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: info@mobiclup.de

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