Stützpunktschule Molekularbiologie

Wir über uns

Kontakt: christiane.klocke@gymnasium-walldorf.de

Seit dem Schuljahr 2005/2006 finden am Gymnasium Walldorf molekularbiologische Experimente statt, die Teil des Konzepts der Stützpunktschulen im Bereich des Regierungspräsidiums Karlsruhe sind.

Stützpunktschulen sind Kontaktstellen zwischen außerschulischen und schulischen Bildungsaktivitäten und dienen somit als Schnittstellen zwischen Schule und Partnern aus Industrie, Hochschulen oder Forschungseinrichtungen. Sie wollen im Netzwerk der verschiedenen naturwissenschaftlichen Angebote regionale Ansprechpartner für Lehrer und Schüler, aber auch für Wissenschaftler verschiedener Forschungseinrichtungen sein.

Ziel ist es, den gymnasialen Unterricht nach Möglichkeit an wissenschaftlich und gesellschaftlich relevanten Themen zu orientieren. Einer der Schwerpunkte soll auf naturwissenschaftlichen Arbeitstechniken und Methoden liegen. Den umgebenden Schulen werden Praktika angeboten, die den Unterricht unterstützen, üblicherweise jedoch an den Schulen nicht durchgeführt werden können, da dort die spezielle Ausrüstung nicht zur Verfügung steht.

Laborleitung:
Christiane Klocke
Susanne Beunings
Sarah Mohr

Angebotene Experimente an der Stützpunktschule Walldorf

GeneProfile (Genetischer Fingerabdruck)
Vaterschaftsanalyse mittels PCR und Gelelektrophorese

Bereitstehende DNA-Sätze von Vater, Mutter, Sohn und Tochter werden vorbereitet und dann im Thermocycler zunächst einer PCR unterworfen. Hierbei werden durch die Wahl der eingesetzten Primer bestimmte VNTR-Polymorphismen (variable number of tandem repeats) amplifiziert. Die Proben werden später parallel auf einem ethidiumbromidhaltigen Gel elektrophoretisch aufgetrennt. Die Banden werden über UV-Licht sichtbar gemacht. Das Bandenmuster ermöglicht eine einwandfreie Verwandtschaftsanalyse der untersuchten Personen.

GeneControl (Genregulation – Nobelpreis-Experiment zur Genregulation nach Jacob-Monod)
Vergleich der Regulierbarkeit zweier E.coli-Promotoren anhand ihrer Genaktivität.

Das Lac-Operon von E.coli ist ein Beispiel für ein induzierbares System und wird sowohl positiv als auch negativ reguliert.
Im Experiment GeneControl wird die Transkriptionsstärke des E.coli-Lac-Promotors und eines anderen, unkontrollierbaren E.coli-Promotors in Abhängigkeit von unterschiedlichen Nährstoffbedingungen durch eine photometrische Messung quantitativ bestimmt. Hierzu wurden die zu analysierenden Promotoren mit einem lacZ-Gen fusioniert.

HIV-ELISA (Enzyme-linked Immunosorbent-Assay)
Simulation der HIV-Verbreitung und Nachweis einer Infektion mittels ELISA

Zur Simulation der Ausbreitung einer fiktiven HIV-Infektion tauschen die Kursteilnehmer zunächst ihre „Körperflüssigkeiten“ aus. Dazu erhalten sie jeweils eine Lösung, die diese Situation imitiert.
Im Anschluss wird im “Serum“ der Probanden das p24-Antigen des Virus nachgewiesen werden. Der Nachweis erfolgt indirekt durch einen ELISA, wobei die spezifische Antikörper – Antigenbindung durch eine Farbreaktion sichtbar gemacht wird.

Weitere Experimente (auf Anfrage)

Huntingtin Test (Gendiagnostik)
Durchführung einer Gendiagnose auf eine Veranlagung für Chorea Huntington (HD)

Es werden DNA-Proben einer Familie mit zwei Kindern untersucht. Der Vater ist zwar (noch?) frei von Symptomen, hat aber einen an HD erkrankten Vater.
Es gilt nun herauszufinden,
… ob der Vater selbst und die Kinder (keines, eines oder gar beide?) das mutierte Huntingtin-Gen in ihren Zellen tragen.
… inwieweit im Falle eines positiven Befunds die Länge der CAG-Sequenz Aussagen über den Zeitpunkt des Krankheits-Ausbruchs zulässt.
Bereitstehende DNA-Sätze von Vater, Mutter, Sohn und Tochter werden vorbereitet und dann im Thermocycler zunächst einer PCR unterworfen. Hierbei wird durch die Wahl der eingesetzten Primer ein Genabschnitt um den mutierten Bereich im Gen für das Protein Huntingtin amplifiziert. Die Proben werden später parallel auf einem ethidiumbromidhaltigen Gel elektrophoretisch aufgetrennt. Die Banden werden über UV-Licht sichtbar gemacht. Das Bandenmuster ermöglicht eine einwandfreie Aussage über eine genetische Analyse der untersuchten Personen.

Anmeldung zu den Schülerpraktika

Zur Anmeldung für ein Schülerpraktikum schreiben Sie uns bitte eine e-Mail: christiane.klocke@gymnasium-walldorf.de

Bitte beachten Sie, dass Sie ein Schülerpraktikum mit Ihrem Kurs in der Regel nur dann buchen können, wenn Sie das entsprechende Experiment in einer Lehrerfortbildung bereits durchgeführt haben.

Wir freuen uns, Sie bald mit Ihrem Kurs an unserer Stützpunktschule begrüßen zu dürfen.

Kooperationspartner

  • Explo Heidelberg (Herstellung der Experimentierkits)
  • COS Heidelberg
  • KIT, Karslruhe