Im Rahmen unseres Leistungskurses Biologie (12. Klasse) waren wir am 01. März 2023 im Gläsernen Labor zu Besuch und haben zur Transformation experimentiert. Hierbei geht es um die Übertragung von genetischen Informationen auf einen Organismen, in unserem Fall Bakterien. Dafür wurden wir zunächst thematisch eingeführt und in Sicherheitsfragen geschult. Beispielsweise wurden wir mit dem Umgang der Eppendorf-Pipetten vertraut gemacht.
Zu Beginn des Experiments haben wir mithilfe von zwei Restriktionsenzymen (EcoRI und BamHI), das sind molekulare Scheren, drei Versuche durchgeführt.
Im ersten Versuchsansatz wurde nur das Restriktionsenzym EcoRI, im zweiten Versuchsansatz das Restriktionsenzym BamHI und im dritten wurden beide Restriktionsenzyme für die Transformation der Bakterien verwendet. Die leitende Laborantin hat uns diesbezüglich Einblicke in die Fachkonzepte gewährt.
Die Sequenzen, an denen die Restriktionsenzyme wirken, befinden sich auf einem Gen, das für eine Antibiotikumresistenz codiert. So konnte später durch die Verwendung eines Antibiotikums die Restriktion (das Schneiden) überprüft werden. Das Gen, das in die DNA der Bakterien „hineingeschnitten“ werden soll, ist das GFP-Gen (grün floureszierendes Protein). Nach dem Schneiden mit den Restriktionsenzymen konnten wir dann mithilfe der Gel-Elektrophorese die Länge der jeweiligen Bakterien-DNA ermitteln. Bestimmte Unterschiede in der Länge sprechen nämlich für eine erfolgreiche Integration des GFP-Gens in das Bakteriengenom.
Da durch die in den Nährmedien enthaltene Antibiotika jene Bakterien-Kolonien ausstarben, die restriktiert (geschnitten) wurden, ist damit bewiesen, dass eine Restriktion erfolgte, da nun das Gen für eine entsprechende Resistenz beschädigt war. Abschließend konnte die Übertragung des GFP-Gens auch mithilfe von UV-Strahlung ermittelt werden, da die entsprechenden Bakterienkolonien dann grün leuchteten.
Erfreulicherweise waren fast alle Ergebnisse deckungsgleich mit der Theorie.
Allgemein war das Klima sehr angenehm. Die wenigen Stunden im Labor vergingen relativ schnell, da man aus Interesse an den Experimenten die Zeit völlig aus dem Blick verloren hat. Die Leiterin war sehr freundlich und lehrreich. Sie hatte keinerlei Schwierigkeiten dabei, uns die Thematik zu erklären und bei Rückfragen entsprechend Aufklärungsarbeit zu leisten.
Text und Fotos: Muhammad Ashour, Q4 (Schuljahr 2022/23)