlichen Essen in der Cafeteria des Gebäudes.
Gut gesättigt wurden wir in der Eingangshalle verabschiedet und machten uns auf den Heimweg.

Insgesamt war das Genpraktikum bei Sanofi für mich eine sehr spannende und willkommene Gelegenheit einen Einblick in die Gentechnik zu erhalten.

Theoretisch hatten wir im Bio LK schon über den Ablauf und die Handhabung des Versuchs gesprochen, doch war es eine tolle Erfahrung auch mal selbst mit Kleinstmengen von Flüssigkeit und vielen Dingen, die man eigentlich gar nicht sehen kann, so ein großes Ergebnis zu erzielen. Auch wenn man sich nicht für einen Beruf in dieser Richtung entscheiden sollte, ist es doch interessant praktisch mitzubekommen, wozu die Wissenschaft heute fähig ist.

Gez.: Katja Krämer

Fotos: G. Burandt, Webteam, 17.12.2008