Biotechnologisches Schülerlabor BioS
Ziele von BioS
Das Biotechnologische Schülerlabor Braunschweig steht seit Mai 2002 Schülerinnen und Schülern der Jahrgangsstufen 10 bis 13 offen.
Es bietet die Möglichkeit, durch eigenes Experimentieren grundlegende biotechnologische Methoden kennen zu lernen, die in der Schule nicht durchführbar sind.
Die Schülerinnen und Schüler lernen bei BioS moderne naturwissenschliche Denk- und Arbweitsweisen kennen mit dem Ziel, Interesse an eigener naturwissenschaftlicher Forschung zu wecken und darüber hinaus Chancen und Risiken dieser Techniken unvoreingenommener und verantwortungsbewusster abschätzen zu können.
BioS ist eine Einrichtung des Kultusministeriums des Landes Niedersachsen und wird finanziell unterstützt und wissenschaftlich begleitet durch die GBF, die TU Braunschweig und die Nord LB/ Öffentliche. Durch die enge Zusammenarbeit mit den Forschungsinstitutionen versteht sich BioS als Vermittler zwischen Schule und Forschung.
Angebote von BioS
Experimentalkurse für Schulklassen und Oberstufenkurse beinhalten Schülerexperimente unter verschiedenen Fragestellungen sowie Erarbeitung des theoretischen Hintergrundes. Die Dauer unserer Kurse liegt zwischen einem Schultag und drei ganzen Tagen.
Das BioS-Team setzt sich zusammen aus zwei Gymnasiallehrern (Dr. Iris Eisenbeiser, Arntraud Meyer).
Zur Zeit bieten wir folgende Versuche an:
Plasmid–Puzzle mit pBioS14
In der Gentechnik werden Plasmide als Transportmittel (Vektor) für die DNA-Klonierung genutzt. Hierfür ist es unbedingt notwendig, bestimmte strukturelle Merkmale des Plasmids zu kennen. Am Beispiel des Vektors ´pBioS14´ aus einem gentechnisch veränderten Bakterienstamm von Escherichia coli wird eine einfache Restriktionskarte erstellt.
Plasmiden auf der Spur
Die in der Gentechnik verwendeten, künstlich hergestellten Plasmide (s.o.) unterscheiden sich in der Größe sowie im Bau (Promotoren, Antibiotikaresistenzgene u.a.). Solche strukturellen Unterschiede nutzen wir in unserem Experiment zur Identifizierung verschiedener Plasmide in Escherichia coli-Kulturen.
DNA auf der Sonnenbank
DNA kann durch Umwelteinflüsse (z.B. erhöhte UV-Anteile im Sonnenlicht) auf verschiedene Weisen geschädigt werden. In der Regel werden diese Schäden durch Reparaturenzyme behoben, können aber auch zu krankhaften Veränderungen der Zelle führen.
Am Beispiel von Plasmid-DNA aus Escherichia coli werden Strukturveränderungen in Abhängigkeit von der Bestrahlungsdauer mit UV-Licht aufgezeigt.
DNA – im richtigen Licht betrachtet
Zu den wichtigsten Eigenschaften eines Moleküls gehört seine spektrale Absorption. Diese wird im Laboralltag zur Bestimmung der DNA-Konzentration genutzt.
In unserem Experiment wird zunächst ein Absorptionsspektrum der DNA im UV-Bereich aufgenommen und damit das Messverfahren verdeutlicht, so dass schließlich jeder die Menge seiner zuvor isolierten Plasmid-DNA bestimmen kann.
Hier geht´s um die Wurst
Mit unserer Nahrung nehmen wir täglich DNA verschiedenster Organismen auf, ohne dass uns richtig bewusst wird, wie viele Arten von Lebewesen zur Herstellung des Produktes beigetragen haben.
Am Beispiel von verschiedenen Wurstsorten untersuchen wir in unserem Labor, welche Tierarten das Fleisch dafür geliefert haben.
Durch „Reporter“ GVOs aufgespürt
Mit Hilfe verschiedener Strategien kann Fremd – DNA in das pflanzliche Genom integriert werden. Zur Überprüfung einer gelungenen Transformation werden gemeinsam mit der Fremd-DNA integrierte Gene, sog. „Reporter“-Gene benutzt, deren Genprodukt natürlicherweise in der Pflanzenzelle nicht vorkommt sowie leicht detektierbar und quantifizierbar ist.
Zur Unterscheidung einer gentechnisch veränderten Pflanze (GVO) von ihrem Wildtyp werden Blätter von Tabakpflanzen auf das Vorhandensein eines solchen Reporter-Gens überprüft.
Back To Our Roots?
Stabile genetische Marker könnten einen Baustein liefern, mit dessen Hilfe sich Aufschlüsse über die Wurzeln der Menschheit gewinnen lassen. So genannte Alu-Elemente sind kurze, sich wiederholende Sequenzen, die in großer Zahl über das menschliche Genom verteilt sind. Beim Menschen gibt es spezifische Alu-Elemente, die bei unseren nächsten Verwandten, den Menschenaffen, fehlen. Darüber hinaus findet man über die Kontinente hinweg interessante Verteilungsmuster dieser Mutation.
In unserem Experiment isolieren wir DNA aus Mundschleimhautzellen und überprüfen bei jedem Schüler das Vorhandensein eines Alu-Elements auf dem Chromosom 8.
DNA – easy, quick and dirty
Die Erbsubstanz DNA ist in allen Zellen eines Organismus enthalten, auch in Gemüse oder Obst, das wir täglich im Rahmen gesunder Ernährung zu uns nehmen.
In unserem Experiment wird mit einfachsten Mitteln DNA aus gut verfügbaren Früchten gewonnen und für das bloße Auge sichtbar gemacht.
Zeig´mir Deine Gene…
Polymorphe DNA-Sequenzen liefern die Basis für die Diagnose von genetisch bedingten Krankheiten, für die Identifizierung von Personen sowie für die Feststellung von Verwandtschaftsverhältnissen. Ein Merkmal dieser DNA-Bereiche ist die unterschiedliche Länge der Repetitivsequenzen, deren Kombination auf den homologen Chromosomen individuell variiert.
Für unsere “DNA-Profil-Analyse“ isolieren wir DNA aus Haarwurzelzellen und amplifizieren daraus eine nicht kodierende repetitive Region auf dem Chromosom 1.
