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Labor-Praktikum
für die Schüler der 11. Klasse
des
Babelsberger Filmgymnasiums
ILBC GmbH – Internationales Laboratorium für Biotechnologie und Consulting, Prof. Dr. Monier Tadros
Hermannswerder 14
14473 Potsdam
Telefon: 0331 2300412 oder 413
E-Mail: [email protected]
Bakterien
• eine der 3 Hauptdomänen des Lebens (neben den
Eukaryoten und den Archeen)
• kein Zellkern
• ca. 95 % aller auf der Erde lebenden Bakterien sind noch
nicht bekannt
• Morphologie: viele verschiedene Formen, ca. 1 µm x 5 µm
Kokken
Diplokokken
Streptokokken
Stäbchen
Palisaden
Diplobazilli
Bakterien
• eine der 3 Hauptdomänen des Lebens neben den Eukaryoten
und den Archaea
• kein Zellkern
• ca. 95 % aller auf der Erde lebenden Bakterien sind noch
nicht bekannt
• Morphologie: viele verschiedene Formen, ca. 1 µm x 5 µm
• Unterscheidung in Gruppen:
Gram-positive
Gram-negative Bakterien
Gram-positive
Bakterien Gram-negative
Bakterien
Cytoplasma
Plasma-
membran
Peptido-
glycan
Periplasma
äußere
Membran
E. coli-Zelle aus „Molecular Biology of the cell“, 2nd edition, Alberts et al., 1989
Gram-Färbung
• differenzierte Färbung von Bakterien durch Hans Christian
Gram (1853-1938)
• blau/violett: Gram-positive Kokken
(Staphylococcus aureus)
• pink/rot: Gram-negative Stäbchen
(Escherichia coli)
Quelle: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Gram_stain_01.jpg&filetimestamp=20100413130449
1. Färbung mit Lugolscher Lösung (Jod-
Kaliumjodid-Komplex) blaue Zellen
2. Entfärbung mit 96 % Ethanol Gram-
negative Bakterien werden entfärbt
3. Gegenfärbung mit Safranin oder
Fuchsin Gram-negative Bakterien
werden rot
DNA
• Erbinformation, die bei Bakterien als Nucleoid vorliegt (ohne „echten“ Zellkern) - genomische DNA
• Bausteine: Basen Adenin Thymin (RNA: Uracil)
Guanin Cytosin
jeweils 3 Basen codieren für eine Aminosäure
Zucker Phosphatreste
• Plasmid-DNA: zusätzliche Erbinformation
Purine Pyrimidine
DNA
GGATCC
CCTAGG
TCTAGA ATGGCAAATCTTGAGCCGTTTTAA
AGATCT TACCGTTTAGAACTCGGCAAAATT
Start-Codon Stop-Codon
5‘ 3‘
3‘ 5‘
Plasmid-DNA
5'...G^G A T C C...3'
3'...C C T A G^G...5'
XbaI
BamHI
5'...T^C T A G A...3'
3'...A G A T C^T...5'
Restriktionsendonukleasen
Plasmid
zu inserierende DNA
(Gen)
Plasmid mit
neuer DNA
- sind Enzyme, also Proteine
Agarose-Gelelektrophorese zur
Sichtbarmachung von DNA - DNA wird mit Hilfe von Ethidiumbromid (Vorsicht!
Ethidiumbromid ist cancerogen, also krebserregend!)
- die DNA (Plasmid-DNA) wird mittels
Agarosegelelektrophorese getrennt
- anschließend kann man die getrennte DNA unter UV-Licht
sichtbar machen
1 2 3 4 5 6
1 - Plasmid 1 mit Restriktionsenzymen
geschnitten
2 - Plasmid 2 mit Restriktionsenzymen
geschnitten
3 - Plasmid 1 ungeschnitten
4 - Plasmid 2 ungeschnitten
5 - DNA-Größenmarker A
6 - DNA-Größenmarker B 250 bp
200 bp
500 bp
ca. 250 bp
ca. 190 bp
Proteine - DNA RNA Proteine
- bestehen aus Aminosäuren
- es gibt viele Aminosäuren, aber nur 20 davon sind
proteinogene Aminosäuren
- Aminosäurefolge: Proteinsequenz (Primärstruktur)
- räumliche Anordnung der Aminosäuren: Sekundärstruktur
- räumliche Anordnung der Polypeptidkette: Tertiärstruktur
- Proteinkomplexe: Quartärstruktur
- 1-50 Aminosäuren: Peptid
- 51-100 Aminosäuren: Polypeptid
- ab 100 Aminosäuren: Proteine
Aminosäuren Aminosäure Dreibuchstabencode Einbuchstabencode Bemerkung
Alanin Ala A nicht-essentiell
Arginin Arg R semi-essentiell
Asparagin Asn N nicht-essentiell
Asparaginsäure Asp D nicht-essentiell
Cystein Cys C nicht-essentiell*
Glutamin Gln Q nicht-essentiell
Glutaminsäure Glu E nicht-essentiell
Glycin Gly G nicht-essentiell
Histidin His H semi-essentiell
Isoleucin Ile I essentiell
Leucin Leu L essentiell
Lysin Lys K essentiell
Methionin Met M essentiell
Phenylalanin Phe F essentiell
Prolin Pro P nicht-essentiell
Serin Ser S nicht-essentiell
Threonin Thr T essentiell
Tryptophan Trp W essentiell
Tyrosin Tyr Y nicht-essentiell*
Valin Val V essentiell
Voet, D.; Voet, J.G.;. Biochemie; VCH Verlagsgesellschaft mbH, 1994; 1. korr. Nachdr. der 1. Aufl. - Weinheim., Kapitel 7, 142
Peptidbindung
Peptide
- Tertiär-/3D-Struktur von Myoglobin mit farbigen α-Helices
- erstes Protein, dessen Struktur mit Hilfe der
Kristallstrukturanalyse aufgeklärt wurde
Proteine
Antimikrobielle Peptide
antibakteriell antiviral antifungal
Protamin MPRRRRSSSRPVRRRRRPRVSRR
RRRRGGRRRR
Dermcidin SSLLEKGLDGAKKAVGGLGKLGKDA
VEDLESVGKGAVHDVKDVLDSVL
Pardaxin GFFALIPKIISSPLFKTLLSAVG
SALSSSGGQE
Alloferon-1 HGVSGHGQHGVHG
Piscidin-3 FIHHIFRGIVHAGRS
IGRFLTG
NP06 CLGVGSCNDFAGCGY
AIVCFW
Caerin1.1 GLLSVLGSVAKHVLP
HVVPVIAEHL
Dermaseptin-S1 ALWKTMLKKLGTMALHAGKAALGA
AADTISQGTQ
BMAP27 GRFKRFRKKFKKLFKKLSPVIPLL
HLG
Programm für heute, den 28.09.2011
ab 09:30 Uhr Führung durch die Blutegelzucht
(Firma BioRepro)
ca. 10:30 Uhr Labor: Schneiden von DNA
ca. 11:00 Uhr kleine Pause
ca. 11:30 Uhr Fortsetzung Schneiden von
DNA, Gram-Färbung
ca. 12:30 Uhr Abschlussbesprechung und
evtl. Essen in der Kantine
Einführung im Aufenthaltsraum
Schneiden von DNA im Labor
Gruppenfoto am Ende
des Praktikums
Gram-Färbung im Labor